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Dióxido de carbono apresenta-se como alternativa promissora

Reportagem publicada na edição de abril da Revista Abrava + Climatização & Refrigeração

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fluidos refrigerantes
12 ABRAVA + Climatização & Refrigeração Abril 2017
Pressionado tanto pelas agressões à
camada de ozônio como pela acelera-
ção do aquecimento global, o mundo
se prepara para a substituição dos atu-
ais uidos refrigerantes. s chamados
refrigerantes naturais t m ganhado
espaço. entre eles, o C 2 se apre-
senta como uma alternativa eficaz,
já que possui baixíssimo GWP, não é
in amável e tem preço baixo.
engenheiro de aplicação da
Bitzer, Marcos Euzébio, acredita que
há um forte crescimento do interes-
se pelo uso do dióxido de carbono
na refrigeração comercial no Brasil.
“Existem várias razões que podem
ser citadas, como preço baixo do
uido em comparação com os sin-
téticos tradicionais, não necessita
recolhimento em caso de manuten-
ção, apresenta excelente efici ncia
energética, principalmente em regi-
me de congelados, e não corre o
risco de entrar em phase out, pois
não agride a camada de ozônio pois
seu GWP é igual a 1; ou seja, é uma
solução de longo prazo .
Alexandre Ferreira de Andrade,
gerente de vendas para exportação da
Heatcraft, também concorda que o uso
de C 2 está crescendo, e cita outros
motivos, como, por exemplo, a alta
capacidade volumétrica de refrigera-
ção, ou seja, a quantidade de carga tér-
mica que o sistema combate pode ser
de 5 a vezes mais eficiente, se com-
parado a outros refrigerantes como o
R-22, por exemplo, dependendo das
condições de aplicação. as destaca
dois pontos como responsáveis pelo
aumento da aplicação de sistemas de
C 2: as determinações dos Protocolos
de Montreal e Kyoto e as datas de
corte dos refrigerantes CFC e HCFC.
"Hoje, esta tecnologia é amplamente
utilizada na Europa e, gradualmente,
vem sendo aplicada em países emer-
gentes, como o Brasil .
Dióxido de carbono apresenta-se
como alternativa promissora
fluidos refrigerantes
Abril 2017 ABRAVA + Climatização & Refrigeração 13
estão investindo também na tecnolo-
gia dos componentes relacionados ao
C 2. Palma acentua o fato de o mer-
cado estar buscando por soluções que
não agridam o meio ambiente.
Como todo novo conceito, há uma
tend ncia natural dos consumidores
finais em aguardar os resultados que
estas novas soluções podem trazer.
Assim sendo, as respostas extrema-
mente positivas que as instalações
piloto trouxeram, seja em nível de con-
fiabilidade mecânica ou de economia
de energia, ou, ainda, de qualidade
do frio, serviram de fator tranquiliza-
dor para sua multiplicação", acrescenta
Renzo Contardo, da C Tech Brasil.
Os desafios na refrigeração
comercial
A mão de obra qualificada é, segun-
do os especialistas, o maior desafio
para a ampliação do uso de C 2 nos
sistemas de refrigeração comercial.
maior desafio, ainda, é ter mão
de obra qualificada, principalmente
em quantidade para a execução das
instalações e manutenções; por mais
que já existam escolas e fabricantes
ministrando treinamentos de altíssima
qualidade, temos uma demanda maior
que a oferta , comenta Andrade.
Para Euzébio, o maior desafio é a
desmistificação de informações. m
sistema de refrigeração que utiliza
C 2 possui algumas particularidades
devido s características termodinâ-
micas distintas apresentadas por esse
uido, o que em alguns casos pode
significar um custo maior de imple-
mentação, viabilidade e segurança,
assim como a reeducação técnica dos
profissionais de manutenção envolvi-
dos. A experi ncia nos mostrou que
o investimento é rapidamente amorti-
zado pelos menores custos de manu-
tenção, e a capacitação do pessoal foi
extremamente positiva pela motiva-
ção que essa nova tecnologia propor-
cionou. Após identificarem as reais
vantagens que obtiveram com o uso
de C 2, várias redes de supermerca-
do no Brasil adotaram essa opção em
seus novos projetos .
Já Palma acredita que o maior impe-
dimento é o da economia. Enquanto
houver o desequilíbrio de econo-
mia associado às questões políticas,
o mercado vai ficar mais contido.
Entretanto, o mercado já apresenta
sinais de melhora .
"A grande preocupação é sobre as
pressões de operação que são mais ele-
vadas na comparação com as pressões
de sistemas tradicionais, como, por
exemplo, o R a, R A etc. , diz
arcel aissu e Nishimori, da Carel.
Sistema transcrítico
Em relação ao sistema transcrítico,
arcos Bernardi, consultor Técnico
S nior da anfoss comenta ainda
há um grande obstáculo a ser ven-
cido, pois em regiões que possuem
altas temperaturas na maior parte do
ano, a efici ncia energética do sis-
tema transcrítico de C 2 fica muito
próxima dos sistemas convencionais.
Sendo assim, o tempo de retorno
do investimento na nova tecnologia
aumenta muito, podendo tornar a
opção do C 2 pouco atraente. as,
As iniciativas desenvolvidas no
âmbito dos Protocolos de Montreal
e Kyoto para coibir a agressão
ao meio ambiente fortalecem os
refrigerantes naturais
s supermercados, restaurantes e
a ind stria de resfriamento industrial
estão em um momento de transfor-
mação de arquitetura de seus sistemas
de refrigeração. Em uma era ditada
por regulações e pressões por siste-
mas mais sustentáveis, o número de
opções para refrigeração disponíveis
para os operadores está crescendo
exponencialmente. Temos notado um
aumento pela demanda por sistemas
que operam com C 2. Isso se deve a
sua tecnologia que permite uma maior
efici ncia energética e um menor
impacto no meio ambiente", explica
anilo ualbino, gerente Técnico da
Plataforma Emerson Commercial and
Residential Solutions no Brasil.
