Você já passou por uma situação em que um sistema de refrigeração não conseguia mais atingir sua temperatura anterior após a troca do refrigerante, mesmo com o compressor inalterado?
Ou você já notou que dois compressores com a mesma potência ou deslocamento podem ter capacidades de refrigeração diferentes?
Por que isso acontece?
A resposta está intimamente relacionada à capacidade de refrigeração, às propriedades do refrigerante e às condições de operação do compressor. Para entender essas diferenças, primeiro precisamos distinguir três especificações importantes do compressor: potência, deslocamento e capacidade de refrigeração.
Essas três especificações descrevem características diferentes de um compressor de refrigeração.
| Parâmetro | Significado |
|---|---|
| Potência (HP) | Indica a classificação de potência do motor do compressor |
| Deslocamento (m³/h) | O volume teórico de vapor refrigerante deslocado pelo compressor por hora |
| Capacidade de Refrigeração (kW) | A quantidade de calor removida pelo sistema de refrigeração por unidade de tempo sob condições especificadas |
Entre esses três parâmetros, a capacidade de refrigeração é o indicador mais importante ao avaliar se um compressor pode atender aos requisitos de refrigeração de um sistema de refrigeração.
A capacidade de refrigeração depende da quantidade de refrigerante que circula pelo sistema e da quantidade de calor que cada quilograma de refrigerante absorve no evaporador.
Isso significa que, mesmo quando a potência e o deslocamento permanecem inalterados, a capacidade de refrigeração pode variar dependendo do refrigerante e das condições de operação.
Vários fatores influenciam diretamente a capacidade de refrigeração de um compressor de refrigeração.
Temperatura de Evaporação
Quando a temperatura de evaporação diminui, a pressão de sucção e a densidade do vapor refrigerante geralmente diminuem. Isso reduz a taxa de fluxo de massa do refrigerante e, consequentemente, a capacidade de refrigeração do compressor.
Temperatura de Condensação
Uma temperatura de condensação mais alta aumenta a taxa de compressão. Isso geralmente reduz a capacidade de refrigeração, ao mesmo tempo em que aumenta a potência necessária para a compressão.
Tipo de Refrigerante
Diferentes refrigerantes têm diferentes densidades de vapor e propriedades termodinâmicas. Como resultado, o mesmo compressor pode fornecer diferentes capacidades de refrigeração ao operar com diferentes refrigerantes aprovados.
Projeto e Eficiência do Compressor
O projeto interno, a eficiência volumétrica, as perdas de válvula e o vazamento interno também afetam o fluxo de massa real do refrigerante. Portanto, compressores com valores de deslocamento semelhantes ainda podem ter capacidades de refrigeração diferentes.
Os exemplos a seguir ilustram como as condições de operação e a seleção do refrigerante afetam o desempenho do compressor.
Pegue o compressor scroll Danfoss SZ090-4VI como exemplo.
De acordo com os dados de desempenho publicados pela Danfoss, este compressor fornece as seguintes capacidades de refrigeração com R407C em diferentes temperaturas de operação.
| Temperatura de Evaporação | Temperatura de Condensação | Capacidade de Refrigeração |
|---|---|---|
| 0°C | 35°C | 19,30 kW |
| 0°C | 55°C | 15,00 kW |
| -5°C | 35°C | 15,60 kW |
Condições: R407C, 50 Hz, superaquecimento do gás de sucção de 11,1 K e subresfriamento do líquido de 8,3 K.
Quando a temperatura de condensação aumenta de 35°C para 55°C, a capacidade de refrigeração cai de 19,30 kW para 15,00 kW, uma redução de aproximadamente 22%.
Da mesma forma, quando a temperatura de evaporação diminui de 0°C para -5°C a uma temperatura de condensação constante de 35°C, a capacidade de refrigeração diminui para 15,60 kW.
O modelo do compressor, o motor e o refrigerante não foram alterados. Apenas as temperaturas de operação são diferentes.
Isso explica por que o mesmo compressor pode ter um desempenho diferente em sistemas operando sob diferentes condições de temperatura.
A troca do refrigerante também pode alterar a capacidade de refrigeração, mesmo quando o compressor e as temperaturas de operação permanecem os mesmos.
Pegue o compressor scroll Copeland ZR72KCE-TFD-522 como exemplo.
Os dados de desempenho publicados pela Copeland fornecem as seguintes capacidades de refrigeração para este modelo de compressor com diferentes refrigerantes:
| Modelo do Compressor | Refrigerante | Capacidade de Refrigeração |
|---|---|---|
| ZR72KCE-TFD-522 | R22 | 17,60 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R407C | 14,75 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R134a | 11,80 kW |
Condições: temperatura de evaporação de 5°C, temperatura de condensação de 50°C, superaquecimento do gás de sucção de 10 K, subresfriamento do líquido de 0 K e 50 Hz.
Sob estas condições de classificação idênticas:
O R407C fornece aproximadamente 16% menos capacidade de refrigeração do que o R22.
O R134a fornece aproximadamente 33% menos capacidade de refrigeração do que o R22.
A diferença vem das propriedades termodinâmicas dos refrigerantes, que afetam o fluxo de massa do refrigerante e a quantidade de calor absorvida durante a evaporação.
Essas comparações ajudam a explicar por que um sistema de refrigeração pode não atingir mais seu desempenho de refrigeração anterior após uma troca de refrigerante.
No entanto, uma troca de refrigerante também deve levar em consideração os refrigerantes aprovados do compressor, a compatibilidade do lubrificante e a configuração do sistema. Comparações de desempenho publicadas não significam que os refrigerantes possam ser trocados diretamente em um sistema existente.
Ao substituir um compressor ou trocar o refrigerante em um sistema existente, a capacidade de refrigeração deve ser avaliada sob as condições de operação pretendidas.
Os seguintes fatores são particularmente importantes:
Compatibilidade do refrigerante: Confirme que o compressor e seu óleo lubrificante são adequados para o refrigerante pretendido.
Capacidade de refrigeração necessária: Compare o desempenho do compressor nas temperaturas de evaporação e condensação reais do sistema, em vez de confiar apenas na potência nominal.
Componentes do sistema: Verifique se o dispositivo de expansão, evaporador e condensador são adequados para o refrigerante e a capacidade necessária.
Condições de operação: Verifique a carga de refrigerante, superaquecimento, subresfriamento, frequência de operação e outros parâmetros relevantes do sistema.
Um refrigerante com menor capacidade de refrigeração sob as mesmas condições pode exigir alterações no projeto do sistema ou na seleção do compressor para manter o desempenho original.
Se um sistema de refrigeração não conseguir atingir sua temperatura anterior após uma troca de refrigerante, o primeiro passo é verificar se o novo refrigerante fornece capacidade de refrigeração suficiente sob as condições de operação reais do sistema.
Se a capacidade de refrigeração for insuficiente, um compressor com capacidade nominal adequada ou modificações apropriadas no sistema podem ser necessários.
Se a capacidade de refrigeração esperada for adequada, verifique a carga de refrigerante, o dispositivo de expansão, os trocadores de calor e as pressões de operação para identificar possíveis problemas no sistema.
A chave é combinar o refrigerante, a capacidade de refrigeração do compressor e as condições de operação do sistema, em vez de confiar apenas na potência ou no deslocamento.
