O que são refrigerantes? Estes são líquidos especiais. Eles são usados em condicionadores de ar e geladeiras. O refrigerante sofre mudanças de fase de líquido para gás quando absorve calor e volta para líquido quando o compressor comprime o gás. A seleção do refrigerante ideal é baseada nas propriedades termodinâmicas. Deve ser não corrosivo, seguro, não tóxico e não inflamável.
Uma Breve História dos Refrigerantes
O cientista belga Frederic Sworths foi pioneiro na síntese de CFCs no final da década de 1890. Sua descoberta ocorreu após a substituição do cloreto em tetracloreto de carbono por futuride para a síntese de CFC-11 e CFC-12. No final da década de 1920, Thomas Midgley Jr. aprimorou o processo de síntese e desafiou o uso de CFCs como refrigerante para substituir a amônia, clorometano e dióxido de enxofre que eram comumente usados na época.
Eles eram nocivos, inflamáveis e alguns até tóxicos. O mais comumo refrigerante era um CFC chamado Freon - a marca da DuPont para o refrigerador "R-12". De acordo com as exigências dos anos 30 do século passado, esses refrigerantes pareciam ser gases ideais, com base científica e mais seguros, não corrosivos e baratos de fabricar.
Não foi até a década de 1970 que as moléculas de cloro foram encontradas para destruir completamente a camada de ozônio e foram banidas. Na década de 1970, os cientistas descobriram que o refrigerante amônia interferia na penetração dos raios infravermelhos neles, pois eles se acumulam na atmosfera e causam a transferência de calor, o que leva à mudança climática, por isso esse composto foi banido.
Nas décadas de 1990 e 2000, os CFCs foram substituídos por HCFCs (hidroclorofluorcarbonos) e o HCFC mais comum é o "R-22", que teve efeitos muito menos devastadores sobre o ozônio, mas ainda era perigoso. Para resolver o problema da destruição da camada de ozônio, os cientistas criaram HFCs que não continham cloro. No entanto, eles perceberam mais tarde que o HFC ainda está danificando o meio ambiente através dos gases de efeito estufa.
Tipos modernos de meios de refrigeração
A Comissão Européia determinou que o refrigerante R134A não seja usado em carros de passeio certificados vendidos na União Européia. Este mandato estava originalmente previsto para 1 de Janeiro de 2011. No entanto, como o novo refrigerante ainda não estava disponível para o mercado geral, este prazo foi estendido para 1º de janeiro de 2013.
A partir de janeiro de 2017, todos os recém-registradosos veículos foram obrigados a usar um refrigerante alternativo. Em 2018, apenas 60% dos novos carros de passeio fabricados na Europa usam um refrigerante seguro. Os veículos vendidos fora da União Europeia continuam a usar R134A ou um refrigerante ainda mais perigoso.
Principais tipos de refrigerantes:
- CFCs - clorofluorcarbonos.
- HCFC – HidrocloroFluoroCarbons.
- HFC – HydroFluoroCarbons.
No entanto, todos eles foram ou serão substituídos em um futuro próximo devido aos impactos ambientais. O refrigerante HFO está começando a substituir os CFCs, pois eles têm um potencial de aquecimento global muito menor e não destroem o ozônio, embora alguns sejam altamente inflamáveis. Atualmente, está entrando no mercado a 4ª geração de refrigerantes, que possuem ótimas propriedades termodinâmicas e são ecologicamente corretos.
Escolhendo uma alternativa para R12
O refrigerante
R12 ainda é amplamente utilizado em aplicações de refrigeração. De fato, foi muito difícil encontrar um que pudesse substituir esse refrigerante universal em condições operacionais. R134A é o mais adequado para esses fins.
Comparação de R134A e R12:
- A capacidade na temperatura do evaporador de -7°C é a mesma para ambos os refrigerantes, e abaixo de -7°C, se o R12 for substituído pelo refrigerante r134A, haverá uma perda significativa do efeito de resfriamento. Nesses casos, recomenda-se usar misturas de refrigerantes em vez de substituir o R134A. Freon 134 também pode ser usado para baixas temperaturassituações.
