Desenvolvimento de um equipamento de refrigeração comercial utilizando o frigorigéneo R 290

Abstract

Uma das aplicações da refrigeração é a refrigeração comercial, contribuindo para o nosso conforto e bem estar mediante a conservação dos produtos alimentares. Esse conforto traduz-se na massificação e proliferação de aparelhos de refrigeração comercial, que têm um peso em termos de consumo elétrico muito grande. A pressão para baixar consumos em conjunto com uma maior preocupação ambiental é uma realidade que veio para ficar, forçando esta indústria ao desenvolvimento de novos equipamentos e a um trabalho intenso sobre a eficiência energética dos aparelhos. Uma das vias para a melhoria da eficiência energética e cuidado com o ambiente é o estudo de frigorigéneos alternativos que combinam boas propriedades termodinâmicas com baixos índices de efeito estufa e depleção de ozono. Assim surge este estudo, em colaboração com a empresa HYDRACOOLING, para desenvolvimento de um equipamento de refrigeração comercial com o fluido R 290 que é propano de elevado nível de pureza, comparando experimentalmente o comportamento de um mural com R 290 e R 404A. Este estudo contempla primeiramente uma breve história da refrigeração e revisão bibliográfica sobre os ciclos frigoríficos, os tipos de equipamentos de refrigeração comercial e os seus componentes fundamentais. Na parte seguinte temos o caso de estudo. Para este caso de estudo foram avaliadas o peso das componentes da carga térmica de um mural aberto, estudados os fluidos R 404A e R 290, selecionaram-se e dimensionaram-se os equipamentos a equipar o aparelho, nomeadamente um novo evaporador. Por fim foram testados fornecendo resultados de temperaturas em simuladores de produto e consumos elétricos. Foram executados dois tipos de teste, o primeiro em vazio no túnel e o segundo de acordo com a norma ISO 23953-2, que define dois períodos diferentes de 24h cada. Os resultados dos testes no túnel em vazio e com os dois fluidos, revelaram funcionamento instável necessitando do uso da cortina noturna no arranque. Os testes ISO 23953-2 indicam que o R 290 apresenta um consumo de 26,3 kWh/24h no primeiro período e 23,6 kWh/24h no segundo período, 10% e 15% respetivamente menor comparando com o R 404A. Para os dois fluidos, durante os testes as temperaturas médias foram de 5,0°C.

Refrigeration is vital for our day to day life. One of its many applications is on commercial refrigeration equipment’s being a big contribution for our welfare and comfort, through food conservation. That comfort results on the massification and dissemination of commercial refrigeration cabinets that are a very big part in electrical consumption. This industry is now being pressured to develop new equipment’s which are more efficient and non-polluting. One of the ways to achieve that is to use alternative refrigerants which combine good thermodynamic properties with very low GWP and ODP. Therefore this study to develop a commercial refrigeration cabinet with alternative refrigerant R 290 (propane) in cooperation with HYDRACOOLING testing the behavior of a machine with R 404A and R 290, becomes necessary and relevant. The study first has a very brief description about refrigeration, and the state of the art of refrigeration cycles, types of equipment’s and their vital components. Next, the case study with the vertical cabinet HYDRACOOLING W080SS130 equipped with R 404A and R 290 is presented. In the case study the thermic charge and it’s components are evaluated, a comparison between R 404A and R 290 is showed and selected the components to equip de cabinet to experimental tests with both refrigerants presenting results of temperatures in product simulators and electrical consumption. Two types of tests were executed, the first with the machine empty in the tunnel, and the second according with ISO 23953-2 standard which defines two different periods of 24h each. The results with both fluids in the tunnel showed unstable working, needing the night curtain to help at the beginning. During the ISO 23953-2 tests the cabinet with R 290 achieved 26,3 kWh/24h consumption on the first test period, and 23,6 kWh/24h on the second test period, consuming 10% and 15% less respectively when comparing with R 404A. Average temperature of the M-package during the ISO 23953-2 tests was 5,0°C.