Para Ant nio Claudio Palma, diretor
Geral da Mipal, as tecnologias aplica-
das aos componentes e sistemas estão
sendo mais difundidas e as ind strias
fluidos refrigerantes
14 ABRAVA + Climatização & Refrigeração Abril 2017
no sentido de melhorar ainda mais a
efici ncia do sistema transcrítico, a
fim de torná lo viável para uso nes-
ses locais, novos componentes estão
sendo desenvolvidos .
Segundo Euzébio, esses sistemas
podem operar em níveis de pressão de
descarga próximos a 100 bar, assim,
o trocador de calor (gascooler) pode
rejeitar o calor absorvido no sistema.
Pressões de trabalho nessa magnitude
significam um consumo energético
elevado, porém, assim como em sis-
temas de refrigeração convencionais,
a pressão de alta é função da tem-
peratura ambiente e sua redução é
diretamente proporcional à queda de
temperatura exterior, podendo alcan-
çar níveis em que a efici ncia, o C P,
seja superior a uidos como o R .
Não devemos esquecer que o cálculo
correto de efici ncia energética de um
sistema de refrigeração deve ser sazo-
nal, devendo observar as quantidades
de horas por temperatura e por ano,
em cada região, para que a análise seja
corretamente fundada. Atualmente,
com o advento do uso da compressão
paralela, gás cooler adiabático e, mais
recentemente, a utilização do dispo-
sitivo ejector a aplicação de sistemas
de refrigeração transcríticos com C 2
no Brasil e na América do Sul deixou
de ser uma teoria e tornou-se uma
grata realidade. Em , um super-
mercado e um atacadista, ambos no
estado de São Paulo, apostaram nessa
tecnologia e estão muito satisfeitos,
já apontando com novos projetos de
igual característica .
Para Nishimori, a temperatura
externa, até algum tempo atrás, era um
limitante em relação efici ncia ener-
gética. uso de uma terceira linha
de sucção (compressão paralela) em
sincronia com a válvula de regulação
de pressão do tanque receptor ( ash),
além das sucções de baixa e média
temperatura, permite que a solução
de sistemas de C 2 operando em con-
dições transcríticas sejam viáveis em
regiões tropicais. Pensando nessas
limitações, a nossa empresa desen-
volveu um controlador para rac s de
compressores, o pRac T. Ele pode
gerenciar essas tr s linhas de sucção
(baixa e média temperatura e com-
pressão paralela), além das válvulas
de alta pressão (HPV) e de regulação
do tanque receptor ( ash), garantindo
a máxima efici ncia do sistema. A
compressão paralela é ativada sempre
que a válvula ash estiver com uma
determinada abertura e a temperatu-
ra externa estiver acima dos limites
estipulados. Ao ativar a compressão
paralela, a válvula ash é fechada e
o compressor auxiliar tem a função
de manter estável a pressão do tanque
receptor. Por trabalhar com um dife-
rencial de pressão menor (P descarga
T – P tanque recebedor) em relação
aos compressores de T (P descarga
T – P sução T), a efici ncia do
sistema é muito maior .
No que se refere ao sistema trans-
crítico, Contardo diz que as altas
pressões derivadas das condições
ambientais são um desafio a ser venci-
do. Contudo, apesar do sistema ainda
não ser aplicado em larga escala, os
sistemas v m sendo utilizados com
resultados energéticos extremamente
positivos. Convém lembrar que um
sistema jamais trabalhará de
seu tempo no regime transcrítico. s
projetos que t m levado a esses resul-
tados procuram focar na utilização
de injetores de líquido e sistemas de
condensação adiabáticos ou com a
utilização de gás coolers. importan-
te frisar que as instalações necessitam
de equipes técnicas devidamente trei-
nadas para saberem onde atuar em
caso de eventuais panes .
Custos de implantação
Em boa parte dos países o custo
para a implantação de tais siste-
mas já quase se equipara ao custo
de sistemas convencionais. Segundo
Bernardi, deve-se ao estágio em que
países se encontram em termos de
tempo de utilização dos sistemas
transcríticos. No Brasil, ainda há
poucos sistemas em funcionamento
e um número pequeno de empresas
que dominam essa tecnologia. A
concorr ncia entre um n mero maior
de fornecedores qualificados poderia
diminuir esses custos .
representante da Bitzer cita dife-
renças entre sistemas de C 2 em
Alexandre Andrade Andre Patenaude Claudio Palma José Castro
Divulgação:Heatcraft
Divulgação:Emerson
Divulgação:Mipal
Divulgação:JohnsonControls
fluidos refrigerantes
regime subcrítico e transcrítico.
Sistemas de C 2 em regime sub-
crítico, quando comparados a siste-
mas convencionais de igual refino
tecnológico - válvulas de expansão
eletrônicas, controladores micro-
processados etc. já se mostram
em níveis de igual investimento no
Brasil, uma vez que grande parte
dos componentes estão disponíveis
no mercado nacional. Sistemas de
C 2 em regime transcrítico, devido
classe de pressão utilizada na linha
de alta pressão (HP), apresenta custo
de investimento maior pelo grau de
robustez, segurança e tecnologia dos
componentes, sendo que a maior
parte dos componentes é importado e
que pode resultar em nível de investi-
mento tr s vezes maior diz Euzébio.
Aplicação de compressores
Para Celina Bacellar, gerente de
Produto de Refrigeração Industrial da
ohnson Controls, os compressores
devem ser produzidos, especificamen-
te, para as condições de operação
diferenciadas do C 2. Atualmente,
ainda há um acesso limitado a compo-
nentes para pressões acima de 40 bar
Marcos Bernardi Maria Celina B. Bacellar Danilo Gualbino Enri Tunkel
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Divulgação:Danfoss
Divulgação:NovaTécnicaEditorial
Divulgação:Emerson
Divulgação:Danfoss
fluidos refrigerantes
de pressão máxima de trabalho. Por
conseguinte, a pressão máxima de tra-
balho parece estar limitada a este valor
( bar). Poucos compressores estão
disponíveis para pressões acima de 40
bar e, alguns deles, t m restrições no
lado de sucção, limitando a pressão a
cerca de bar. Possuimos linhas de
compressores especialmente desenvol-
vidas para aplicações de alta pressão.
