Equacionamento termodinâmico e análise de desempenho de ciclos de refrigeração cascata de supermercados.

Abstract

O objetivo do presente trabalho é analisar ciclos cascata com aplicação em supermercados utilizando o refrigerante R744 (CO2) como fluido para o ciclo de baixa temperatura e o refrigerante R134a para o ciclo de alta temperatura. Foram analisados dois estudos de caso, realizando-se o equacionamento matemático dos ciclos aplicando-se os balanços de massa e energia, e desenvolvendo dois códigos computacionais específicos no software Engineering Equation Solver – EES. No primeiro estudo de caso determinou-se os parâmetros de desempenho do ciclo cascata de R744 e R134a, realizando na sequência um estudo de sensibilidade da influência da variação da temperatura do evaporador de média temperatura e da eficiência dos compressores nas grandezas do ciclo. No segundo estudo de caso, usando de valores reais da literatura, conseguiu-se determinar as propriedades dos fluidos refrigerantes nos pontos do ciclo, as taxas de transferência de calor nos trocadores de calor cascata e condensadores e vazões mássicas. No quesito ambiental, a mitigação da degradação da camada de ozônio e o potencial de aquecimento global é um ponto de alta relevância atual devido à utilização de fluidos refrigerantes em sistemas frigoríficos. Os fluidos refrigerantes de baixo impacto ambiental devem ter a sua utilização maximizada.