Trabalho sobre fluidos refrigerantes

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA 
PROFESSOR MIGUEL REALE 
 
CURSO SUPERIOR DE REFRIGERAÇÃO 
VENTILAÇÃO E AR-CONDICIONADO 
 
 
 
 
DANIELLE DUARTE MOREIRA 
 
 
 
 
FLUIDOS REFRIGERANTES 
R22, R134a, R404a, R717, R744 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2020
 
 
 
 
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE ITAQUERA 
PROFESSOR MIGUEL REALE 
 
CURSO SUPERIOR DE REFRIGERAÇÃO 
VENTILAÇÃO E AR-CONDICIONADO 
 
 
 
 
DANIELLE DUARTE MOREIRA 
RA: 2571171923008 
 
 
 
FLUIDOS REFRIGERANTES 
R22, R134a, R404a, R717, R744 
 
 
 
 
Trabalho de individual apresentado à faculdade 
de tecnologia de Itaquera como requisito parcial 
para a obtenção de média semestral na a 
disciplina de Refrigeração I. 
 
Prof. Flávio Luís Vasconcelos 
 
 
 
 
São Paulo 
2020
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 4 
1.1 Objetivo ................................................................................................................. 4 
1.2 Metodologia ........................................................................................................... 5 
1.2.1 Definição do Tipo de Pesquisa ........................................................................... 5 
2 FLUIDO REFRIGERANTE ....................................................................................... 5 
2.1 Principais Fluidos Refrigerantes ............................................................................ 5 
2.1.1 Fluido HCFC ....................................................................................................... 6 
2.1.1.1 R22 .................................................................................................................. 6 
2.1.2 Fluido HFC ......................................................................................................... 7 
2.1.2.1 R134a .............................................................................................................. 7 
2.1.2.2 R404 ................................................................................................................ 7 
2.1.3 Fluidos Naturais.................................................................................................. 8 
2.5.3.1 R717 ................................................................................................................ 8 
2.5.3.2 R744 .............................................................................................................. 10 
3 Conclusão .............................................................................................................. 12 
4 Referências Bibliográficas ...................................................................................... 13 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
No sistema de refrigeração, o fluido refrigerante é responsável pela troca de 
calor entre os ambientes interno e externo. Com o desenvolvimento da tecnologia e 
cada vez mais atenção ao meio ambiente, aumentou a demanda por fluidos 
refrigerantes que não agridam a camada de ozônio e tenham baixo potencial de efeito 
estufa. Além disso, em alguns países, com o protocolo de Montreal com 
regulamentações que entraram em vigor proibindo o uso de determinados fluidos 
prejudiciais ao meio ambiente. 
Com isso vem sendo utilizados como alternativa os refrigerantes naturais, que 
embora sejam mais caros e complexos, são uma opção que não representa risco para 
a camada de ozônio e não agrava o efeito estufa. A diferença entre os fluidos naturais 
(como o CO2 e a amônia) é que além de serem altamente inflamáveis, seu 
armazenamento e manuseio são mais complexos, o que aumenta muito o risco de 
acidentes. O fluido sintético como os HCFC’s e HFC’s podem ser produzidos em 
massa em laboratório e não precisa ser inflamável. Eles também são mais fáceis de 
armazenar e processar do que o fluido natural. 
1.1 OBJETIVO 
 
O objetivo deste trabalho é promover uma visão geral sobre os fluidos 
refrigerantes HCFC (hidrogênio, cloro, flúor e carbono), HFC (hidrogênio, flúor e 
carbono) e Naturais, em uma breve pesquisa que explana sobre o que são esses 
fluidos, características físico-químicas, aplicações, impactos ambientais e vantagens 
e desvantagens na área de refrigeração, a pesquisa aborda os seguintes fluidos 
refrigerantes R22, R134a, R404a, R717 e R744. 
 
 
 
 
 
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1.2 METODOLOGIA 
 
1.2.1 Definição do tipo de pesquisa 
 
A pesquisa a ser desenvolvida, classifica-se como pesquisa bibliográfica, essa 
categoria de pesquisa é um tipo de revisão bibliográfica, ou levantamento bibliográfico. 
Neste mesmo sentido, Gil (2007, p. 44) explica que os exemplos mais 
característicos desse tipo de pesquisa são investigações sobre ideologias ou aquelas 
que se propõem à análise das diversas posições acerca de um problema. 
 