Além dos compressores de parafuso,
que chegam a 5 bar, possuímos, tam-
bém, linhas de compressores alternati-
vos, até bar, amplamente utilizadas
nos sistemas em cascata. osé Castro,
diretor de Refrigeração Industrial da
ohnson Controls, comenta que, este
ano, a empresa lançará uma unidade
com compressor semi hermético SHC,
projetada para trabalhar especialmente
com sistemas cascata com C 2.
Euzébio comenta que os compres-
sores aplicados em C 2, em regi-
me subcrítico ou transcrítico, devem
estar aptos a operar em alta pressão
com um uido de alta densidade, o
que, necessariamente, requer caracte-
rísticas mecânicas especiais do bloco
e componentes móveis, adequados
segurança exigida. A aplicação
de compressores semi herméticos é
sempre preferencial e favorável, uma
vez que a manutenção do compressor
é possível e simplificada. compres-
sor deve ser capaz de trabalhar em
velocidade variável por questões de
efici ncia e estabilidade do sistema,
uma vez que grandes variações de
pressão podem ocorrer em curtos
espaços de tempo .
"A robustez do compressor deve
ser maior para suportar as pressões
elevadas de trabalho. sistema de
gerenciamento de óleo deve ser apro-
priado para as altas pressões do C 2.
s baixos níveis de vibração e pulsa-
ção são essenciais, além de um C P
(Coeficiente de Performance) elevado,
mantendo a efici ncia do equipamen-
to , esclarece o consultor da anfoss.
Os desafios na refrigeração
industrial
Castro, da ohnson, diz que os desa-
fios para a refrigeração industrial são
diferentes daqueles apresentados na
refrigeração comercial. A aplicação
de C 2 na refrigeração comercial tem
como objetivo principal a utilização
de refrigerantes naturais, em substi-
tuição a sistemas de expansão direta
com F gás. ponto propulsor aqui
está relacionado às questões ambien-
tais como, por exemplo, aquecimento
global e também ao crescente custo
de vazamentos destes refrigerantes.
No caso da refrigeração industrial, o
objetivo é diferente. Sendo também
um refrigerante natural, a tend ncia é
somente a redução da carga de amô-
nia, melhorando questões de manuseio
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Abril 2017 ABRAVA + Climatização & Refrigeração 17
e segurança. Por outro lado, a aus ncia de regulamentação
restritiva no uso de grandes cargas de amônia, aliado ao
desconhecimento da utilização do C 2 em instalações de
refrigeração industrial, tem restringido uma maior implan-
tação deste sistema no Brasil. Trata se de uma situação
diferente da Europa e Estados nidos, onde a legislação em
vigor propõe uma restrição significativa da carga de am -
nia, o que amplia espaço para a utilização de várias opções
tecnológicas com sistema de baixa carga de am nia .
Para Celina Bacellar, o uso do C 2 na refrigeração
industrial está focado, fortemente, na aplicação em siste-
mas em cascata, onde o lado de alta temperatura trabalha
com am nia e o C 2 aparece no lado de baixa tempera-
tura. m sistema de refrigeração resfria o outro que, em
seguida, resfria o produto. Assim, o C 2 trabalha dentro
de sua faixa de melhor operação, de C a 5 C de
evaporação. e maneira geral, quanto mais baixa a tem-
peratura, maior a efici ncia do C 2 em comparação aos
demais refrigerantes . Castro complementa um benefício
essencial do uso do C 2 em cascata com amônia é que
esta técnica permite remover a am nia da área de trabalho,
reduzindo a carga instalada e diminuindo eventuais riscos
de contaminação de produto e áreas de trabalho .
Segundo Enri Tun el, gerente de ar eting LA de
Refrigeração Indutrial da anfoss, a refrigeração industrial
está alguns passos atrás da refrigeração comercial em rela-
ção utilização de C 2. Na refrigeração comercial é uma
realidade crescente, já na refrigeração industrial, principal-
mente nos países em desenvolvimento, está longe de ser a
escolha padrão das novas instalações. e fato, o C 2 em
refrigeração industrial é muito mais um tópico de discussão
do que uma realidade. Em países desenvolvidos há várias
instalações com C 2 em aplicação industrial. Contudo, se
compararmos a quantia de instalações com amônia e com
C 2, mesmo nos países mais desenvolvidos, o número de
instalações com am nia ainda é muito maior .
A ind stria de refrigeração industrial está mais acostu-
mada a trabalhar com projetos de engenharia complexos e
com normas e memoriais descritivos mais elaborados. Ela
também conta com uma mão de obra mais especializada,
o que acaba fazendo com que os desafios sejam diferentes.
s sistemas de C 2 devem suportar pressões mais altas
quando estão em operação e também quando não estão ope-
rando. Quando o sistema está desligado para manutenção
ou por falta de energia, a pressão pode subir rapidamente
e abrir as válvulas de escape de pressão. s métodos para
evitar esse aumento de pressão devem estar incorporados
ao projeto do sistema", explica André Patenaude, diretor
de esenvolvimento de Negócios de C 2 da Plataforma
Emerson Commercial and Residential Solutions no Canadá.
