O documento discute os fluidos refrigerantes utilizados em sistemas de refrigeração, desde os primeiros éteres e amônia até os atuais CFCs, HCFCs e HCs. Também aborda o uso do dióxido de carbono e amônia em aplicações específicas e as normas internacionais relacionadas a cargas máximas de hidrocarbonetos em equipamentos.

1. FENÔMENOS DE TRANSPORTES
GRUPO:
BRUNO CINTRA PELLACANI
GIANCARLO MARCHESINI
RAFAEL OLIVIER ZUCOLOTTO
WAGNER AUGUSTO ARANDA COTTA

2. FLUÍDOS REFRIGERANTES
GRUPO:
BRUNO CINTRA PELLACANI
GIANCARLO MARCHESINI
RAFAEL OLIVIER ZUCOLOTTO
WAGNER AUGUSTO ARANDA COTTA

3. Introdução
Inicio da utilização dos fluidos refrigerantes:
•Revolução Industrial;
•Estimulo a utilização de conceitos termodinâmicos em
sistemas de refrigeração.
Primeiros fluidos:
•Éter, Amonia, Dióxido de Enxofre;
•Inflamáveis e/ou tóxicos;
•Uso restrito a ambientes controlados (indústria);
•Aperfeiçoamento dos selos mecanicos: possibilidade
de utilização em ambientes domesticos.

4. CFC`s (Clorofluorcarbono)
Década de 30: revolução na refrigeração:
•Fluidos perfeitos: não são tóxicos nem inflamáveis ou
oxidante, não causam irritações nem queimaduras, não
atraem insetos;
•Facilidade de implementação: versateis tipos de CFC`s,
aproveitamento de sistemas antes utilizados com outros
fluidos;
•Possibilitou aplicações na industria, comercio e
residencias;
•Utilização como propelente para aerossóis.

5. CFC`s (cloro, fluor, carbono)
Década de 70: aumento das preocupações ambientais:
•Estudos mostram os gases CFC’s como o maior
responsável pela redução da camada de ozônio;
•Ocorre o rompimento das moléculas de CFC pelos
Raios UV na estratosfera, liberação dos átomos de
Cloro que destroem o ozônio.
Alternativas ecologicamente limpas:
•Amônia e compostos de hidrogênio e carbono (HC);
•Boas propriedades termodinâmicas, porem a amônia é
tóxica e inflamável sob certas condições e os
compostos de HC são altamente inflamáveis;
•Tudo isso limita o emprego.

6. Características Gerais
Algumas características investigadas para a seleção de
fluidos refrigerantes:
•Propriedades termodinâmicas;
•Faixas de temperatura;
•Relação de pressão e temperatura;
•Compatibilidade com materiais e óleo;
•Aspectos de saúde e segurança;
•Parâmetros ambientais (posteriormente).

7. DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
• Dióxido de carbono é um fluido refrigerantes que vem sendo
utilizado há mais de um século.
• É de baixo custo, disponível em qualquer quantidade
em qualquer parte do mundo e possui propriedades bem
conhecidas e documentadas.
•São comumente usados em:
Bombas de calor e aquecedores de água;
Sistemas pequenos, comerciais e de supermercados;
Ar condicionado móvel;
Refrigeração Industrial;

8. DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
• R-744 é classificado pelas normas como refrigerante A. Não
inflamável, tóxico em concentrações moderadas, acima de 5% em
volume no ar.
• A grande diferença entre CO2 e outros refrigerantes comuns é sua
relação pressão-temperatura e particularmente sua baixa
temperatura crítica de ~31 oC
• Esforços significativos de pesquisa e desenvolvimento estão em
curso para aumentar a eficiência do ciclo, através de
desenvolvimento de expansores (ao contrário de válvulas de
expansão), ejetores de forma a recuperar as perdas.

9. AMÔNIA (NH3)
• No período de 1930 a 1990, quase todas legislações para
construção de edifícios, normas para equipamentos e para projetos
de sistemas de ar condicionado e procedimentos de instalação
foram desenvolvidas para equipamentos e sistemas utilizando
refrigerantes halogenados.
• Além disso, os fornecedores importantes de equipamentos
desenvolveram produtos para atender estas normas que permitia
somente o uso de refrigerantes halogenados. Os arquitetos,
engenheiros, e empreiteiros utilizaram sistemas de refrigerantes
halogenados em seus projetos e instalações de condicionamento
de ar.

10. AMÔNIA (NH3)
• Halogenados tornaram-se os refrigerantes escolhidos para
aplicações comerciais e residenciais de condicionamento de ar,
enquanto amônia permaneceu o refrigerante para refrigeração
industrial.
• A amônia (R-717) é um refrigerante sem impacto ambiental direto
porque não destrói o ozônio atmosférico, ou seja, tem um potencial
de destruição de ozônio (ODP) zero, assim como não contribui para
o aquecimento global, pois tem um potencial de aquecimento global
(GWP) também zero.

