COMPARAÇÃO DE SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE CO2, EM CASCATA COM R134a E R404A
Marcus Vinícius Almeida Queiroz1; Luís Manoel Paiva Sousa1; Arthur Heleno Pontes Antunes1; Enio Pedone Bandarra Filho1
1 UFU
Resumo
O presente estudo experimental avalia o desempenho de um sistema em cascata subcrítico usando o par R744 / R134a, como alternativa aos sistemas convencionais em expansão direta instalados em supermercados, os quais utili-zam R404A, ou ainda R22. O aparato experimental é composto por um compressor alternativo de velocidade variável para o R744 e uma válvula de expansão eletrônica que promove a evaporação direta do CO2 no interior de uma câ-mara fria (2,3m x 2,6m x 2,5m) para manter a temperatura interna de ar estável. O ciclo de alta temperatura é consti-tuído por um compressor alternativo para o R134a, uma válvula de expansão termostática e um condensador arrefe-cido a ar. Um trocador de calor a placas, que é ao mesmo tempo, o condensador do R744 e o evaporador para o sis-tema de alta temperatura, completa a bancada. Na metodologia adotada, dois parâmetros operacionais foram mani-pulados: o grau de superaquecimento do R744, 5-20 K, e a frequência de operação do compressor de R744, 40-65 Hz. Com o intuito de contribuir para a melhoria nos processos de refrigeração, tanto quanto à sustentabilidade como em relação à eficiência energética, uma operação de drop-in foi estabelecida no ciclo de alta temperatura, onde a carga do R134a foi substituída pelo R404A. O sistema de refrigeração alternativo (R744 / R404A) foi então, submetido à outra etapa de testes, a qual permitiu a comparação energética entre os pares de refrigerantes. Por meio dos resulta-dos obtidos, estimou-se um máximo COP equivalente a 1,39 e um valor mínimo de 1,06 para o par R744 / R134a. Os valores da capacidade de refrigeração, estabeleceram-se entre 4,09 e 5,79 kW, demonstrando a aplicabilidade desse sistema cascata em condições de carga térmica variável. O valor mínimo da temperatura operativa do ar no interior da câmara foi - 28 °C e o máximo -3,1 °C. Por fim, constatou-se que os resultados obtidos para par R744 / R404A, atenderam à condição de temperatura do ar no interior da câmara fria com valores de COP semelhantes. No entanto, o par R744 / R4
Palavras-chave: REFRIGERAÇÃO; CASCATA; R744; R134a; R404A