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Aplicao da Amnia na Refrigerao

Industrial: Inovaes Tecnolgicas

Eng Alessandro da Silva

Tel. (11) 4617-9138 / e-mail: [email protected]

IV SEMANA TECNOLGICA DE REFRIGERAO E CLIMATIZAOSenai Oscar Rodrigues Alves / SP

20 de Setembro/2012

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Prs

Longa tradio em sistemas de refrigerao industrial

No destri a Camada de Oznio (ODP = 0) No contribui para o Aquecimento Global (GWP = 0)

Substncia 100% natural e de reduzido tempo de vida (menos de 14dias)

Fonte disponvel na atmosfera

Seu custo de aquisio baixo

Alto calor latente de evaporao (7 vezes mais que o R22 nas

condies de -10C/40C) Fluxo de massa reduzido (aprox. 14% do R22)

Baixa densidade do vapor e do lquido

Amnia (R717) Principais Caractersticas

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Prs

Requer menores dimetros de tubulao / bombas de refrigerante /

dispositivos de controle Trabalha com baixa perda de carga

Fcil separao com o leo

Alto coeficiente de performance, especialmente em alta e mdia presso Caractersticas excelente na transferncia de calor

Ebulio intensiva devido a grande mudana de volume

Insensvel com a umidade no sistema

Cheiro forte (simples monitoramento de vazamento)


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Contras

Alta toxidade (25 ppm)

Explosiva dentro de concentraes de 15 a 28% em volume no ar

Temperaturas extremas de descarga / leo devido ao expoenteisentrpico de compresso (NH3 = 1.31 / R22 = 1.18)

Diferena de entalpia relativamente pequena na fase de vapor

Limitada compatibilidade de materiais (incluindo cobre ou liga de cobre elimitaes com plsticos)

Insolvel com leos minerais e sintticos

Alta condutibilidade eltrica (requisitos especiais so necessrios paracomponentes eltricos dentro do circuito de refrigerao)


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Propriedades do R717 vs. R22

R717 R22

Massa Molar kg/mol 17.03 86.5Expoente da compresso isoentrpica 1.31 1.18

Temperatura de ebulio C -33.33 -40.8

Densidade do lquido kg/dm3(40C) 0.57 1.13

Presso do vapor Bar (-10/40C) 2.90/15.55 3.55/15.3

Temperatura crtica C 133 96

Presso crtica bar 113.5 49.9

Inflamabilidade Vol. % 15 .. 28 --

Toxidade AEL ppm 25 1000

Destruio Camada de Oznio ODP 0 0.05

Potencial de Aquecimento Global GWP 0 1500


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Limites Exploso Refrigerante

Presso

Projeto[bar]

Limiteinferior[% v/v]

Limitesuperior[% v/v]

Limite

Prtico [kg/m3]

GWP

[100 anos]

HFCs 28 (42) 0.25...0.44 1300...3300

HCs 28 1.8...2.5 8.4...11.1 0.008...0.011 3

NH3 28 15 28 0.00035 0

CO2 42 (150) 0.07 1

vlido para os refrigerantes listados na tabela "Faixa de Aplicao"de acordo com a norma EN378

42 bar com R410A42 bar com subcrtico, at 150 bar com sistemas transcrticos

Limite Prtico (EN378) representa o maior nvel de concentrao que uma

pessoa poderia se expor sem apresentar efeitos nocivos sade.

Presso, Classificao de Segurana e Potencial Aquecimento Global (GWP)


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Nveis de Presso


Os nveis de presso do R717 so similares ao do R22

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c

50

70

90

110

130

150

170190

10 0 -10 -20 -30 -40

R134a

R404A

R22

NH3

Temperatura de evaporao [C]

Temperaturadede

scarga[C] Tcond. 40C

Sup. 10 KEf vol. 0.75


Comportamento da temperatura do gs de descarga do R717 vs. R22

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0

20

40

60

80

100

120

140

160

R22 R134a R134a

Screw +ECO

R407C

(Dew)

R404A

R507A

R410A R290 R600a R1270 NH3*

Screw

NH3*

Screw +ECO

Capacidadefrigorficarelativa[%]

to +5 C, tc 50C

to -10C, tc 45Cto -35C, tc 40C

EN 12900 / toh20C / *NH3toh 5 K

Tipos compressores: HFCs & HCs vs. R22 semi-hermtico pisto (parafuso)NH3 vs. R22 parafuso aberto


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0

20

40

60

80

100

120

140

160

R22 R134a R134a

Screw +

ECO

R407C

(Dew)

R404A

R507A

R410A R290 R600a R1270 NH3*

Screw

NH3*

Screw +

ECO

COPrelativ

o[%]

to +5C, tc 50C

to -10C, tc 45C

to -35C, tc 40C

EN 12900 / toh20C / *NH3toh 5 K


Tipos compressores: HFCs & HCs vs. R22 semi-hermtico pisto (parafuso)NH3 vs. R22 parafuso aberto

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Pisto

Amnia (R717) Compressores abertos

Parafuso

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Faixa de aplicao

LEO FABRICANTE REFRIGERANTE CONDENS. EVAPOR. TIPOB100 BITZER R-22 45 -5... -50 AB150 SH BITZER R-22 60 +12,5... -40 ACapela 68 TEXACO R-717 45 -20...+10 MClavus G 32 SHELL R-717 40 -20... -40 MClavus G 46 SHELL R-717 45 -10... -35 MClavus G 68 SHELL R-717 50 +10...-30 M

