Hidrocarbonetos

Propriedades gerais

Os seguintes tipos de hidrocarbonetos são comumente usados como refrigerantes:

  • Propano R290
  • Isobutano R600a
  • Propileno R1270

Diversos outros hidrocarbonetos, como misturas contendo etano, propano ou butano, também são utilizados como refrigerantes.

O propano tem sido discutido desde o final da década de 1980 como substituto para CFCs e principalmente para R22 (HCFC). A não ser por sua alta inflamabilidade, o R290 tem propriedades muito semelhantes às do R22. Ele tem uma longa história na refrigeração e, portanto, é um candidato interessante. No entanto, a inflamabilidade tem limitado seu uso. Enquanto o isobutano (R600a) foi introduzido em eletrodomésticos em algumas partes do mundo desde o início da eliminação gradual dos CFCs, o R290 foi introduzido posteriormente e substituiu o R134a, R22 ou R404A em uma ampla gama de equipamentos.

Eficiência

Os hidrocarbonetos têm excelentes propriedades termodinâmicas e, nesse aspecto, são tão bons quanto ou até melhores que os refrigerantes HCF ou HCFC na maioria das aplicações.

Segurança

Os hidrocarbonetos são altamente inflamáveis e devem ser manuseados com cuidado. Se forem utilizados com responsabilidade, os hidrocarbonetos podem ser empregados em diversas aplicações de refrigeração e ar condicionado. Para garantir a segurança, as aplicações de hidrocarbonetos são regidas por várias regulamentações e normas internacionais, regionais e nacionais. Hidrocarbonetos poderão representar um risco de explosão apenas se a concentração estiver entre os limites de inflamabilidade inferior e superior. Ultimamente, as normas de segurança vêm se desenvolvendo rapidamente, e isso é necessário para explorar todo o potencial desses refrigerantes. As principais normas são IEC 60335-2-40, IEC 60335-2-89, ISO 5149 e EN378.

Ao seguir as normas de segurança, a concentração de refrigerante vazado não ficará acima do LFL, no qual as fontes de ignição podem inflamá-lo, mesmo em situações extremas. As precauções de segurança necessárias e o design do sistema dependem da carga de refrigerante. Em geral, devem ser evitadas fontes de ignição no interior da aplicação. A maioria dos hidrocarbonetos não é tóxica, com o principal risco de segurança proveniente da sua inflamabilidade, embora os hidrocarbonetos gasosos sejam mais pesados que o ar e desloquem o ar nos pulmões.

    R600a   R290
Limite inferior de inflamabilidade (LFL) 1 .8% aprox: 38 g/m3 2 .1% aprox: 38 g/m3
Limite superior de inflamabilidade (UFL) 8 .5% aprox: 203 g/m3 9 .5% aprox: 171 g/m3
Temperatura de ignição automática 494 °C      
Limite superior e inferior de inflamabilidade        

Somente pessoas autorizadas e certificadas para a instalação e manutenção de sistemas de refrigeração contendo refrigerantes inflamáveis devem se envolver na instalação e manutenção.

Impacto ambiental

Os hidrocarbonetos pertencem ao grupo dos refrigerantes naturais e têm zero potencial de deterioração do ozônio e potencial de aquecimento global insignificante. Como regra, hidrocarbonetos são subprodutos da indústria petroquímica.

Pressão e temperatura

As propriedades de refrigeração de hidrocarbonetos, como pressões, relações de pressão e temperaturas de descarga, são bastante semelhantes às de HCFCs ou HFCs em muitos aspectos.

Propriedades químicas

Os hidrocarbonetos mais frequentemente utilizados (propano e isobutano) são compatíveis com óleos e materiais padrão usados com HFCs. Uma exceção é o propileno, que não é compatível com neoprene. Consequentemente, o-rings especiais precisam ser usados com esse refrigerante.

Aspectos econômicos

O custo relativo de um sistema que utiliza hidrocarbonetos depende, em grande parte, da aplicação. Em aplicações residenciais e comerciais leves, o custo do sistema é semelhante ao de sistemas com HFCs. Em aplicações de refrigeração comercial e industrial, sistemas com HCs tendem a ser relativamente caros devido à necessidade de gabinetes à prova de explosão para equipamentos elétricos, embora para chillers colocados ao ar livre o custo adicional de segurança seja menor.

Aplicações típicas

As aplicações típicas para hidrocarbonetos são:

  • Refrigeradores e congeladores domésticos
  • Resfriadores de garrafas
  • Freezers de sorvetes e freezers comerciais
  • Refrigeradores comerciais
  • Expositores de cerveja
  • Máquinas distribuidoras de bebidas
  • Desumidificadores
  • Bombas de calor
  • Refrigeração para supermercado (em conjunto com refrigeração secundária ou como estágio de alta temperatura em um sistema de CO2 em cascata)
  • Pequenos sistemas de ar condicionado
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