- Os coeficientes de transferência de calor para R134A são maiores que R12. Se eles existirem na mesma fase líquida, o coeficiente de transferência de calor do refrigerante R134A é 27–37% maior, e na fase gasosa é 37–45% maior. Se existirem em duas fases, líquida e gasosa, o coeficiente de transferência de calor para R134A é 28% a 34% maior no evaporador e 35 a 41% maior no condensador.
- O efeito de resfriamento do R134A é cerca de 22% maior que o do R12. Assim, a vazão mássica de R134A necessária por tonelada de refrigeração é cerca de 18% menor que R12. Isso significa que, para uma determinada capacidade do sistema de refrigeração, a quantidade necessária é 18% menor do que quando se utiliza R12. Ou seja, em todos os equipamentos onde o R12 é substituído pelo freon 134, a quantidade de refrigerante que deve ser carregada é menor que R12. No entanto, o volume específico de R134A é ligeiramente maior que R12, portanto, para a mesma quantidade de refrigerante, o volume ocupado por R134A é maior que R12.
- O aumento do efeito de resfriamento do R134A é compensado por um aumento em seu volume específico. Assim, R134a cobrado em sistemas modificados deve ser 5-10% menor que R12.
Converter R12 em R134A
Algumas instalações iniciais usavam amônia como refrigerante. No entanto, a maioria dos carros modernos construídos antes de 1995 usavam o R12. O R12 era um refrigerante ic2 tecnologicamente avançado e eficiente, no entanto, mais tarde foi descoberto que era um gás destruidor da camada de ozônio e sua produção e uso foram restritos.
Depois de 1995, foi substituído pelo R134A, e ainda éusado em muitos carros. Se a família tiver um carro antigo com sistema de ar condicionado R12, os motoristas terão grandes problemas para reabastecer esse sistema em caso de vazamentos ou manutenção. A indústria começou a produzir adaptadores especiais, após o que o processo de conversão do sistema para R134A ficou simples.
Mudanças no sistema de refrigeração
Para converter R12 em R134A, apenas algumas pequenas alterações no sistema precisam ser feitas. Felizmente, o compressor usado no antigo sistema R12 ainda funcionará com refrigerante R134A e será igualmente eficiente. O condensador e o evaporador são apenas trocadores de calor, portanto, eles também não precisam ser trocados para executar outro refrigerante.
Um dos componentes que precisa ser trocado é o secador. O último elemento do sistema que precisará ser alterado são as portas de pressão. O R134A usa portas diferentes para carregamento do sistema e medição de pressão, portanto, as portas R12 antigas precisam ser removidas e substituídas ou complementadas com adaptadores. Depois de comprar o equipamento necessário, remova o refrigerante e o óleo antigos. Ao instalar um novo refrigerante ic2, óleo PAG compatível com R134A também deve ser adicionado para manter o compressor lubrificado.
Após converter um sistema de R12 para R134A, é importante verificar a pressão do sistema por alguns dias para garantir que tudo esteja funcionando corretamente. Se algum pequeno vazamento foi observado no sistema, aplique o Red Angel A/C Stop Leak para vedarsistema.
Refrigerantes são mais seguros que freon
Comum HCFC R-22, que está em uso há décadas, não é tão bom para o meio ambiente quanto os especialistas pensavam. A Agência de Proteção Ambiental trabalhou para eliminar gradualmente o refrigerante e acabou banindo-o completamente. A eliminação do R-22 começou em 2010. Até 2020, o uso do refrigerante será severamente restringido e completamente banido até 2030.
Os refrigerantes mais ecológicos atualmente disponíveis no mercado são "R-290" e "R-600A". Eles são HCs, ou hidrocarbonetos, e seus nomes químicos são "Propano" para R-290 e "Isobutano" para R-600A. Eles são 100% livres de halogênio, não têm potencial de destruição da camada de ozônio e são os menos perigosos em termos de potencial aquecimento global. Eles também são altamente eficientes em termos energéticos, mas altamente inflamáveis, pois são hidrocarbonetos. Atualmente, os tipos mais "verdes" de refrigerantes são R134A, R-407C, R-410A. Os fabricantes que produzem esses refrigerantes afirmam que as substâncias são absolutamente seguras.
