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Gás refrigerante


A transferência de calor do espaço refrigerado para o condensador, e deste para o meio ambiente exterior, é conseguido através de um agente refrigerante que pode ser água, álcool, amônia, dióxido de carbono, anidrido sulfuroso, metílico, cloreto de metila e outros, muito embora cada um destes frigoríferos apresentem certas vantagens e desvantagens.

No ano de 1928 foi sintetizada uma substância à base de cloro, que apresentava, além de outras características positivas, a de não ser inflamável e de possuir um índice de toxicidade bastante baixo. Mas só no ano de 1931 é que foi introduzido no mercado o diclorodifluormetano, conhecido como Freon 12, e que deu início à grande expansão das indústrias de refrigeração e condicionadores de ar. Os refrigerantes de fluorcarboneto demonstraram ser absolutamente seguro, pois além das características antes descritas, são ainda inodoros, quimicamente estáveis, sem efeito prejudicial sobre o óleo lubrificante e não apresentam efeitos corrosivos. Apenas a inalação em doses concentradas ou quando queimado pela chama do maçarico, pode apresentar efeitos tóxicos ou mesmo fatais.

Os metais, em geral são compatíveis com gases fluorados, com exceção do alumínio com ligas de magnésio a 2%, ou quando são decompostos pela queima, com formação de ácidos. Quando o calor é aplicado ao cobre na presença do ar, como no caso de soldagens, (a temperatura máxima que o F12 suporta é 120oC: para o F22 fica em torno dos 150oC), formam-se óxido de cobre nas superfícies internas e externas do tubo, com o perigo de decompor o óleo incongelável (usado para lubrificação das diversas partes móveis do compressor) e o gás refrigerante. A água e o metanol (álcool metílico) também contribuem para a formação de óxido de metal.

Os gases refrigerantes podem ser classificados em três categorias, de acordo com a maneira de absorver ou dissipar calor. Há os que resfriam pela absorção do calor latente de vaporização, como o R12, o R22, a amônia, o dióxido de carbono, o cloreto de metil, o anidrido sulfuroso, etc. Aqueles que resfriam absorvendo o calor sensível, tais como, o ar e a salmoura (mistura de água e sal); e aqueles que produzem, pela absorção, a remoção do calor latente, como a amônia aquosa usada em geladeira que trabalham com o sistema de absorção.

Os fluídos refrigerantes fluorados são designados, quanto às características e desempenho, por números. Assim, temos para geladeiras domésticas e condicionadores de ar (refrigeração a compressão), os gases F12 e F22, respectivamente.

Existem cuidados especiais que devem ser tomados quanto ao transporte e manuseio de gases refrigerantes. Estes devem ser hermeticamente fechados em recipientes próprios, pois embora não sejam inflamáveis, estão sujeitos a explosões causadas pela alta pressão.

Existe ainda um outro fator relacionado a transtornos causados aos gases refrigerantes e que são conhecidos por contaminantes, os quais são: o ar, a água, o fluxo para soldas, fragmentos de metal, anti-congelantes, sujeira, solventes clorados, óxido de ferro e óxido de cobre. Tais contaminantes devem ser eliminados dentro de dentro do sistema.

É muito importante, em refrigeração, o conhecimento do efeito refrigerante de determinado agente. Sabemos que o gás refrigerante, quando abaixa a temperatura e a pressão, absorve calor pela evaporação. O calor absorvido pode ser conhecido (e este detalhe é muito importante), subtraindo-se o valor da temperatura encontrada no gás líquido, no momento do mesmo entrar no tubo capilar, do valor da temperatura do vapor saturado quando este deixa o evaporador.

Esta diferença de temperatura é o efeito refrigerante procurado.

