Análise de sistemas de refrigeração a CO2 em supermercados

Abstract

Uma das ações para se reduzir as emissões dos gases que contribuem para o efeito estufa consiste no uso de refrigerantes alternativos que causam menores impactos ao meio ambiente. Nesse sentido, uma alternativa interessante seria o uso do dióxido de carbono (R-744) como fluido refrigerante, porque esse apresenta um Potencial de Destruição do Ozônio (ODP) igual a zero e um Coeficiente de Aquecimento Global (GWP) igual a 1, valores bastante reduzidos, quando relacionados aos demais fluidos refrigerantes atualmente utilizados em sistemas de refrigeração. Sabe-se que o uso do CO2 conduz a uma baixa taxa de compressão (vida útil do compressor elevada); a uma redução do diâmetro das tubulações e trocadores de calor proporcionando uma carga de fluido refrigerante menor; leva a um menor número de compressores com sistemas de refrigeração mais compactos e manutenção da instalação reduzida, além dos benefícios ambientais inerentes à utilização desse fluido. Embora se saiba que os sistemas a CO2 exijam uma tecnologia mais refinada e mais dispendiosa que outros refrigerantes, países geradores de tecnologia, como a Alemanha, estão investindo com seriedade nesse antigo refrigerante. Neste trabalho foram comparadas e analisadas as eficiências energéticas e exergéticas para três fluidos refrigerantes: R-22 (GWP=1780, ODP=0,05); R-404A (GWP=3800, ODP = 0) e R-744 (GWP=1, ODP = 0). O estudo foi realizado por meio de simulação numérica utilizando o EES (Engineering Equation Solver). A simulação numérica foi conduzida para cinco diferentes tipos de instalações de refrigeração para supermercados, para as quais foi feita uma análise energética e exergética. Os resultados dessa análise foram validados com dados existentes na literatura e comparados com os resultados obtidos na única instalação frigorífica comercial da America Latina que trabalha com CO2, o Supermercado Verdemar, Belo Horizonte, MG/Brasil. A simulação numérica desse trabalho representou bem os dados da instalação real. Portanto, a utilização do R-744 mostrou um melhor desempenho do sistema em determinadas faixas de aplicações, bem como a redução no consumo de energia elétrica