2 FLUIDO REFRIGERANTE 
 
Fluido refrigerante dentro de um sistema de refrigeração absorve calor de uma 
substância do ambiente a ser resfriado, o fluido refrigerante entra no compressor em 
forma de vapor, que é comprimido, logo após ele sai superaquecido em direção ao 
condensador, que transfere parte do calor para o meio externo, ocorrendo assim um 
resfriamento imediato. Nesse momento, passa para o estado líquido e vai para a 
válvula de expansão. A válvula faz com que a pressão também caia imediatamente, 
ocorrendo então uma evaporação parcial e resfriando o ar. A mistura (líquido mais 
vapor) é impulsionada ao evaporador passando pelos ventiladores que devolve o 
vapor para o compressor reiniciando o ciclo. 
 
2.1 PRINCIPAIS FLUIDOS REFRIGERANTES 
 
Segundo a American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning 
Engineers (ASHRAE, 1997), os refrigerantes são classificados em: 
 
• PRIMÁRIOS – São os que apresentam mudanças de fase na troca térmica. 
• SECUNDÁRIOS – São os que não apresentam mudança de fase durante a 
troca térmica. 
 
 
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2.1.1 FLUIDO HCFC 
 
2.1.1.1 R22 
 
O R22 ainda é muito empregado em refrigeração, equipamentos mais antigos 
como ACJ, Chillers, geladeiras, 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. em 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 por que um sistema com R22 raramente sofre problema de 
obstrução por congelamento da umidade. 
Esse fluido tem características poluentes e prejudiciais a camada de ozônio e 
a saúde, devido a presença de substâncias a base de cloro (CFC), por isso seu uso 
vem sendo reduzido cada vez mais. 
A vantagem é que sua classe de risco indica que o gás é não inflamável e não 
venenoso, possui um odor levemente adocicado e não possui coloração. sua classe 
de risco indica que o gás é não inflamável e não venenoso, possui um odor levemente 
adocicado e não possui coloração. Alguns outros dados importantes são que ele não 
possui reatividade química com a água ou com materiais comuns e não ocorre 
polimerização, a inalação do vapor não irrita olhos, nariz ou garganta e pode causar 
tontura ou até perda de consciência. Pode ser usado em resfriados e congelados, 
pode ser regenerado e reaproveitado é de fácil reposição do gás e de componentes –
Desvantagens – ODP e GWP – Problema de aumento e reposição em 03 a 05 anos, 
devido ao acordo de Montrealque em alguns anos terá que ser retirado de circulação. 
 
 
 
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2.1.2 FLUIDO HFC 
 
2.1.2.1 R134A 
 
De acordo com o fabricante Linde (2020), 0R134a é um gás refrigerante do tipo 
HFC (Hidrofluorcarbono), HFC - R-134a tem propriedades físicas e termodinâmicas 
similares ao R-12. Possui potencial de destruição do ozônio (ODP) igual a zero (devido 
à ausência de cloro), Devido ao menor tempo de vida na atmosfera (16 anos contra 
120 anos para o R12), apresenta uma redução no potencial de efeito estufa de 90% 
comparado ao R-12. 
As suas aplicações são em refrigeração doméstica, comercial e industrial, 
chillers, condicionadores de ar automotivos, suas vantagens são, não é inflamável, 
não tóxico, possui alta estabilidade térmica1 e química2, tem compatibilidade com os 
materiais utilizados e têm propriedades físicas e termodinâmicas adequadas. O R-
134a é isento de cloro e, por isso, apresenta boa compatibilidade com elastômeros, 
possui boa eficiência em resfriados, pode ser regenerado e reaproveitado, possui fácil 
reposição e aplicação do gás e de componentes – Zero ODP, não toxico e não 
inflamável, as desvantagens, deve se ter um maior cuidado durante manuseio, 
existe a necessidade de óleo novo, não miscível com óleo (não arrasta) e GWP 
(Global Warming Potential). 
 