Para ser um bom gás refrigerante a substância deve apresentar as seguintes propriedades:

  • Liquefazer-se (condensar-se) a pressões moderadas;
  • Evaporar-se a pressões acima da pressão atmosférica;
  • Ter pequeno volume específico (pequeno volume em relação ao seu peso);
  • Ter um elevado calor latente de vaporização;
  • Ser quimicamente estável (não se alterar, mesmo com repetidas mudanças de estado no ciclo);
  • Não ser corrosivo;
  • Não ser inflamável;
  • Não ser tóxico;
  • Permitir fácil localização de vazamento;
  • Não atacar o óleo lubrificante ou provocar qualquer efeito indesejável em outros componentes do ciclo de refrigeração;
  • Não atacar os deteriorar alimentos, em caso de vazamento.

tabela de características físicas dos gases refrigerantes

Não há um gás que reúna todas as propriedades desejáveis para um bom refrigerante.

Assim, cada sistema de refrigeração utiliza o gás que apresenta o maior número de propriedades desejáveis, para o caso específico.

Gases Refrigerantes mais conhecidos:

  • Amônia (R-717): apesar de tóxico e sob certas condições, inflamável e explosivo, é largamente empregado em grandes instalações, dada a sua capacidade térmica. Tem o maior efeito resfriador entre os principais refrigerantes. Corrosivo para o cobre e latão – todo equipamento de refrigeração com amônia é feito de aço. Não é miscível ao óleo e ataca os alimentos. Com água forma álcali, que tem efeitos indesejáveis sobre o cobre, latão e alumínio. Seu vazamento é facilmente localizado, usando-se espuma de sabão ou queimando-se enxofre.
  • R 11: era muito usado como dissolvente na limpeza dos componentes de um sistema de refrigeração. Hoje tende ao desuso e é largamente substituído pelo H 141;
  • R 12: ainda tem largo emprego na refrigeração doméstica. Não é tóxico, nem inflamável, nem corrosivo e nem explosivo. Altamente estável. Mistura-se com óleo lubrificante. Seu efeito refrigerante é relativamente baixo, comparado com outros refrigerantes. Tende a ser substituído pelo R 134 a;
  • R 22: muito empregado em ar-condicionado. Requer baixo deslocamento volumétrico, o que possibilita equipamentos de tamanho reduzidos. Devido a sua tendência a altas temperaturas de descarga, sua temperatura de sucção deverá ser mantida no mínimo possível, principalmente com compressores herméticos. Os condensadores devem estar bem limpos para facilitar a circulação de ar; caso contrário sua pressão sobe rapidamente a valores prejudiciais ao compressor. Mistura-se com o óleo onde normalmente se separa no evaporador. Tem maior capacidade térmica do que o R 12, pois requer apenas 60% do deslocamento para mesma capacidade frigorífica. Também tem maior capacidade de absorver água do que o R 12, razão porque um sistema com R 22 raramente sofre problema de obstrução por congelamento da umidade. Ao mesmo tempo isso é uma desvantagem, pois a umidade residual circulará livre no sistema, oxidando as partes internas e o óleo.

Identificação dos refrigerantes

Freon, Frigen, etc.., são nomes comerciais. Os refrigerantes são designados por números. Ex.: R 22, R 12, R 717 . Esses números são chamados de ASHRAE.

O número ASHRAE para os refrigerantes é definido como padrão ASHRAE 34-1997, sob a “ Designação Numérica e Classificação de Segurança de Refrigerantes”. A designação numérica dos refrigerantes hidrocarbono e halocarbono é sistemática e permite determinar a composição química dos compostos a partir dos números refrigerantes

Códigos de cores de cilindro de gases refrigerantes

Foram criados padrões de cor para pintura dos cilindros de cada tipo de gás. Esses padrões são internacionais:

  • R 11: laranja;
  • R 12: branco;
  • R 22: verde claro;
  • H 141: azul escuro;
  • Oxigênio: verde ou preto;
  • Nitrogênio: cinza;
  • Acetileno: vermelho;
  • Etc..

Conheça um pouco da história dos refrigerantes (abre em Pdf, em outra janela, da Revista Bola Preta, Ano XXV, no. 94, Março 2008)

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