Revista Manutenção

Segurança e Manutenção na indústria da refrigeração

Segurança e Manutenção na indústria da refrigeração

Seleção de lubrificantes de refrigeração para edifícios e sistemas industriais.

Sistemas de refrigeração industrial: uma introdução

Muitos dos atuais sistemas de refrigeração industrial são sistemas de compressão (em oposição aos sistemas de absorção), onde a refrigeração é gerada com base na evaporação de um fluido refrigerante, como HFC’s, amoníaco ou dióxido de carbono (CO2).

A imagem abaixo ilustra os 4 elementos básicos de uma unidade de refrigeração: o compressor, o condensador, a válvula de expansão e o evaporador.

Figura 1. Unidade de refrigeração.
Figura 1. Unidade de refrigeração.

O fluido refrigerante flui sob pressão através da válvula de expansão para o evaporador, onde muda do estado de líquido para vapor, gerando deste modo o efeito de refrigeração. O refrigerante frio no estado de vapor, que está a baixa pressão, é então comprimido, aumentando a sua temperatura e pressão. Flui de seguida através do condensador, onde arrefece e se liquefaz. O refrigerante arrefecido flui novamente, sob alta pressão, através da válvula de expansão para o próximo ciclo.

Fluidos refrigerantes

As tecnologias dos fluidos refrigerantes são geralmente referidas pela sua classificação ASHRAE (ANSI-ASHRAE Padrão 34-2001). Aqui estão alguns exemplos:

  • R717 — Amoníaco – NH3;
  • R12 — Clorofluorocarboneto (CFC) – CCl2F2;
  • R22 — Hidroclorofluorcarbono (HCFC) – CHClF2;
  • R600a — Isobutano (HC) – C4H10;
  • R744 – Dióxido de Carbono – CO2;
  • R134a, R404a, R507 — Hidrofluorocarbonos (HFC).

Os CFC’s foram proibidos pelo Protocolo de Montreal (1989) devido ao Potencial de Depleção do Ozono (ODP).

Os HCFC’s estão em processo de cancelamento devido ao seu Potencial de Aquecimento Global (GWP).

O gráfico abaixo mostra o ODP dos fluidos refrigerantes e a sua classificação GWP.

Figura 2. ODP (relativo ao R-11) | GWP (relativo ao CO2).
Figura 2. ODP (relativo ao R-11) | GWP (relativo ao CO2).

Para uma determinada aplicação, o fluido refrigerante é selecionado com base nos seguintes critérios:

  • Requisitos da aplicação – natureza e quantidade de refrigeração, faixa de temperatura do evaporador, entre outros;
  • Características termodinâmicas do refrigerante;
  • Considerações de segurança, como inflamabilidade e toxicidade;
  • Custo – refrigerante e operacional;
  • Conformidade com os regulamentos.

De um ponto de vista técnico, o lubrificante selecionado para um sistema de refrigeração deve:

  • ser adequado para lubrificar com eficácia o tipo de compressor usado no sistema de refrigeração;
  • ter a miscibilidade e solubilidade adequadas características com o fluido refrigerante.

Pelo que atrás se disse, vemos que tal como a escolha do refrigerante, a seleção do lubrificante é crítica e crucial para o bom funcionamento e um ótimo desempenho de um sistema de refrigeração de compressão.

Compressores de êmbolos

A película de óleo nas paredes das camisas de refrigeração de um compressor de êmbolo (pistons) é submetida a baixas temperaturas na aspiração e a temperaturas relativamente altas no lado do escape.
À medida que a viscosidade diminui com a temperatura, o lubrificante tem uma muito maior viscosidade na entrada do que no escape. Portanto, somos confrontados com 2 efeitos opostos: a viscosidade do óleo não deve ser demasiado elevada para se espalhar rapidamente numa película fina sobre todas as superfícies a serem lubrificadas, mas deve ser suficientemente elevada para que, apesar da solubilidade do refrigerante (caso de refrigerantes HCFC, HFC, CO2, HC), o lubrificante forneça a proteção adequada contra o desgaste. Devemos também considerar outros 2 fenómenos: a resistência do lubrificante ao stress térmico e o arrastamento do óleo pelo refrigerante para fora do compressor.

Pedro Vieira

Lubrigrupo
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