Cilindro com freon R134A
Com a descoberta dos efeitos nocivos dos refrigerantes CFC e HCFC na camada de ozônio, este grupo tem sido amplamente utilizado como substituto. O refrigerante no refrigerador R134A é hidrofluorcarbono (HFC), que tem zero potencial de destruição da camada de ozônio e pouco ou nenhum efeito estufa.
Refrigerante R134Aé um composto químico tetrafluoroetano, constituído por dois átomos de carbono, dois átomos de hidrogénio e quatro átomos de flúor. Sua fórmula química é CF3CH2F. O peso molecular do refrigerante R134A é 133,4 e seu ponto de ebulição é 26,1°C. R134A não é inflamável e não explosivo, tem toxicidade normal e boa estabilidade química, um tanto alta afinidade com a umidade.
R134A é muito semelhante ao R12 em propriedades físicas e termodinâmicas gerais. Portanto, é considerado um excelente substituto. As propriedades dos refrigerantes R134 são as seguintes:
- Temperatura de ignição automática - 770 °C.
- Taxa de destruição do ozônio - 04.
- Solubilidade em água 0,11% em peso 25 C.
- Temperatura crítica - 122 °C.
- Código de cor: azul claro.
- Potencial de Aquecimento Global (GWP)1200.
- Temperatura do refrigerante, ponto de ebulição -26,1 °C.
Propriedades termodinâmicas do R-407C
Em termos de suas propriedades, corresponde às características disponíveis no R-22. O R-407C é um substituto de refrigerante comum para quem deseja atualizar o equipamento R-22. A mistura de hidrofluorocarbonetos inclui pentafluoroetano, difluorometano e 1, 1, 1, 2-tetrafluoroetano. Um refrigerante alternativo amplamente utilizado popular em condicionadores de ar embalados e sistemas de separação sem escova, bem como em sistemas de ar condicionado leve e expansão direta encontrados em aplicações residenciais, comerciais e industriais. O R-407C também funciona em sistemas de refrigeração de média temperatura e em muitosaparelhos novos.
Os novos equipamentos que usam nitrogênio como carga de retenção funcionam melhor com R-407C devido ao uso de óleo essencial de poliol. Embora os novos aparelhos e sistemas de refrigeração sejam mais comuns, o R-407C pode ser atualizado em alguns sistemas R-22 se uma troca de óleo for incluída no procedimento. Esta alternativa ao Freon é considerada ecologicamente correta devido ao seu potencial zero de destruição da camada de ozônio.
Potencial de destruição de ozônio R-404A
É 0 neste refrigerante, assim como R-407C e R-134A. É frequentemente usado para sistemas de refrigeração que requerem -45°C a 15°C. É mais útil em aplicações de transporte comercial e industrial devido à sua ampla faixa de temperatura operacional. É muito semelhante ao R-22 e oferece melhor desempenho. Como o R-404A não reage rapidamente ao ar ou à água, é considerado seguro para muitos usos. Também não é inflamável, incolor e inodoro.
No entanto, como acontece com qualquer refrigerante, os usuários devem sempre tomar as devidas precauções para se proteger. O contato direto com o R-404A ainda pode causar congelamento e a exposição excessiva ao fogo ou calor pode causar a ruptura do reservatório. O R-404A é bastante comum e está disponível para compra em lojas especializadas no fornecimento de produtos de aquecimento e refrigeração.
Uma mistura de dois refrigerantes hidrofluorocarbonados, difluorometano e pentafluoroetano, éum refrigerante depletor de neozona que proporciona melhor eficiência energética do que R-22 e R-407C e não utiliza cloro em sua formulação. É considerado mais adequado como substituto do R-22 devido à sua maior pressão e capacidade de refrigeração.
