Este artigo enfoca a contribuição que os sistemas de refrigeração indireta podem fazer na proteção do meio ambiente.

de Ing. Ernesto Sanguinetti R. *

Embora os sistemas de refrigeração indireta não sejam novos porque são usados ​​desde o momento em que o "gelo artificial" foi produzido pela primeira vez, eles agora encontraram uma notável expansão por duas razões principais:

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preocupações 1. globais sobre os efeitos nocivos para a atmosfera da Terra produzindo refrigerantes sintéticos, tais como o carbono-Cloro Fluoro (CFC), hidro cloro flúor carbono (HCFC) e carbonado Hidro Fluoro (HFC).

2.-O aumento do consumo de energia, paralelamente ao aumento do seu custo.

A primeira razão é que favorece o uso de refrigerantes naturais, tais como amoníaco (NH3), dióxido de carbono (CO2), hidrocarbonetos HC (propano, isobutano e outros), alguns novos agentes refrigerantes sintéticos como Hidro Fluoro olefina (HFO) e misturas HFO com HFC, de HFO com HC.

Tudo isso remoção regulação dos refrigerantes nocivos está coberto pelo Protocolo de Montreal chamado conforme alterada (o último em Kigali-Rwanda de 2016) eo Protocolo de Quioto conforme alterada (a última COP21 em Paris-França 2015) para remover aqueles refrigerantes que danificam a camada de ozônio e que produzem aquecimento global ou "efeito estufa", respectivamente.

O segundo motivo é o incentivo ao uso de máquinas de refrigeração mais eficientes, para gastar menos energia com um efeito de resfriamento igual ou maior, o que é um desafio para os fabricantes de equipamentos de refrigeração e ar condicionado. Mas também está incentivando o uso de refrigerantes líquidos secundários, porque a energia gasta no bombeamento de um líquido é muito menor do que a que é gasta em um compressor que comprime o refrigerante em equipamentos de refrigeração. Se um equipamento de refrigeração eficiente for combinado para resfriar um fluido secundário, o efeito positivo resultante será maior.

Sistemas de resfriamento direto e indireto
Sistemas diretos: aqueles que resfriam ou congelam uma substância pela "evaporação" do fluido refrigerante circulando em circuito fechado por um equipamento de refrigeração, geralmente do tipo compressão de vapor. No diagrama a seguir, o refrigerante que circula dentro da bobina de tubos conectados a uma unidade de condensação resfria diretamente o líquido contido no recipiente isolado.

Figura 1.

Sistemas indiretos: aqueles que resfriam ou congelam uma substância sob a influência de um fluido que foi previamente resfriado pelo refrigerante que é "evaporado" geralmente em um sistema de refrigeração por compressão de vapor. No esquema abaixo, o refrigerante que flui através da serpentina de tubos ligados à unidade de condensação arrefece directamente a água ou glicol contido no recipiente isolado forma No. 1 e este líquido arrefecido indirectamente ao líquido contido no Não. Embarcação isolada 2 circulando através de outra bobina.

Figura 2.

O sistema de refrigeração indirecta é amplamente utilizado em fábricas de leite de arrefecimento em navios de pesca utilizadas recirculação de água do mar (RSW), no fabrico de blocos de gelo ou barras, em gelo pistas em ar condicionado usando resfriadores de água ou "resfriadores". Agora está sendo dada mais importância, utilizando cada vez mais em plantas agroindustriais e principalmente em supermercados. O sistema de refrigeração indireta emprega o que chamamos de "refrigerantes secundários", dos quais listamos os mais importantes e explicamos alguns deles.

Principais refrigerantes secundários usados
A. Água: É amplamente utilizado porque tem alto calor específico, boa condutividade térmica, não é tóxico, não agride o meio ambiente, está disponível em abundância (mas depende da área), é relativamente barato. Inconvenientes: deveria ser tão suave quanto possível (isto é tratada, se tem muitos sais de magnésio e cálcio), isenta de areia e de outros sólidos deve (filtragem), mas acima de tudo, deve ser utilizado em aplicações acima 0 ° C porque congela.

B. Pickles: Eles são usados ​​em muitas aplicações onde o líquido deve ser mantido em temperaturas abaixo de 0 ° C. São misturas de água com sal uniformemente diluídas em toda a massa líquida.

A mistura de água é usada com o cloreto de sódio (NaCl), que é o sal comum, sendo chamado de mistura de cloreto de sódio, que não é tóxico. Quanto mais o sal é adicionado à água, a mistura ou solução está a diminuir o seu ponto de congelação, alcançando a máxima concentração, onde a temperatura mais baixa possível ou ponto eutéctico é atingido e concentração é chamado de concentração eutéctica (-21.1 ° C com 23% em peso de sal). É caracterizada porque se mais sal é adicionado à solução, a temperatura de congelamento começa a subir novamente. Tem a desvantagem de ser corrosivo, portanto, substâncias neutralizantes devem ser aplicadas para evitar esse efeito. O comportamento da salmoura de cloreto de sódio é mostrado graficamente:

Figura 3.