2.1.2.2 R404 
 
Segundo a Carel (2020) R404a é a mistura ternária composta por R125, R143a 
e R134a, que pode substituir o R22 principalmente em aplicações de refrigeração, 
especialmente a baixas temperaturas sem a necessidade de reprojetar as unidades 
de refrigeração. Possui um PAG elevado (3780) e, por esta razão, muitos países já 
optaram por sua interrupção, um processo que será prolongado por toda a União 
Europeia após a revisão da norma F-gas. 
Foi desenvolvido para substituir o Gás R22 em equipamentos novos de baixas 
e medias temperaturas de evaporação. 
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É quimicamente estável, mesmo com exposições prolongadas, o valor da AEL 
é de 1000 ppm ou 8 horas TWA, O R-404A é um azeótropo, portanto, precisa ser 
carregado na fase líquida. 
Sua aplicação é na refrigeração comercial e industrial, principalmente na 
conservação e transporte de cargas refrigeradas. 
Por não ser tóxico e nem inflamável, ele não afeta a camada de ozônio, porém 
possui um GWP elevado, suas vantagens que pode ser usado em resfriados e 
congelados, é de fácil reposição do gás e de componentes, zero ODP. 
2.1.3 FLUIDOS NATURAIS 
 
Os hidrocarbonetos, a amônia (R717), CO2(R744), água e ar, fazem parte de 
um grupo chamado de “refrigerantes naturais”. 
 • Todos os “refrigerantes naturais" existem em ciclos materiais da natureza 
mesmo sem interferência humana. 
• Evolução e inovações tecnológicas ajudaram a considerar os refrigerantes 
naturais como uma solução segura econômica para determinadas aplicações. 
• Sistemas de refrigeração com "refrigerantes naturais" deverão ter um papel 
cada vez mais importante no futuro como soluções técnicas. 
2.5.3.1 R717 
 
A amônia (NH3) é um conhecido refrigerante, especialmente aplicável em 
grandes instalações industriais onde suas vantagens podem ser completamente 
utilizadas sem comprometer a segurança. 
A amônia é conhecida pelas suas propriedades termodinâmicas favoráveis. Em 
inúmeras aplicações, a amônia supera os refrigerantes sintéticos em performance. No 
entanto, possui diversas desvantagens que têm impedido a utilização da amônia em 
aplicações comerciais, por exemplo, compatibilidade, toxicidade e inflamabilidade de 
material. 
Características positivas da amônia, amônia, por ser uma substância 100% 
natural e de reduzido tempo de vida (menos de 14 dias), não interage com a Camada 
de Ozônio (PDO=0), tampouco contribui com o efeito estufa (GWP=0). Seu custo de 
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aquisição é baixo e possui baixa densidade do vapor, o que possibilita a utilização de 
vasos de pressão, trocadores de calor e tubulações de menores dimensões. 
Por utilizar tubulações de menores diâmetros, a perda de carga é menor em 
instalações de R717, tornando menor o custo de bombeamento em sistemas 
inundados. Devido às suas melhores propriedades termodinâmicas, o R717 apresenta 
um melhor coeficiente de performance (COP) comparado aos refrigerantes sintéticos, 
entre eles o R22. Outrossim, possui uma ótima transferência de calor, o que possibilita 
operar com maiores temperaturas de evaporação ou menores temperaturas de 
condensação. Graças ao seu odor característico, torna-se fácil notar o surgimento de 
vazamentos. A amônia possui grande tolerância à umidade, a água forma uma 
solução com a Amônia e não congela, porém acima de 300 ppm ocorre oxidação do 
aço 6. 
Algumas desvantagens, são que ela não é totalmente miscível com o óleo 
lubrificante, consequentemente recomenda- -se instalar separadores de óleo, bem 
como posicionar drenos nos pontos mais baixos da instalação, locais onde com 
certeza o óleo se depositará. Tal comportamento demandará pessoal treinado e maior 
manutenção. O R717 é compatível com aço, ferro e alumínio, contudo não poderá ser 
utilizado com cobre, zinco e suas ligas, bem como borracha e plástico. Além dessa 
menor gama de opções em relação a materiais, o R717 exige uma técnica de 
soldagem mais refinada. A alta temperatura de descarga da amônia obriga que parte 
da área de troca do condensador seja usada como dessuperaquecedor. Para 
sistemas de amônia que usam degelo por meio de gás quente, deve-se providenciar 
plena liberdade de dilatação térmica. Compressores de pistão devem ser providos de 
cabeçotes resfriados à água para evitar a deterioração do óleo, bem como para 
facilitar a separação dele; já os compressores de parafuso devem dispor de resfriador 
de óleo específico para os mesmos fins. 
 A amônia também poderá se tornar explosiva dentro de teores de concentração 
de 15 a 30% em volume. Possui ainda uma alta toxicidade (25 ppm), que deverá ser 
levada em consideração. 
 