Recurso R-410A
Se os usuários decidirem comprar dispositivos que usam R-410A, o processo geralmente é bastante simples. Na verdade, muitas empresas de ar condicionado e refrigeração fabricam unidades especificamente para uso com R-410A. Embora seja mais popular em refrigeração comercial, condicionadores de ar e refrigeradores, é importante notar que esta alternativa de Freon não funcionará em unidades A/CR-22.
Os refrigerantes
R-410A têm uma classificação de pressão mais alta, portanto, é necessário um manômetro diferente do normalmente usado com o R-22. O refrigerante deve ser carregado na forma líquida e apenas em rajadas curtas. O R-410A é vendido sob várias marcas: AZ-20, Suva410A, GenetronR410A, Forane410A, EcoFluo rR410 e Puron. É muito fácil comprar online e em lojas especializadas.
Ar condicionado de veículos
Uma diretiva da UE de 2006 exige que todos os veículos novos vendidos na UE sejam equipados com refrigerantes de baixo potencial de aquecimento global (GWP). O limite é definido como GWP 150 que a YF pode fornecer atualmente. Sua vantagem é a propriedade de auto-descarte - se decompõe completamente na atmosfera em cerca deonze dias.
Apesar de o HFO1234yf ter sido aceito como novo refrigerante, a Alemanha tinha dúvidas. A Daimler e alguns outros fabricantes alemães e também autoridades regulatórias acreditam que o YF é perigoso devido à sua alta inflamabilidade. Em resposta, a Alemanha aprovou alguns veículos Daimler para continuar rodando com R134A, contrariando a diretiva da UE.
A Comissão Europeia até ameaçou com uma ação legal contra a Alemanha por não implementar totalmente as novas regulamentações de emissões de refrigerantes. A GM e a Toyota expressaram publicamente seu apoio à YF e declararam que consideram a substância segura.
Custo de novos sistemas
O custo adicional do novo refrigerante YF está na faixa de EUR30-50. Os sistemas YF são menos eficientes e requerem o uso adicional de um trocador de calor interno.
Como o custo do processo de fabricação do YF é superior ao R134A, espera-se uma tarifa de alimentação para este produto por muitos anos, especialmente a partir de 2018, quando todos os veículos recém-registrados na União Europeia serão obrigados a usar um refrigerante além de R134A. de R134A.
Aumento de preço a partir de 1º de fevereiro de 2018:
- R452a + 20%.
- R410a + 20%.
- R448a + 15%.
- R449a + 15%.
Modernização do sistema R-22
Substituir R22 por R134A é um processo bastante simples. Em primeiro lugar, o R22 completo deve ser removido do sistema. Em seguida, é necessário remover todo o óleo lubrificante do sistema(a quantidade máxima de óleo que permanece dentro do sistema é 5% da quantidade total presente nele). O óleo mineral deve ser substituído por óleo de éster sintético. O secador e o filtro de óleo também devem ser substituídos.
A quantidade de R134A necessária no sistema é de 90 a 95% R22. Etiquetas devem ser colocadas em sistemas que foram atualizados com R134A descrevendo o novo refrigerante e óleo lubrificante. Embora o processo seja fácil, é importante fazê-lo com cuidado. Resíduos de R-22 no sistema podem levar à contaminação cruzada. Ele para R-22 e R-134A pode tornar o sistema de refrigeração do carro menos confiável e aumentar a pressão do cabeçote do compressor para níveis perigosos, levando a uma falha completa do sistema. Além disso, o R-134A requer uma mistura de óleo especial - poliarileno.
Em 1987, foi anunciado o Protocolo de Montreal, que é um tratado internacional em muitos países para ajudar a combater a camada danificada da zona O. Uma de suas iniciativas foi eliminar gradualmente os CFCs em todo o mundo. Em 1994, os EUA encerraram o uso do R-12 na indústria automotiva. O R-12 foi substituído pelo HFC alternativo R-134a. Em 2010, sob o Protocolo de Montreal, os EUA anunciaram que eliminariam gradualmente o uso do R-22 em aplicações futuras. Todas as novas máquinas terão como alvo o HFC R-410A, que não contém cloro.