11. AMÔNIA (NH3)
• Em função de suas propriedades termodinâmicas excelentes para
a utilização como fluido refrigerante em sistemas de refrigeração
por compressão de vapor, o uso da amônia implica em um
consumo menor de energia que o uso de outros refrigerantes em
sistemas industriais de refrigeração de grande porte.
• Com relação à questão da segurança, amônia tem um histórico
de bom desempenho comprovado em parte por causa do seu odor
reconhecível e facilmente detectável, instalações implantadas em
conformidade com normas da indústria.

12. Utilização de hidrocarbonetos
• Os principais motivos para a utilização dos Hidrocarbonetos
como fluidos refrigerantes são a sua “limpeza” e versatilidade.
• Alguns contras: são inflamáveis, e em grandes
concentrações provocam asfixia e têm efeito anestesiante.
• Podem ser encontrados a baixo custo no mundo inteiro
• Coca-Cola e Unilever se comprometeram a utilizar somente
HCs
• O protocolo de Kyoto também auxiliou na popularização da
utiização de HCs.

13. Cenário Internacional
• Os HCs estão sendo amplamente usados na Europa,
principalmente para a refrigeração domestica.
• Alguns paises emergentes como a Índia também estão
utilizando HCs em equipamentos de ar condicionado.

14. Estudos desenvolvidos
• Cuba: criação de um fluido refrigerante à base de GLP
• Austrália e Europa: Desenvolvimento de caminhões
refrigerados à base de HCs.

15. Equipamentos de ar condicionados
compactos
• Equipamentos com baixas cargas de refrigerantes também
podem ser substitutos adequados para o HCFC-22.
• Barreiras encontradas são os problemas ao lidar com cargas
elevada de HC, estabelecimento de normas técnicas para
instalações e capacitação e treinamento de técnicos para
serviços de campo.
•O risco de fogo ou explosão é razoavelmente baixo, sendo
proporcional a quantidade de refrigerante.

16. Unidades resfriadoras de líquidos
(chillers)
• Amplamente utilizados em
residências na Europa e em
outros lugares de baixa
temperatura.
•Refrigerantes
secundários também são
utilizados em chillers
centrífugos para
indústrias petroquímicas.

17. Bombas de calor
• Utilizados em industrias
para resfriamento
secundário, prédios de
escritórios e
supermercados
• No Brasil é direcionado ao
aquecimento de piscinas.

18. Sistemas de Ar Condicionado
Automotivo
• Com o Protocolo de Montreal, todos os veículos devem ter como
sistema de refrigeração o uso de HFC-134 a.
• Propano é o gás mais indicado, sendo um gás bastante utilizado
como aquecimento de alimentos, sua manipulação com segurança é
conhecida no mundo todo.

19. Cenário Nacional
• Empresas como a Bosch e a Unilever-Kibon estão produzindo
refrigeradores domésticos para o mercado nacional e para exportação.
• Elas devem produzir refrigerantes a base de HC’s como
determinação de seus clientes, os que ainda utilizam HFC’s devem
substituir por HC’s.

20. Conclusão (final!!!)
• O desenvolvimento do setor de refrigeração está
profundamente ligado ao desenvolvimento dos fluidos
refrigerantes.
• Os fluidos de primeira geração consistiam
basicamente em fluidos naturais com graves problemas
de toxidade e inflamabilidade. Os de segunda geração
apesar de apresentar várias características desejaveis,
são grandes causadores da destruição da camada de
ozônio. Os fluidos da terceira geração carecem de
desenvolvimento, sendo possível notar o retorno aos
fluidos da primeira geração.

21. Bibliografia (final!!!)
•PEIXOTO, Roberto de Aguiar, Fluidos Refrigerantes
Hidrocarbonetos - Uso Atual e Perspectivas Futuras,
Núcleo de Ozônio da Diretoria de Qualidade Ambiental
do Ministério do Meio Ambiente – MMA, 2006.
•HRNJAK, Pega, Uso de Fluidos Refrigerantes Naturais
em Sistemas de Refrigeração e Ar Condicionado –
MMA, 2006.
•PIMENTA, João, Fluidos Refrigerantes –
Desenvolvimento Histórico e Situação Presente.

22. FIM

23. Norma Tipo de Limites de carga Outos aspectos
equipamento maixma para HCs tratados pela norma
EN 378 Comercial e Carga <150g:sem Componentes,
Industrial requisitos de dispositivos de
segurança para segurança, local de
sistemas instalação,
herméticos manutenção
Carga > 150g:
requisitos com
relação ao volume
da sala e ventilação
natural.
Carga>5kg:
requisitos com
relação válvula e
segurança,
detector de HC,
ventilação
mecânica
ISO 5149 Comercial e Depende da
industrial aplicação
IEC Pequenos 150g Testes de pressão
60335-2-24 refrigeradores e
congeladores
IEC Equipamentos 1Kg a 5Kg em Testes de pressão
60335-2-40 compactos de ar ambientes externos Manutenção
condicionado e
bombas de calor
IEC Refrigeradores e 150g Testes de pressao
60335-2-89 congeladores
comerciais
compactos