Euzébio acrescenta, também, que a aplicação de sistemas
híbridos NH3 C 2 já é uma realidade no mundo e grandes
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Dióxido de carbono apresenta-se como alternativa promissora

  • 1. fluidos refrigerantes 12 ABRAVA + Climatização & Refrigeração Abril 2017 Pressionado tanto pelas agressões à camada de ozônio como pela acelera- ção do aquecimento global, o mundo se prepara para a substituição dos atu- ais uidos refrigerantes. s chamados refrigerantes naturais t m ganhado espaço. entre eles, o C 2 se apre- senta como uma alternativa eficaz, já que possui baixíssimo GWP, não é in amável e tem preço baixo. engenheiro de aplicação da Bitzer, Marcos Euzébio, acredita que há um forte crescimento do interes- se pelo uso do dióxido de carbono na refrigeração comercial no Brasil. “Existem várias razões que podem ser citadas, como preço baixo do uido em comparação com os sin- téticos tradicionais, não necessita recolhimento em caso de manuten- ção, apresenta excelente efici ncia energética, principalmente em regi- me de congelados, e não corre o risco de entrar em phase out, pois não agride a camada de ozônio pois seu GWP é igual a 1; ou seja, é uma solução de longo prazo . Alexandre Ferreira de Andrade, gerente de vendas para exportação da Heatcraft, também concorda que o uso de C 2 está crescendo, e cita outros motivos, como, por exemplo, a alta capacidade volumétrica de refrigera- ção, ou seja, a quantidade de carga tér- mica que o sistema combate pode ser de 5 a vezes mais eficiente, se com- parado a outros refrigerantes como o R-22, por exemplo, dependendo das condições de aplicação. as destaca dois pontos como responsáveis pelo aumento da aplicação de sistemas de C 2: as determinações dos Protocolos de Montreal e Kyoto e as datas de corte dos refrigerantes CFC e HCFC. "Hoje, esta tecnologia é amplamente utilizada na Europa e, gradualmente, vem sendo aplicada em países emer- gentes, como o Brasil . Dióxido de carbono apresenta-se como alternativa promissora
  • 2. fluidos refrigerantes Abril 2017 ABRAVA + Climatização & Refrigeração 13 estão investindo também na tecnolo- gia dos componentes relacionados ao C 2. Palma acentua o fato de o mer- cado estar buscando por soluções que não agridam o meio ambiente. Como todo novo conceito, há uma tend ncia natural dos consumidores finais em aguardar os resultados que estas novas soluções podem trazer. Assim sendo, as respostas extrema- mente positivas que as instalações piloto trouxeram, seja em nível de con- fiabilidade mecânica ou de economia de energia, ou, ainda, de qualidade do frio, serviram de fator tranquiliza- dor para sua multiplicação", acrescenta Renzo Contardo, da C Tech Brasil. Os desafios na refrigeração comercial A mão de obra qualificada é, segun- do os especialistas, o maior desafio para a ampliação do uso de C 2 nos sistemas de refrigeração comercial. maior desafio, ainda, é ter mão de obra qualificada, principalmente em quantidade para a execução das instalações e manutenções; por mais que já existam escolas e fabricantes ministrando treinamentos de altíssima qualidade, temos uma demanda maior que a oferta , comenta Andrade. Para Euzébio, o maior desafio é a desmistificação de informações. m sistema de refrigeração que utiliza C 2 possui algumas particularidades devido s características termodinâ- micas distintas apresentadas por esse uido, o que em alguns casos pode significar um custo maior de imple- mentação, viabilidade e segurança, assim como a reeducação técnica dos profissionais de manutenção envolvi- dos. A experi ncia nos mostrou que o investimento é rapidamente amorti- zado pelos menores custos de manu- tenção, e a capacitação do pessoal foi extremamente positiva pela motiva- ção que essa nova tecnologia propor- cionou. Após identificarem as reais vantagens que obtiveram com o uso de C 2, várias redes de supermerca- do no Brasil adotaram essa opção em seus novos projetos . Já Palma acredita que o maior impe- dimento é o da economia. Enquanto houver o desequilíbrio de econo- mia associado às questões políticas, o mercado vai ficar mais contido. Entretanto, o mercado já apresenta sinais de melhora . "A grande preocupação é sobre as pressões de operação que são mais ele- vadas na comparação com as pressões de sistemas tradicionais, como, por exemplo, o R a, R A etc. , diz arcel aissu e Nishimori, da Carel. Sistema transcrítico Em relação ao sistema transcrítico, arcos Bernardi, consultor Técnico S nior da anfoss comenta ainda há um grande obstáculo a ser ven- cido, pois em regiões que possuem altas temperaturas na maior parte do ano, a efici ncia energética do sis- tema transcrítico de C 2 fica muito próxima dos sistemas convencionais. Sendo assim, o tempo de retorno do investimento na nova tecnologia aumenta muito, podendo tornar a opção do C 2 pouco atraente. as, As iniciativas desenvolvidas no âmbito dos Protocolos de Montreal e Kyoto para coibir a agressão ao meio ambiente fortalecem os refrigerantes naturais s supermercados, restaurantes e a ind stria de resfriamento industrial estão em um momento de transfor- mação de arquitetura de seus sistemas de refrigeração. Em uma era ditada por regulações e pressões por siste- mas mais sustentáveis, o número de opções para refrigeração disponíveis para os operadores está crescendo exponencialmente. Temos notado um aumento pela demanda por sistemas que operam com C 2. Isso se deve a sua tecnologia que permite uma maior efici ncia energética e um menor impacto no meio ambiente", explica anilo ualbino, gerente Técnico da Plataforma Emerson Commercial and Residential Solutions no Brasil. Para Ant nio Claudio Palma, diretor Geral da Mipal, as tecnologias aplica- das aos componentes e sistemas estão sendo mais difundidas e as ind strias
