July 12, 2017 by IDW

12 de julho de 2017 por IDW

Com mudanças modernas no ambiente regulatório e passos estritos que estão sendo tomadas para reduzir o aquecimento global e o esgotamento do ozônio, os fabricantes de refrigeração têm trabalhado para a utilização de refrigerantes com baixo potencial de aquecimento global (GWP) e potencial de depleção de ozônio (ODP). O principal desses refrigerantes “verdes” são os hidrocarbonetos (HC) e o dióxido de carbono (CO2), que experimentaram uma onda de uso em todo o mundo. Compreendendo por que esses refrigerantes são atualmente populares e, em particular, por que o HC tornou-se o refrigerante de escolha no mundo moderno em relação ao CO2, exige examinar a história do seu uso e como eles estão sendo usados ​​hoje.

Histórico de CO2 e HC como refrigerantes

Bingindo seu ressurgimento como refrigerantes verdes hoje, tanto o CO2 quanto o HC têm uma longa história de uso como refrigerantes. Embora o CO2 tivesse começado a ser experimentado como refrigerante em meados do século 19, o primeiro compressor projetado em torno da utilização não foi introduzido até 1886 por Franz Windhauzen. [1] A maioria das unidades de refrigeração naquela época utilizavam amoníaco ou dióxido de enxofre, que eram produtos químicos extremamente nocivos que também haviam causado explosões em sistemas com falhas. [2] Os sistemas baseados em amônia também foram altamente ineficientes e mais caros, aumentando o apelo da transição para o CO2. [3] O CO2, por outro lado, era barato, não tóxico e não inflamável, o que levou à sua utilização em uma variedade de diferentes aplicações de refrigeração. Particularmente, os sistemas que usavam compressores de pequeno porte, como armazenamento de alimentos em cozinhas, restaurantes, navios e hospitais eram ideais para unidades de refrigeração baseadas em CO2. À medida que os desenhos continuaram a se desenvolver, o uso de CO2 fora do armazenamento de alimentos começou a ser visto, com unidades comumente usadas para sistemas de conforto em hotéis, teatros e restaurantes. [4]

Competindo ao lado dos sistemas de refrigeração a base de CO2 e amônia, os sistemas baseados em HC estavam em uso ao longo do início do século XX também. Os HC’s foram utilizados pela primeira vez como refrigerantes já em 1867 e permaneceram em uso em um nível limitado até a introdução de refrigerantes com clorofluorocarbonetos (CFC) na década de 1930. [5] Uma série de restrições diferentes limitaram o uso de HC no início inicial e continuaram a limitar seu uso até recentemente. Principalmente, a inflamabilidade e a volatilidade da HC eram maiores do que outros refrigerantes na época, e havia limitações tecnológicas que permitiam a implementação segura e generalizada de dispositivos baseados em HC. [6]

Hidrocarbonetos hoje

O impacto ambiental dos refrigerantes de uso comum, como os clorofluorocarbonos (CFC), hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e hidrofluorocarbonos (HFC), juntamente com alterações regulatórias que limitam ou eliminam seu uso, resultaram em ressurgimento de interesse e uso em refrigerantes de HC. Existem vários HC diferentes em uso como refrigerantes, incluindo propano, butano, propileno, ciclopropano, isobuteno e éter dimetílico. Essas substâncias consistem principalmente em hidrogênio e carbono, são substâncias que ocorrem naturalmente e podem ser produzidas como subprodutos da destilação. Isso os torna amplamente disponíveis e baratos para uso como refrigerantes.

No entanto, o aspecto mais atraente da utilização de HC como refrigerantes é seu efeito sobre o meio ambiente; eles têm zero ODP e muito baixo GWP. Apesar de sua baixa toxicidade e baixo impacto ambiental, até recentemente, o uso de HC como refrigerantes era limitado devido à sua inflamabilidade. [7] No entanto, com o manuseio adequado e dentro de um sistema fechado, HC foi provado ser uma alternativa segura aos HFC e outros refrigerantes ambientalmente hostis. [8] Além disso, os HC’s demonstraram ser mais eficientes do que refrigerantes menos ecológicos quando usados ​​como substituição gradual em certos sistemas. [9]

O uso de HC’s como substituto de refrigerantes prejudiciais para o meio ambiente é uma direção positiva para os consumidores e para o meio ambiente. Os custos de HC são menores, são menos tóxicos tanto para humanos como para o meio ambiente, e operam de forma mais eficiente do que outros sistemas. Outros países em todo o mundo já começaram a transição para sistemas baseados em HC, com a Índia e a China, em particular, começando a usar amplamente HC em geladeiras domésticas. [10] À medida que mais países continuam a adotar HC’s, a eficiência das unidades de refrigeração, de grandes frigoríficos de portas duplas ou únicas a pequenos refrigeradores, aumentará enquanto o impacto ambiental continuará a diminuir.

[1] William S. Bodinus, “A ascensão e a queda dos sistemas de dióxido de carbono”, ASHRAE Journal , abril de 1999: 37.

[2] Ibid., 38.

[3] George C. Briley, “A History of Refrigeration”, ASHRAE Journal Novembro de 2004: 32.

[4] Bodinus, “Carbon Dioxide Systems”, 38-42.

[5] K. Harby, “Hidrocarbonetos e suas misturas como alternativas aos refrigerantes halogenados ambientais não amigáveis: uma visão geral atualizada,” Comentários de Energia Renováveis ​​e Sustentáveis 73 (2017): 1250.

[6] Ibid., 1250-1252.

[7] Ibid., 1250.

[8] “Emirados Árabes Unidos: refrigerantes ambientalmente amigáveis ​​para ajudar a reduzir o aquecimento global”. Relatório Mena , 22 de dezembro de 2016. Questões globais em contexto.

[9] K. Harby, “Hidrocarbonetos e suas misturas”, 1253-1262.

[10] Ibid., 1252.