A mistura de água é usada com Cloreto de Cálcio (CaCl2), que é um sal granulado, higroscópico e amargo, sendo chamado de Salmoura de Cloreto de Cálcio. Da mesma forma, quanto mais o sal é adicionado à água, diminui o seu ponto de congelação, chegando ao ponto eutético sendo a concentração máxima concentração eutéctica (-55 ° C com 30% em peso de sal). Da mesma forma, se mais sal é adicionado, a temperatura de congelamento começa a subir novamente, tendo um comportamento semelhante ao gráfico anterior de salmoura de cloreto de sódio, mas temperaturas mais baixas são alcançadas. Também é corrosivo, portanto, substâncias neutralizantes devem ser aplicadas para evitar esse efeito.

C. Glicóis: Raramente são usados ​​charutos, é normal misturá-los com água. Eles são álcoois divalentes porque eles têm dois grupos de oxidilas em suas moléculas e são um tanto doces em sabor. Quando eles são misturados com água, eles se tornam corrosivos, razão pela qual eles são comercializados com inibidores incorporados.

Há etileno glicol ou etilenoglicol, que é tóxico por ingestão e por inalação e, portanto, em aplicações alimentares é proibido, sendo usado muito como anticongelante, por exemplo, em radiadores de carros, caminhões. A concentrações de até 50% em peso pode levar a congelar produtos -35 ° C, porque o ponto eutéctico é atingido -67 ° C com peso concentração 70%.

Figura 4.

É utilizado mais propilenoglicol ou propilenoglicol, que é viscoso, biodegradável, pouco tóxico por ingestão e por inalação, portanto, é utilizado em aplicações alimentícias. Em concentrações até 50% em peso, os produtos podem ser congelados a -35 ° C, porque o seu comportamento é semelhante ao etilenoglicol.

D. Álcoois Eles são compostos orgânicos crioscópico (abaixamento da temperatura de congelação da água, quando misturados com ele), sendo o mais conhecido o álcool metílico, o qual é tóxico e inflamável que exclui as aplicações que lidam com os alimentos, o álcool etílico é incolor e é misturado com água em qualquer proporção e, como não é tóxico, pode ser aplicado à refrigeração de alimentos, é volátil e congela a -114 ° C; A glicerina, que é um líquido viscoso, incolor e doce, mistura-se com água em todas as proporções e congela a -40 ° C.

E. dióxido de carbono: Tem sido usado cada vez mais no supermercado Food Cold System. Mostramos esquematicamente o uso de CO2 como refrigerante secundário para ser "resfriado" anteriormente por outro refrigerante a ser bombeado como líquido e indiretamente resfriar uma sala fria ou gabinetes de preservação de alimentos. É uma aplicação onde o que comumente chamamos de evaporador é realmente mais frio, porque não há evaporação de refrigerante. É usado em aplicações de média / alta temperatura.

Figura 5.

No resfriamento em cascata também pode ser considerado que o resfriamento indireto é usado mesmo que os fluidos 2 usados ​​evaporem. Está sendo cada vez mais utilizado na refrigeração de sistemas de Supermercados ou Food Cold.

Como referência, mostramos esquematicamente o uso de CO2 (R-744) como refrigerante secundário "em cascata" com outro refrigerante HFC para atender a um ciclo termodinâmico subcrítico. Neste caso, o evaporador CO2 é usado para aplicações de média / baixa temperatura.

Figura 6.

O amoníaco, que é um refrigerante que não prejudicam a camada de ozono (ODP = 0) nem produz o aquecimento global (GWP = 0) e também possui excelentes propriedades termodinâmicas, não é um refrigerante desejável para uso em arrefecimento directo de alimentos, por conseguinte, no agronegócio e supermercados estão a começar a ser usado como refrigerante primário como um substituto para o HFC-se arrefecer "cascata" a um refrigerante secundário tal como CO2 (ODP = 0, PAG = 1) para arrefecer géneros alimentícios . Por segurança, a amônia fica confinada na sala de máquinas longe do público e dos produtos alimentícios.

É mostrado esquematicamente o uso desses dois refrigerantes que não produzem danos à atmosfera terrestre, ou seja, aproveitam suas propriedades para produzir refrigeração e, ao mesmo tempo, proteger o meio ambiente.

Figura 7.

* Eng. Ernesto Sanguinetti R.- Gerente da Divisão de Engenharia-Cold Import SA Lima, Peru.

Duvan Chaverra
Autor: Duvan Chaverra
Editor Chefe
Gerente editorial na Latin Press, Inc,. Comunicador social e jornalista com mais de 12 experiência na mídia. Apaixonado por tecnologia. Diretor Acadêmico do Congresso RefriAmericas.

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