  • 3. fluidos refrigerantes 14 ABRAVA + Climatização & Refrigeração Abril 2017 no sentido de melhorar ainda mais a efici ncia do sistema transcrítico, a fim de torná lo viável para uso nes- ses locais, novos componentes estão sendo desenvolvidos . Segundo Euzébio, esses sistemas podem operar em níveis de pressão de descarga próximos a 100 bar, assim, o trocador de calor (gascooler) pode rejeitar o calor absorvido no sistema. Pressões de trabalho nessa magnitude significam um consumo energético elevado, porém, assim como em sis- temas de refrigeração convencionais, a pressão de alta é função da tem- peratura ambiente e sua redução é diretamente proporcional à queda de temperatura exterior, podendo alcan- çar níveis em que a efici ncia, o C P, seja superior a uidos como o R . Não devemos esquecer que o cálculo correto de efici ncia energética de um sistema de refrigeração deve ser sazo- nal, devendo observar as quantidades de horas por temperatura e por ano, em cada região, para que a análise seja corretamente fundada. Atualmente, com o advento do uso da compressão paralela, gás cooler adiabático e, mais recentemente, a utilização do dispo- sitivo ejector a aplicação de sistemas de refrigeração transcríticos com C 2 no Brasil e na América do Sul deixou de ser uma teoria e tornou-se uma grata realidade. Em , um super- mercado e um atacadista, ambos no estado de São Paulo, apostaram nessa tecnologia e estão muito satisfeitos, já apontando com novos projetos de igual característica . Para Nishimori, a temperatura externa, até algum tempo atrás, era um limitante em relação efici ncia ener- gética. uso de uma terceira linha de sucção (compressão paralela) em sincronia com a válvula de regulação de pressão do tanque receptor ( ash), além das sucções de baixa e média temperatura, permite que a solução de sistemas de C 2 operando em con- dições transcríticas sejam viáveis em regiões tropicais. Pensando nessas limitações, a nossa empresa desen- volveu um controlador para rac s de compressores, o pRac T. Ele pode gerenciar essas tr s linhas de sucção (baixa e média temperatura e com- pressão paralela), além das válvulas de alta pressão (HPV) e de regulação do tanque receptor ( ash), garantindo a máxima efici ncia do sistema. A compressão paralela é ativada sempre que a válvula ash estiver com uma determinada abertura e a temperatu- ra externa estiver acima dos limites estipulados. Ao ativar a compressão paralela, a válvula ash é fechada e o compressor auxiliar tem a função de manter estável a pressão do tanque receptor. Por trabalhar com um dife- rencial de pressão menor (P descarga T – P tanque recebedor) em relação aos compressores de T (P descarga T – P sução T), a efici ncia do sistema é muito maior . No que se refere ao sistema trans- crítico, Contardo diz que as altas pressões derivadas das condições ambientais são um desafio a ser venci- do. Contudo, apesar do sistema ainda não ser aplicado em larga escala, os sistemas v m sendo utilizados com resultados energéticos extremamente positivos. Convém lembrar que um sistema jamais trabalhará de seu tempo no regime transcrítico. s projetos que t m levado a esses resul- tados procuram focar na utilização de injetores de líquido e sistemas de condensação adiabáticos ou com a utilização de gás coolers. importan- te frisar que as instalações necessitam de equipes técnicas devidamente trei- nadas para saberem onde atuar em caso de eventuais panes . Custos de implantação Em boa parte dos países o custo para a implantação de tais siste- mas já quase se equipara ao custo de sistemas convencionais. Segundo Bernardi, deve-se ao estágio em que países se encontram em termos de tempo de utilização dos sistemas transcríticos. No Brasil, ainda há poucos sistemas em funcionamento e um número pequeno de empresas que dominam essa tecnologia. A concorr ncia entre um n mero maior de fornecedores qualificados poderia diminuir esses custos . representante da Bitzer cita dife- renças entre sistemas de C 2 em Alexandre Andrade Andre Patenaude Claudio Palma José Castro Divulgação:Heatcraft Divulgação:Emerson Divulgação:Mipal Divulgação:JohnsonControls
  • 4. fluidos refrigerantes regime subcrítico e transcrítico. Sistemas de C 2 em regime sub- crítico, quando comparados a siste- mas convencionais de igual refino tecnológico - válvulas de expansão eletrônicas, controladores micro- processados etc. já se mostram em níveis de igual investimento no Brasil, uma vez que grande parte dos componentes estão disponíveis no mercado nacional. Sistemas de C 2 em regime transcrítico, devido classe de pressão utilizada na linha de alta pressão (HP), apresenta custo de investimento maior pelo grau de robustez, segurança e tecnologia dos componentes, sendo que a maior parte dos componentes é importado e que pode resultar em nível de investi- mento tr s vezes maior diz Euzébio. Aplicação de compressores Para Celina Bacellar, gerente de Produto de Refrigeração Industrial da ohnson Controls, os compressores devem ser produzidos, especificamen- te, para as condições de operação diferenciadas do C 2. Atualmente, ainda há um acesso limitado a compo- nentes para pressões acima de 40 bar Marcos Bernardi Maria Celina B. Bacellar Danilo Gualbino Enri Tunkel ADIGA&5ACS carel.com É um prazer ser o seu parceiro! Carel soluções completas em HVAC/R. CAREL SUD AMERICA INSTRUMENTAÇAO ELECTRONICA LTDA Rodovia Visconde de Porto Seguro, 2660 - G1 - Bairro Vila Pagano - Valinhos - CEP 13278-327 Brasil ph (+55) 19 3826 6799 - f (+55) 19 3826 6795 - falecom@carel.com.br - www.carel.com.br Divulgação:Danfoss Divulgação:NovaTécnicaEditorial Divulgação:Emerson Divulgação:Danfoss
