Tomadas todas as precauções e respeitando as boas práticos sistema será altamente vantajoso
Diferente de outros fluidos refrigerantes, como os HCFCs e HFCs, tradicionalmente aplicados em sistemas de ar-condicionado e refrigeração, o CO2 tem uma temperatura de ponto crítico baixa, fixada em 31°C. Dada esta condição, equipamentos que operam com CO2 e que dependem do ar atmosférico para realização da condensação/resfriamento do vapor da descarga dos compressores, facilmente ultrapassam a temperatura do ponto crítico, passando a operar na condição transcrítica. Decorrente desta característica, estes sistemas foram denominados de CO2 Transcrítico. Temperaturas de ar externo entre 25 e 27°C representam a zona limítrofe entre a condição subcrítica e transcrítica, ou seja, sistemas de CO2 Transcrítico podem operar na condição subcrítica ou transcrítica, dependendo da temperatura do ar externo.
Os sistemas de refrigeração denominados como CO2 subcrítico são aqueles que possuem um segundo fluido refrigerante (cascata) que garante um controle no processo de condensação do CO2 e a manutenção dele sempre abaixo da temperatura do ponto crítico, independentemente das condições do ar atmosférico. Normalmente, o fluido do lado de alta desta cascata é um HFC ou HC, ou mesmo um fluido secundário a baixa temperatura, como uma solução de propileno glicol.
Entre as principais vantagens de um sistema CO2 Transcrítico estão a utilização de um único fluido refrigerante, o fato de o fluido refrigerante ser de baixíssimo GWP, possuir elevada performance termodinâmica e elevada eficiência energética quando opera na condição subcrítica.
Sistemas de refrigeração de CO2 tanscrítico podem atender cargas térmicas de pequeno, médio ou grande porte, porém, torna-se viável economicamente, quando comparado a alternativas com HFCs, quanto maior a capacidade de refrigeração. Mostra-se muito competitivo em sistemas de refrigeração com potência instalada entre 800 e 2.000 kW, onde a amônia se mostrava ser a melhor solução.
Atualmente, para sistemas de refrigeração de pequeno e médio porte, até 500 kW, a maior limitação enfrentada pelo CO2 Transcrítico no Brasil é o valor do investimento inicial, pois concorre com alternativas de baixo impacto ambiental e com menor custo inicial. A baixa demanda é um dos responsáveis pelo custo elevado.
Dentre as principais precauções a serem tomadas na instalação, operação e manutenção desse tipo de sistema se encontram:
– Formação da equipe: Os fabricantes e instaladores possuem equipes técnicas capacitadas para a operação deste tipo de sistema, porém, é muito importante que os usuários finais disponibilizem treinamento para seus funcionários;
– Componentes e materiais: A disponibilidade de materiais e componentes para sistemas transcríticos no Brasil ainda é limitada em função da baixa demanda;
– Segurança: O CO2 não é inflamável nem tóxico, porém, demanda atenção em função das elevadas pressões no lado de alta, podendo chegar a valores superiores a 100 bar, bem como os cuidados a serem tomados quando circula em locais confinados, inclusive em câmaras frigoríficas;
– Procedimentos de instalação: Os procedimentos de instalação demandam atenção diferenciada, principalmente no lado de alta do sistema de refrigeração, o qual deve ser dimensionado para pressões de trabalho de até 120 bar;
– Projeto do sistema: O dimensionamento e projeto do rack e do resfriador de gás (gás cooler) representam a parte crítica de um projeto de CO2 Transcrítico;
– Operação e manutenção: A operação e manutenção exigem profissionais capacitados em função das pressões de trabalho e características operacionais que o CO2 possui, muito distintas dos HCFCs e HFCs tradicionalmente aplicados.
Observadas as questões acima, podemos considerar os sistemas de CO2 Transcrítico seguros e eficientes mesmo em climas quentes. No Brasil, existem mais de 50 supermercados com sistemas de refrigeração do tipo CO2 Transcrítico em operação, alguns deles desde 2017, que são cases de sucesso, inclusive em regiões de clima quente, como interior de São Paulo e Rio de Janeiro, demonstrando ser uma solução tecnicamente viável para instalação no país.
Rogério Marson Rodrigues é da gestão industrial da Eletrofrio e membro do Conselho Editorial da revista Abrava + Climatização & Refrigeração
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