Avaliação do comportamento experimental do sistema de refrigeração de um tunel de congelamento com R-502 e R-408A

Com a implantação das restrições adotadas a partir do Protocolo de Montreal, torna-se importante a avaliação experimental do desempenho de novos fluidos refrigerantes. O R-502 (mistura azeotrópica HCFC-22 / CFC-115; 48,8% / 51,2%) é extensivamente utilizado como fluido refrigerante em equipamentos de refrigeração a baixas temperaturas. Já o R-408A (mistura quase azeotrópica composta de HCFC-22 / HFC-125 / HFC-143a; 47% / 7% / 46%) pode apresentar vantagens como substituto do R-502 em sistemas em funcionamento, visto seu comportamento termodinâmico, baixa toxidade e não inflamabilidade. Os ensaios foram conduzidos em um túnel de congelamento de alimentos instrumentado com sensores de velocidade de ar, temperatura e pressão, cujo sistema frigorífico operou sob diferentes condições em regime estacionário. O ciclo de refrigeração, capacidade frigorífica, comportamento de troca térmica na dissipação de calor, coeficiente de desempenho do sistema, potência de compressão, potência consumida, desempenho global do sistema de refrigeração e fatores de sensibilidade das variáveis manipuladas foram avaliados entre os dois refrigerantes, evitando-se substituições ou modificações físicas no sistema. Os resultados obtidos após os testes de desempenho do R-502 e R-408A permitiram uma avaliação comparativa das condições de operação do sistema frigorífico através de modelos empíricos. O comportamento do R-408A no sistema apresentou um ganho de 20 a 30% no coeficiente de desempenho útil e 29,5% no coeficiente de desempenho total, nas condições de referência. O consumo de energia elétrica do R-408A superou em até 7% o consumo do R-502, porém apresentando uma maior capacidade frigorífica, em torno de 30%, em todos os ensaios. O calor de compressão apresentou um aumento de 9,5%. Sob algumas condições houve uma redução de 0,5% na temperatura do ar de insuflamento utilizando-se o R-408A. No sistema estudado, a temperatura de descarga do R-408A apresentou incremento de até 1% e 0,8% operando com menor e maior vazão de água no condensador, respectivamente. Ocorreu uma redução de 14 a 20% na razão de compressão do R-408AAn experimental evaluation of the new cooling fluid performance is important because of the introductions of the adopted restrictions of the Montreal Protocol. R-502 (azeotropic blend of HCFC-22 / CFC-115; 48,8% / 51,2%) is extensively used as a cooling fluid in low-temperature refrigeration equipments. R-408A (near-azeotropic blend of HCFC-22 / HFC-125 / HFC-143a; 47% / 7% / 46%) can show advantages as a substitute for R-502 in operating systems, due to its thermodynamic behaviour, low toxicity and no flame propagation. Tests were conducted in a food freezing tunnel, instrumented with air velocity, temperature and pressure sensors, which operated under different steady-state conditions. The refrigeration cycle, cooling capacity, thermal exchange behaviour, coefficient of performance, compression power, electrical demand, global performance of the refrigeration system and sensitivity factors of the handled variables were evaluated for two refrigerants, avoiding alterations or physical modifications in the system. The results after the R-502 and R-408A performance tests made it possible to comparatively evaluate the refrigeration system operation conditions through empirical models. The R-408A performance in system presented a gain of 20 to 30% in the useful coefficient of performance and 29,5% in the total coefficient of performance, in the reference conditions. The electrical energy consumption when using the R-408A overcame up to 7% the R-502 electrical consumption, neverthless it presented a better refrigeration capacity, around 30%, for all the tests. The compression heat presented an increase of 9,5%. Under some conditions there was a reduction of 0,5% in the air temperature inside the tunnel, while using the R-408A. In the studied system, the R-408A discharge temperature presented an increment of 1% and 0,8% when operating with lower and higher water flow in the condenser, respectively. There was a reduction of 14-20% in the R-408A pressure rati