  • 5. fluidos refrigerantes de pressão máxima de trabalho. Por conseguinte, a pressão máxima de tra- balho parece estar limitada a este valor ( bar). Poucos compressores estão disponíveis para pressões acima de 40 bar e, alguns deles, t m restrições no lado de sucção, limitando a pressão a cerca de bar. Possuimos linhas de compressores especialmente desenvol- vidas para aplicações de alta pressão. Além dos compressores de parafuso, que chegam a 5 bar, possuímos, tam- bém, linhas de compressores alternati- vos, até bar, amplamente utilizadas nos sistemas em cascata. osé Castro, diretor de Refrigeração Industrial da ohnson Controls, comenta que, este ano, a empresa lançará uma unidade com compressor semi hermético SHC, projetada para trabalhar especialmente com sistemas cascata com C 2. Euzébio comenta que os compres- sores aplicados em C 2, em regi- me subcrítico ou transcrítico, devem estar aptos a operar em alta pressão com um uido de alta densidade, o que, necessariamente, requer caracte- rísticas mecânicas especiais do bloco e componentes móveis, adequados segurança exigida. A aplicação de compressores semi herméticos é sempre preferencial e favorável, uma vez que a manutenção do compressor é possível e simplificada. compres- sor deve ser capaz de trabalhar em velocidade variável por questões de efici ncia e estabilidade do sistema, uma vez que grandes variações de pressão podem ocorrer em curtos espaços de tempo . "A robustez do compressor deve ser maior para suportar as pressões elevadas de trabalho. sistema de gerenciamento de óleo deve ser apro- priado para as altas pressões do C 2. s baixos níveis de vibração e pulsa- ção são essenciais, além de um C P (Coeficiente de Performance) elevado, mantendo a efici ncia do equipamen- to , esclarece o consultor da anfoss. Os desafios na refrigeração industrial Castro, da ohnson, diz que os desa- fios para a refrigeração industrial são diferentes daqueles apresentados na refrigeração comercial. A aplicação de C 2 na refrigeração comercial tem como objetivo principal a utilização de refrigerantes naturais, em substi- tuição a sistemas de expansão direta com F gás. ponto propulsor aqui está relacionado às questões ambien- tais como, por exemplo, aquecimento global e também ao crescente custo de vazamentos destes refrigerantes. No caso da refrigeração industrial, o objetivo é diferente. Sendo também um refrigerante natural, a tend ncia é somente a redução da carga de amô- nia, melhorando questões de manuseio Energy Valve. A única válvula de controle e balanceamento com BTU Meter. > Saiba Mais www.energyvalve.com ANOS GARANTIA Energy Valve =Válvula de Controle Balanceamento Dinâmico BTU Meter+ + Belimo Brasil 55 11 3643 5656 www.belimo.com.br Benefícios: Tarifação individualizada do consumo. Garante a troca de calor total projetada para o fancoil Economia de energia elétrica, reduzindo o bombeamento Disponibiliza informações em tempo real Armazena os dados de medição por 13 meses
  • 6. fluidos refrigerantes Abril 2017 ABRAVA + Climatização & Refrigeração 17 e segurança. Por outro lado, a aus ncia de regulamentação restritiva no uso de grandes cargas de amônia, aliado ao desconhecimento da utilização do C 2 em instalações de refrigeração industrial, tem restringido uma maior implan- tação deste sistema no Brasil. Trata se de uma situação diferente da Europa e Estados nidos, onde a legislação em vigor propõe uma restrição significativa da carga de am - nia, o que amplia espaço para a utilização de várias opções tecnológicas com sistema de baixa carga de am nia . Para Celina Bacellar, o uso do C 2 na refrigeração industrial está focado, fortemente, na aplicação em siste- mas em cascata, onde o lado de alta temperatura trabalha com am nia e o C 2 aparece no lado de baixa tempera- tura. m sistema de refrigeração resfria o outro que, em seguida, resfria o produto. Assim, o C 2 trabalha dentro de sua faixa de melhor operação, de C a 5 C de evaporação. e maneira geral, quanto mais baixa a tem- peratura, maior a efici ncia do C 2 em comparação aos demais refrigerantes . Castro complementa um benefício essencial do uso do C 2 em cascata com amônia é que esta técnica permite remover a am nia da área de trabalho, reduzindo a carga instalada e diminuindo eventuais riscos de contaminação de produto e áreas de trabalho . Segundo Enri Tun el, gerente de ar eting LA de Refrigeração Indutrial da anfoss, a refrigeração industrial está alguns passos atrás da refrigeração comercial em rela- ção utilização de C 2. Na refrigeração comercial é uma realidade crescente, já na refrigeração industrial, principal- mente nos países em desenvolvimento, está longe de ser a escolha padrão das novas instalações. e fato, o C 2 em refrigeração industrial é muito mais um tópico de discussão do que uma realidade. Em países desenvolvidos há várias instalações com C 2 em aplicação industrial. Contudo, se compararmos a quantia de instalações com amônia e com C 2, mesmo nos países mais desenvolvidos, o número de instalações com am nia ainda é muito maior . A ind stria de refrigeração industrial está mais acostu- mada a trabalhar com projetos de engenharia complexos e com normas e memoriais descritivos mais elaborados. Ela também conta com uma mão de obra mais especializada, o que acaba fazendo com que os desafios sejam diferentes. s sistemas de C 2 devem suportar pressões mais altas quando estão em operação e também quando não estão ope- rando. Quando o sistema está desligado para manutenção ou por falta de energia, a pressão pode subir rapidamente e abrir as válvulas de escape de pressão. s métodos para evitar esse aumento de pressão devem estar incorporados ao projeto do sistema", explica André Patenaude, diretor de esenvolvimento de Negócios de C 2 da Plataforma Emerson Commercial and Residential Solutions no Canadá. Euzébio acrescenta, também, que a aplicação de sistemas híbridos NH3 C 2 já é uma realidade no mundo e grandes EXP PO N OT O N LY VA LV ES VÁLVULAS DE EXPANSÃO PWM VÁLVULAS DE EXPANSÃO ELETRÔNICAS MOTORIZADAS SISTEMA SMART CONNECTOR TORNEIRA DE ESFERAS COM 3 VIAS MOTORIZADAS REGULADORES ELETRÔNICOS DE NÍVEL DO ÓLEO www.castel.it DISTRIBUIDOR EXCLUSIVO www.cktechbrasil.com.br contato@cktechbrasil.com.br 19 3884 4810 19 99588 1316 Os produtos da linha iCastel são a natural evolução tecnológica das linhas “clássicas” Castel. Da mecânica, um salto para o controle eletrônico de regulagem. Nos produtos Castel uma alma inteligente permite uma economia energética e uma melhoria elevada do desempenho. Castel o futuro hoje! E X P LO R AT I O N