 
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2.5.3.2 R744 
 
A aplicação do dióxido de carbono - R744 (CO2) em sistemas de refrigeração 
não é nova. O dióxido de carbono foi inicialmente proposto e usado no final do século 
XIX. Ele foi usado em máquinas de fabricar gelo e nas embarcações para alimentos 
congelados. Seu uso nos sistemas de refrigeração cresceu na metade do século XX. 
O R744 (CO2) era geralmente a escolha preferida para as embarcações, enquanto o 
R717 (amônia - NH3) era preferido para plantas estacionárias, até o surgimento do 
“Freon”, fabricado pelas indústrias DuPont (CHERMOURS), baseado nos 
“refrigerantes seguros”. 
Embora as aplicações que utilizavam o R744 tenham diminuído, o R717 
permaneceu, sendo a escolha preferida para sistemas industriais. A principal razão 
para seu declínio foi a rápida perda de capacidade e o aumento da pressão em altas 
temperaturas. A amônia continuou sendo o refrigerante dominante para aplicações 
industriais durante anos. Para operações subcríticas com o R744, no ciclo normal de 
refrigeração, não há diferença em relação aos outros refrigerantes, a não ser que as 
pressões de operação do sistema sejam elevadas. O CO2 é um refrigerante puro, 
portanto possui uma relação normal de pressão / temperatura e, consequentemente, 
não está sujeito à temperatura “Glide”. 
As vantagens do dióxido de carbono, é um refrigerante 100% natural, sua 
concentração na atmosfera é de aproximadamente 0,04% em volume, é uma fonte 
disponível na atmosfera, com baixo custo de aquisição. seu potencial de destruição 
da camada de ozônio (ODO) é zero e seu potencial de aquecimento global é de 
apenas um (GWP=1, ele é referência para os outros refrigerantes). O R744 é um 
refrigerante de classe A1 (não inflamável e atóxico), contudo pode causar 
sufocamento em altas concentrações. o R744 tem alta capacidade volumétrica de 
refrigeração, comparada aos refrigerantes sintéticos, e, dependendo das condições 
de aplicação, chega a ser de 5 a 8 vezes maior que o R22.isso, significa trabalhar 
com compressores, componentes e tubulações de tamanhos reduzidos. possui 
também ótimas características para transferência de calor, além de ser estável 
química e termodinamicamente. possui uma excelente miscibilidade com os óleos 
lubrificantes, o que facilita sua separação e diminui o arraste para o sistema, 
aumentando consequentemente a transferência de calor nos evaporadores e 
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condensadores. na aplicação subcrítica (cascata), leva muita vantagem em relação 
aos sistemas de simples estágio, pois sua alta densidade do vapor de sucção resulta 
numa troca de calor eficiente entre a linha de sucção do CO2 e a linha de líquido do 
estágio de alta pressão, além de aumentar o rendimento do sistema de alta pressão 
garante também um controle estável do superaquecimento do vapor de sucção do 
compressor de CO2, evitando a diluição do refrigerante no óleo. no ciclo transcrítico, 
a pressão do resfriador gasoso (gás cooler) e a temperatura não são interligadas como 
na região subcrítica de duas fases. a elevada pressão de vapor resulta não apenas 
numa baixa relação de pressão, mas também em altos coeficientes de troca de calor 
e perdas de pressão relativamente baixas. 
Algumas desvantagens do CO2 são a sua intrínseca alta pressão de trabalho, 
que é muito mais elevada que a dos demais refrigerantes naturais ou sintéticos, 
impondo maiores exigências à segurança do sistema e dos componentes, 
principalmente quanto à necessidade de utilização de válvulas de segurança ao redor 
do sistema. normalmente, para a aplicação subcrítica, as pressões deverão ser 
limitadas em 25 bar no lado de baixa pressão e 40 bar na alta pressão em caso de 
vazamento, o CO2 pode se tornar perigoso em determinados ambientes, por ser 
inodoro e possuir maior densidade que o ar. Nesses casos é recomendada a 
instalação de sensores para controle e monitoramento de vazamento. É preciso um 
cuidado especial em relação ao ponto triplo, pois poderá ocorrer a formação de CO2 
sólido (gelo seco), com pressões abaixo de 5,2 bar ABS (-56,6 ºC). demanda também 
um pessoal técnico e bem treinado para lidar com sua aplicação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 CONCLUSÃO 
 
