Sizing of a refrigerating machine with carbon dioxide’s subcritical cycle

O objetivo deste trabalho é projetar uma máquina de refrigeração em cascata que utiliza R744 (dióxido de carbono) como fluido refrigerante secundário, tendo em vista o desenvolvimento de um protótipo para teste e fabricação em uma empresa de Porto Alegre. A capacidade frigorífica proposta neste projeto é de 10kW, pois esta foi a capacidade avaliada para manter a câmara frigorífica já existente na empresa citada acima a uma temperatura de -20ºC. Como fluido refrigerante do circuito primário foi escolhido o R134a, por apresentar bom rendimento energético e já ter sua tecnologia consolidada no Brasil, além de não ser tóxico ou inflamável. Além disso, realizou-se uma comparação com sistemas de mesma capacidade operando sob condições semelhantes, mas com outros fluidos refrigerantes, e observou-se que o dióxido de carbono é não apenas viável de um ponto de vista energético, mas também comparativamente mais eficiente para temperaturas mais baixas de evaporação.This work’s objective is to project a cascade refrigeration machine that uses R744 (carbon dioxide) as secondary refrigerant, aiming to develop a prototype for testing and fabrication at a company in Porto Alegre. The proposed cooling capacity for this project is 10kW, since this was the capacity evaluated to keep the frigorific chamber already extant in the above mentioned company at a temperature of -20ºC. R134a was chosen as refrigerant for the primary circuit for presenting good energetic efficiency and already having its technology consolidated in Brazil, besides not being toxic or flammable. Moreover, a comparison was made with systems of same capacity operating at similar conditions, but with different refrigerants, and it was observed that carbon dioxide is not only viable from an energetic point of view, but also comparatively more efficient for lower evaporating temperatures