  • 7. fluidos refrigerantes 18 ABRAVA + Climatização & Refrigeração Abril 2017 esforços estão sendo feitos para que o sistema alcance seu nível mais alto de desenvolvimento em efici ncia e confiabilidade, utilizando cada uido em sua melhor faixa de aplicação. C 2 na refrigeração industrial pode ser utilizado tanto como uido refrige- rante para o estágio de baixa tempera- tura quanto para uido indireto, brine recirculado para médias e baixas tem- peraturas. A utilização da am nia para condensar o C 2 imprime ao sistema ótima efici ncia e o mantém classifi- cado como natural, porém, com uma redução drástica da carga de NH3, que fica restrita casa de máquinas, o que torna o sistema extremamente interessante sob vários aspectos técni- cos e de segurança. A norma Europeia EN classifica o C 2 como não tóxico e não in amável. Atualmente há total disponibilidade no merca- do para componentes aplicados em sistemas com C 2 para refrigeração industrial . Diferenças entre os setores comercial e industrial Para muitos especialistas, o con- ceito que distingui a utilização do C 2 na refrigeração industrial em relação à comercial é praticamente a mesma. Pela parte de controle, a utilização é bem similar, divergindo apenas as capacidades e quantidades de componentes a serem instaladas", diz Nishimori. Na refrigeração industrial, o C 2 é normalmente utilizado em siste- mas subcríticos. á na refrigeração comercial é utilizado mais em siste- mas transcríticos. possível utilizar sistema transcrítico em refrigeração industrial, contudo, ainda, é bastante raro, pois o transcrítico é mais efi- ciente em climas frios. as, mesmo em países mais frios, não há muitas instalações de refrigeração industrial que utilizam sistemas transcríticos. A maioria das instalações industriais que utiliza C 2 opta por um sistema Segundo Celina Bacellar, da ohnson Controls, antes da instalação de uma planta de C 2, devem ser observados vários procedimentos. Em primeiro lugar é importante conhecer a pressão máxima de trabalho, fundamental para obter as temperaturas necessárias no sistema. Então, é preciso considerar como lidar com as paradas do com- pressor causadas por falhas ou falta de energia. Se houver uma câmara fri- gorífica no sistema, é possível e reco- mendável usá la. as, se o sistema for trabalhar somente poucas semanas ou meses por ano, o C 2 deve ser remo- vido do sistema ou, mesmo, outras soluções devem ser preferidas. e acordo com a directiva europeia PE CE, um sistema deve ser submetido a um teste de pressão a 1,43 vezes a pressão de projeto, que é a pressão à qual a válvula de segurança abre normalmente. Por exemplo, se a válvula de alívio de segurança abrir a 35 bar, a pressão de teste deve ser de 5 bar. Atualmente, ainda há um acesso limi- tado a componentes para pressões acima de 40 bar de pressão máxi- ma de trabalho. Poucos compressores estão disponíveis para pressões acima de bar e alguns deles t m restri- ções no lado de sucção, limitando a pressão a cerca de bar. Entretanto, alguns fabricantes de vál- vulas e compressores já v m inves- tindo em linhas de componentes com pressões mais altas adequadas à apli- cação com C 2. preciso buscar no mercado e conferir os limites oferecidos. Para Celina Bacellar, são in meras as vantagens de se trabalhar com sis- temas em cascata C 2 x R . Possibilidade de operar com temperaturas de evaporação até 5 C. Com C 2, se trabalha em pressões positivas. . Em um t nel de congelamento é possível empregar temperaturas mais baixas do que as atuais e, assim, dar mais capacidade ao sistema. tempo de congelamento é mais curto, com- parado ao sistema convencional de am nia a C. . evido s propriedades do C 2 é possível reduzir significativamen- te o tamanho dos compressores e tubulação. . A pot ncia consumida é muito reduzida em comparação às soluções utilizando am nia. 5. Não há risco de vazamento de gases tóxicos nas áreas de trabalho onde circula apenas o C 2. emais refrigerantes (am nia) ficam restritos sala de máquinas. Além disso, a carga de am nia é muito reduzida. . Com o C 2 no lado de baixa tempe- ratura, o sistema trabalha com pressões positivas não entra ar na instalação. . A am nia é removida das áreas de produção e instalações de armazena- mento (áreas povoadas). . C P é superior em comparação com outros refrigerantes a tempera- turas abaixo de 5 C. . A carga de am nia é limitada a apenas algumas centenas de quilos em vez de várias toneladas. . R e R não serão proibidos. . R e R t m bons custos em todo o mundo no Reino nido, o preço é de apenas e, na inamarca, apenas do preço do R A. . s tempos de congelamento dos produtos são reduzidos em até 5 operando a temperaturas mais baixas. . enos requisitos para a instala- ção de salas de máquinas em termos de equipamentos de segurança; . R é muito menos sensível queda de pressão da linha de sucção seca e mida. Desafios na instalação de uma planta com CO2 e as vantagens no sistema cascata
  • 8. fluidos refrigerantes cascata de am nia C 2, utilizando o C 2 como refrigerante secundário e mantendo a amônia restrita à sala de máquinas , exemplifica Tun el. Segundo Celina Bacellar, os resfria- dores podem ser casco e tubos, placas ou casco e placas. s do tipo casco e tubos podem ser dimensionados, caso a caso, conforme as condições e pressões necessárias. Atualmente, há no mercado trocadores de linha com pressões adequadas à operação com C 2. s trocadores a placas (plate frame) estão disponíveis até psi ( bar) e os casco e placas (shell plate), até psi ( 55 bar). São muito compactos e eficientes . s cuidados para a instalação de sistemas de refrigeração industrial com C 2, segundo o representante da anfoss, é similar ao da refrigeração comercial. A diferença é que o C 2 utiliza tubulações com diâmetros menores, bombas menores etc. uma instalação teoricamente menor, mas que trabalha com