Uso de Refrigerantes Naturais em Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado

Refrigeração de Grande Porte - Chiller

1 Aplicações nos Setores de Ar Condicionado e Refrigeração Industrial 1

Chillers com Carga Reduzida de R-717

Chillers com Trocadores a Placas (PHEs)

• Cargas Reduzidas de R-717 (Até 95%)
• Sistemas montados na fábrica
• Menores custos de manutenção
♦ Aplicações:
♦ Indústria Alimentícia (Laticínios, Bebidas, Abatedouros, etc)
♦ Indústrias Química e Petroquímica
♦ Sistemas Cascata – R-744/R-717
♦ Supermercados
♦ Sistemas de Ar Condicionado

Chillers com PHEs Ar Condicionado Industrial

Chillers com Carga Reduzida de R-717

Chillers com Carga Reduzida de R-717

Chillers com Carga Reduzida de R-717

Equipamentos com Carga Reduzida de R-717

Equipamentos com Carga Reduzida de R-717

Equipamentos com Carga Reduzida de R-717

Equipamentos com Carga Reduzida de R-717

Equipamentos com Carga Reduzida de R-717

Árvore de Válvulas

CO2 na História da Refrigeração

Processos Termodinâmicos com CO2

Sistema R-744/R-717 - Cascata

2 Aplicações nos Setores de Ar Condicionado e Refrigeração Industrial 2

Sistema R-744/R-717 - Cascata

Sistema R-744/R-717 - Cascata

Sistema R-744/R-717 - Cascata

Pressões de Projeto

Requisitos de Projeto

• Condensador Cascata – Plate & Shell/ Shell & Tube/ PHE.

• Compressor – Deslocamento Volumétrico/ Relação de Compressão/ Tipo de Óleo/ Rolamentos/ Mancais/ Comprimento de Rotor.

• Separadores de Líquido – Materiais/ Menores Dimensões.

• Válvulas – Iguais às de R-717 (exceto gás quente – 52 bar g)/ Diâmetros Menores.

• Evaporadores – Materiais/ Eficiência/ Taxa de Recirculação.

• Degelo – Gás Quente/ Água/ Elétrico.

• Tubulação – Diâmetros Menores/ -55ºC/ Especificações de Solda.

• Dispositivos de Alívio – Solidificação.

Pressões de Projeto

COP Otimizado

COP – R-744/R-717 Cascata x R-717 “Booster”

Comparativo de COP – Vários Sistemas

Comparação de Diâmetros de Linhas

Válvulas de Segurança

Segurança

Expansão de CO2 – Líquido Enclausurado

Solubilidade com Água

Filtro Secador/ Visor de Umidade

3 Aplicações Nos Setores De Ar Condicionado E Refrigeração Industrial 3

Refrigerante Primário – (Ciclo Sub-Crítico):

• Baixas Temperaturas – Sistema Cascata (-35ºC a -55ºC)
• Alto COP para sistemas abaixo de -35ºC
• Deslocamento Volumétrico até 10 vezes menor que R-717
• Linhas muito menores/ Separadores de Líquido Menores/ Evaporadores Menores
• Baixa Toxicidade (Classe - A1 (ASHRAE-34) – TLV = 5000 ppm > HFCs)
• Não inflamável
• Alta Pressão (40 - 52 bar em Ciclos Sub-críticos)
• Novas Tecnologias na concepção do Sistema – Engenharia x Tradição
• Inodoro - Em caso de vazamento, não há alarme pelo odor
• Alta Solubilidade com Água

Refrigerante Secundário:

• Temperaturas Intermediárias (-20.0ºC a 0.0ºC)
• Fluxo Bifásico
• Altos Coeficientes de Transferência de Calor
• Linhas muito menores

O Exemplo da Nestlé

Indústria Alimentícia/ Bebidas

♦ R-717, Amônia e NH3
♦ Chillers com Carga de R-717 muito Reduzida
♦ Fluidos Secundários (-15.0ºC a 0.0ºC)
♦ R-744 - ??? – Grande Futuro !
♦ Legislação
♦ Segurança  CB-55 – Norma NBR 16069

Indústria de Processos

♦ HCs – (R-1270) – Áreas Classificadas
♦ R717 – Chillers com “PHE” – Empresas Européias
♦ HFCs – Processos de Água Gelada – Chillers Centrífugos
♦ R-22 começa a perder espaço em novos sistemas

4 Aplicações Nos Setores De Ar Condicionado E Refrigeração Industrial 4

Ar Condicionado Industrial

♦ HFCs – Chillers Centrífugos/ Parafuso
♦ R717 – Chillers com “PHE” – Empresas Européias
♦ R-22 está praticamente fora em novos sistemas