Características do Dióxido de Carbono (CO2 / R744)

O Dióxido de Carbono é um refrigerante 100%  natural. Sua concentração na atmosfera é de aproximadamente 0,04% em volume (400ppm) e, por ser encontrado naturalmente em abundância, é de baixo custo de aquisição. Seu potencial de destruição da Camada de Ozônio (ODP) é zero e o seu Potencial de Aquecimento Global é de apenas um (GWP=1), sendo assim referência para os outros refrigerantes. O R744 é um refrigerante de classe A1 (não inflamável e atóxico), contudo pode causar sufocamento em altas concentrações. 

O R744 tem alta capacidade volumétrica de refrigeração, comparada aos refrigerantes sintéticos, e, dependendo das condições de aplicação, chega a ser de 5 a 8 vezes maior que o R22. Isso significa trabalhar com compressores, componentes e tubulações de tamanhos reduzidos. Possui também ótimas características para transferência de calor, além de ser estável química e termodinamicamente. Possui uma excelente miscibilidade com os óleos lubrificantes, o que facilita sua separação e diminui o arraste para o sistema, aumentando consequentemente a transferência de calor nos evaporadores e condensadores.

Na aplicação subcrítica, conhecida como cascata, leva muita vantagem em relação aos sistemas de simples estágio. A alta densidade do vapor de sucção resulta numa troca de calor eficiente entre a linha de sucção do CO2 e a linha de líquido do estágio de alta pressão. Além de aumentar o rendimento do sistema de alta pressão, garante também um controle estável do superaquecimento do vapor de sucção do compressor de CO2, evitando a diluição do refrigerante no óleo. No ciclo transcrítico, a pressão do resfriador gasoso (gas cooler) e a temperatura não são interligadas como na região subcrítica de duas fases. A elevada pressão de vapor resulta não apenas numa baixa relação de pressão, mas também em altos coeficientes de troca de calor e perdas de pressão relativamente baixas.

Como se trata de um refrigerante natural, substância disponível na atmosfera, o CO2 não tem a necessidade de ser recuperado, tratado ou reciclado, pois tais medidas são obrigatórias para os sintéticos, tornando-o muito atrativo para determinadas aplicações onde a infraestrutura é deficiente, como é o caso de muitos supermercados.

A principal desvantagem do COé a sua intrínseca alta pressão de trabalho, a qual é muito mais elevada que a dos demais refrigerantes naturais ou sintéticos, impondo maiores exigências à segurança do sistema e dos componentes, principalmente quanto a necessidade de utilização de válvulas de segurança ao redor do sistema. Normalmente para a aplicação subcrítica as pressões deverão ser limitadas em 25 bar no lado de baixa pressão e 40 bar na alta pressão. 

Em caso de vazamento o CO2 pode se tornar perigoso em determinados ambientes por ser inodoro e possuir maior densidade que o ar, nesses casos é recomendado à instalação de sensores para controle e monitoramento de vazamento. É preciso um cuidado especial em relação ao ponto triplo, pois poderá ocorrer a formação de CO2 sólido (gelo seco), com pressões abaixo de 5,2bar abs. (-56,6ºC). Demanda também um pessoal técnico e bem treinado para lidar com sua aplicação.

Paulo Neulaender

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