Os fluidos refrigerantes são produtos químicos responsáveis pelas trocas 
térmicas no sistema de refrigeração e climatização, capaz de absorver calor, sua 
composição química varia de acordo com a aplicação. 
Os fluidos refrigerantes abordados nesta pesquisa foram os sintéticos os HCFC 
e HFC e os Naturais como CO2 e Amônia, os sintéticos não são tóxicos e nem 
inflamáveis, porém o seu GPW (Global Warming Potential), são altos e nos naturais o 
GPW, é baixo, porém tem um alto índice de toxidade, principalmente a amônia. 
Os Fluidos abordados nessa pesquisa são utilizados em refrigeração 
doméstica, sistemas de ar-condicionado e refrigeração industrial e comercial, com 
exceção da amônia e CO2 que é aplicado apenas em processos industriais, devido a 
complexidade do sistema e do grau de periculosidade envolvida. 
E nos últimos anos, os setores de refrigeração e de ar-condicionado entraram 
em uma discussão sobre os impactos ocasionados sobre o meio ambiente, em 
especial a camada de ozônio, neste sentido acordos mundiais foram estabelecidos 
para mitigar os impactos causados pelos refrigerantes ao meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
ABRAS (Associação Brasileira de Supermercados. Eliminação do R22: Prazos, 
Cenários e Alternativas. Disponível em: 
<https://www.abras.com.br/pdf/Acordo%20Setorial%20-%2001.pdf>. Acesso em 27 
nov. 2020. 
ASHRAE. 1997 ASHRAE Handbook: Fundamentals. Refrigerants. Cap 18. 
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 1997. 
Conheça as diferenças entre os gases R-22 e R-410A! Disponível em: 
<http://www.climatizare.com.br/blog/conheca-as-diferencas-entre-os-gases-r-22-e-r-
410a.html>. Acesso em: 27 nov. 2020. 
GÁS REFRIGERANTE. Disponível 
em:<https://www.refrigeracao.net/Topicos/Refrigerante.htm>. Acesso em 26 nov. 
2020. 
GIL, A.C. Métodos e Técnicas de Pesquisa Social. 4 ed. São Paulo: Atlas, 1994. 
207 p. 
LINDE. Folha de Produto R134a. Disponível em: <http://www.linde-
gas.pt/pt/images/R134a_082015_tcm310-41570.pdf>. Acesso em 27 nov. 2020. 
MMA - Ministério do Meio Ambiente Uso de Fluidos Alternativos em Sistemas de 
Refrigeração e Ar-Condicionado Artigos Técnicos. Disponível em: 
http://protocolodemontreal.org.br/eficiente/repositorio/publicacoes/549.pdf.>. Acesso 
em: 26 nov. 2020. 
REFRIGERANTES. Disponível em: <https://www.carel.com.br/refrigerants >. Acesso 
em: 26 nov. 2020. 
 
http://www.climatizare.com.br/blog/conheca-as-diferencas-entre-os-gases-r-22-e-r-410a.html
http://www.climatizare.com.br/blog/conheca-as-diferencas-entre-os-gases-r-22-e-r-410a.html
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https://www.carel.com.br/refrigerants