pressões mais ele- vadas se comparadas com as pressões de trabalho da am nia. Para trabalhar com pressão mais elevada, a equipe da planta deve ser treinada para a instalação e a manutenção dos equi- pamentos, uma vez que há algumas diferenças a se observar com relação a uma instalação com am nia. as isso não significa, de forma nenhuma, que seja mais difícil ou mais perigoso trabalhar com C 2. apenas uma questão de entender o sistema e focar, sempre, em segurança e efici ncia . s riscos da inalação do C 2 são potencializados por ser um gás ino- doro, incolor e denso - se concentra na parte do piso , de difícil per- cepção sem instrumentos. A nossa empresa possui detectores de fugas para os principais refrigerantes no mercado, inclusive o C 2. Para uma melhor detecção da concentração do C 2, eles devem ser instalados na parte inferior, cerca de ,5 m do piso , comenta Nishimori, da Carel. Válvulas e controles Em relação aos tipos de válvulas e controles utilizados em sistema de refrigeração industrial, o representante da Emerson explica que a maioria das válvulas para altas pressões podem ser usadas na comercial, porém, quando a capacidade do sistema é muito alta, os projetistas devem adotar válvu- las específicas que são utilizadas na ind stria de óleo e gás. eve se tomar o devido cuidado para garantir que os materiais e produtos empregados são apropriados para suportar a alta pres- são dos sistemas de C 2. Conceitualmente, a maioria das válvulas e controles utilizados em sis- temas de refrigeração comercial que utilizam o C 2 são os mesmos dos ACTZV Válvulas on-off retorno por mola, ótimo preço e performance. 300 PSI, 220 Volts ACTBV80S Válvulas on-off retorno elétrico, 300 PSI, 220 Volts, IP65 Linha EMO Atuadores elétricos para válvula e damper. Floating ou Proporcional, IP54 4, 8, 16 e 40 Nm, 24 Vac/dc Nossas marcas EMO-70S Atuador elétrico retorno por mola para damper corta fogo 8 Nm, 24 Vac/dc Linha SHL IP67 blindado - atestado pelo IPT. Atuadores elétricos para válvulas. 50 Nm a 6.000 Nm. on-off ou proporcional. Dupla chave de fim de curso. Rua Brigadeiro Gama Barcelos, 177 - Parque Jabaquara • CEP: 04355-070 • São Paulo - SP Tel/fax: 11 5531-1489 / 11 5093-7429 • E-mail: comercial@actuacontrols.com.br www.actuacontrols.com.br ACTUA CONTROLS, A SOLUÇÃO PERFEITA PARA O SEU PROJETO DE CLIMATIZAÇÃO ATESTADO PELO IPT VSIVSI KRIWAN Monitoramento de Condição Controle eficiente e seguro do nível de óleo para compressores de refrigerantes CONNECT TIME TO Av. Brig. Faria Lima, 2.369 cjto. 315 - Jdm. Europa 01452-000 São Paulo - SP Fone - 55 11 2768-7130 visual do nível Display de alarme e status por LED Flange de 3 e 4 orifícios Conexão de óleo 7/16˝ – 20 UNF Interface para diagnóstico Conexão por cabo ou conector M12 Reversível 180°, com duas opções de posição de montagem
  • 9. fluidos refrigerantes sistemas tradicionais, selecionados, contudo, para os regimes de pressões de trabalho mais elevados quando do emprego com o C 2. Assim sendo, as pressões envolvidas são fatores determinantes na escolha destes com- ponentes , explica Contardo. á na utilização em refrigeração comercial, o representante da anfoss esclarece que as mesmas válvulas e controles utilizados em instalações com amônia, podem ser utilizados em instalações com C 2. Nossos produ- tos foram desenvolvidos para trabalhar com pressão de até 52 bar e tempera- turas que variam de C a 5 C. Além disso, nossos produtos foram projetadosparatrabalhareficientemen- te com am nia, C 2 e outros futuros refrigerantes de alta pressão, garan- tindo uma solução confiável, segura e ecologicamente correta . as, com relação aos demais componentes de uma instalação industrial, Tun el afir- ma que é fundamental verificar com os fabricantes destes componentes quais seriam os indicados para trabalhar com C 2. Isso é muito importante, na maioria dos casos existem produtos específicos que não necessariamente são os mesmo utilizados com amônia ou outros refrigerantes . Segundo Nishimori, as principais válvulas e controles que devem ser utilizadas são: válvula de expan- são eletrônica para os evaporadores, devendo-se observar as pressões de operação, diferencial máximo de pres- são entre linha de líquido e evaporador e condições de operação (temperatura de evaporação e de líquido, capaci- dade do evaporador); e válvula de alta pressão (HPV), responsável por reduzir a pressão (e temperatura) na saída do gás cooler antes da entrada no tanque receptor. eve se observar a pressão de operação e capacidade dos compressores de média temperatura; válvula de regulação da pressão do tanque ( ash) responsável por man- ter constante a pressão do tanque. Em caso de "sobre pressão” a válvula libera a passagem para a sucção de média temperatura. eve se observar pressões de operação e capacidade dos compressores de média temperatura, e controlador do rac , responsável por coordenar a sincronia das válvulas e compressores. eve se, ainda, obser- var a interação entre os dispositivos, como partidas simultâneas de com- pressores, melhor zona de operação (transcrítico ou subcrítico) e interação entre válvula ash e compressor para- lelo, detector de fuga de C 2 para aler- tar em caso de vazamentos, e válvulas de segurança. Charles Godini charles@nteditorial.com.br Tel/Fax.: (11) 4128 2577 - www.apema.com.br - vendas@apema.com.br Outros produtos Troca de Calor. Há mais de 50 anos nos dedicamos a esta missão, sempre mantendo os mesmos princípios básicos: tecnologia, parceria e confiabilidade. Assim tem sido em todos estes anos e, se depender de nós, assim continuará por muito tempo. A S M E U Empresa Certificada Certified Company ISO 9001:2008 Condensadores, evaporadores e trocadores de calor ArteplenA.com.br Evaporadores Resfriadores de Água Capacidade de 3 a 500 TR Condensadores tipo Casco e Tubos duplo circuito - CA Dois circuitos integrados Condensadores Capacidade de 3 a 2000 Kw Trocadores de calor com Placas Brasadas Capacidade 2 Duplo Circuito