SHC 224 Mobil R-717 50 +10..-40 MClavus G 100 SHEL R-22 45 -5...-50 MBSE 170 BITZER R-134a

R 404A/R507A 70 52

+ 20...-20/+7,5...-50

PE

B 320 SH BITZER R-22 55 + 12,5...-15 A

Tipos de leo:

M MineralA AlkylbenzenoPE Polyolester

Amnia (R717) leos recomendados

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-50-20

Verdampfung / Evaporation

C

C

Verflssigung

/Condensation

-40 -30 -20 -10 0 10 20

0

20

40

60

-10

10

30

50

Booster

1-stufig1-stage

AbertosW2TA ... W6FA

Amnia (R717) Limites de aplicao (pisto)

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Limites de operao compressores parafuso abertos com NH3 vista geral

40

30

20

10

0

tc

-50 -40 -30 -20 -10 to0 C 10

OSKAB

(Booster)

OSKA

60

OSNA

20

com bomba deleo adicional

50C

-10

-20

NH3(toh < 10K)

requerresfriamento adicional

(resfriamento do leo)

limites de operao

restritos no caso de

operao em carga parcial:

Vejam no Manual

de Aplicao

SH-500 ou no

Software de Bitzer )

Amnia (R717) Limites de aplicao (parafuso)

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Compressors

Condenser

Pump

Chiller

Pump

LC

SecondaryRefrigerantCircuit

LPR

Oil Rectifier

Rack Compactode Amnia com

leo insolvel(esquema simplificado)

Amnia (R717) Exemplo de aplicao

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Compressors

Condenser

PumpChiller

Pump

TC

SecondaryRefrigerantCircuit

Filter dryer

Rack Compactode Amnia -Expanso seca (TXV)(esquema simplificado)


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FZ

5

6789

23

4

1

11 6 mm (1/4")

10

12


Compressor aberto + separador de leoprimrio e secundrio (sistema inundado)

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Sistema Economiser com Open Flash Vessel

ECO

LC

PC


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Sistema R717

Baixa temp DX

Med temp LR

Med temp LR

Baixa temp DX

Sistema CO2

R717 water cooledCondenser

Tanque CO2

Trocador calorinter-estgio

Bomba CO2

Separador lquido

Bomba dgua

Tanquelquido NH3


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Linha leoSuco AmniaLquido AmniaguaSistema retorno leo autoDescarga Amnia

AmniaCOP = 3.05-13 o C

EstgioAlta comAmnia


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25Centro Distribuio

120 kW - LTAlto Estgio NH3


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Ar Condicionadogua gelada +3O C

Baixa temperaturaCO2 @ -13O C

Sistema de 2-estgio com Amnia

Melhoria do COP de 3.5 & 5.8 para sistema AC

Nota R404A pisto COP 2.5 (-13 / 37 )R134a CSH eco screw 4.5 ( +3 / 37 )


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Rack com compressores parafuso (NH3)

Rack com compressores Octagon (CO2)

Supermercado com NH3 / CO2

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Respeitar as normas de segurana Classe de Risco B2

Dependendo da carga de refrigerante, necessrio condies especficaspara localizao e proteo do sistema

Evitar instalaes em reas com acesso pblico

Tais casos requerem instalaes afastadas e circuito de refrigerantesecundrio (CO2, Glycol, etc)

Amnia (R717) Recomendaes de projeto

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A Segurana umassunto extremamente

Importante!!!

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Faixa de aplicao dos compressores bastante limitada (altas

temperaturas de operao) Tendncias para taxas de presso baixas e superaquecimento baixo

Taxas de presso altas requerem operao com duplo estgio ou

o uso de compressores parafuso com resfriador de leo Uso de compressores do tipo aberto devido

compatibilidade de material

mais favorvel devido s temperaturas de operao para esteprojeto de compressor


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Manuteno peridica no caso de retorno de leo no automtico

Evaporadores inundados com alta carga de refrigerante

termo sifo

bomba de circulao

tanque de baixa presso

Necessidade de tubos de ao e soldagem de acordo com as

normas de segurana

Uso de separador de leo devido :

insolubilidade dos lubrificantes

problemas com retorno automtico de leo


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Todos os sistemas existentes com FLUIDOS NATURAIS at agora tiveram uma

performance superior aos refrigerantes halogenados (R22, R404A, etc), principalmente

na questo energtica

Atravs da tecnologia atualmente disponvel, a Bitzer no enxerga qualquer questo

tcnica que impea a aplicao dos FLUIDOS NATURAIS no campo da refrigerao

comercial para supermercados

Para que a aplicao dos FLUIDOS NATURAIS sejam viveis, preciso treinar

todos os envolvidos com as questes de segurana, projeto, instalao, operao e

manuteno do sistema

Alm disso, preciso seguir todas as normas de segurana e recomendaes dos

fabricantes para que o sistema possa ser projetado, instalado e operado de maneira

segura e confivel com a satisfao de todos

Concluso

Bitzer

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Bitzer

Solues Sustentveis

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