Minimização da pegada de carbono dos sistemas de refrigeração

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Minimização da pegada de carbono dos sistemas de
refrigeração
Abordar os impactos ambientais negativos causados por combustíveis fósseis e refrigerantes
convencionais requer soluções alternativas e sustentáveis de resfriamento.
Crédito da imagem: NeONBRAND on Unsplash
Milhões de pessoas dependem de sistemas de ar condicionado e refrigeração, especialmente nas
regiões quentes do mundo. Mais e mais dispositivos de resfriamento estão sendo usados devido ao
crescimento populacional, ondas de calor extremas e maior modernização, o que está causando danos
invisíveis ao meio ambiente. Não só os refrigerantes tóxicos são os culpados, mas a demanda cada vez
maior e de alta energia dos aparelhos de ar condicionado. Hoje, os sistemas de refrigeração e
refrigeração em setores residenciais e industriais consomem cerca de 17% da eletricidade mundial.
De acordo com o professor Ahmad Sleiti, da Universidade do Qatar, apenas uma abordagem
multifacetada resolveria o dilema: melhorar o desempenho desses sistemas de resfriamento, usando
recursos de energia renovável, bem como a utilização de calor residual. Isso, diz ele, levará à redução
do consumo de combustíveis fósseis e a minimizar as emissões de gases de efeito estufa e produtos
químicos que destroem ozônio.
Sleiti e colegas de trabalho analisaram recentemente inovações e melhorias recentes em sistemas
modernos de refrigeração em um artigo publicado na revista Energy Research. As melhorias neste
campo da tecnologia têm sido feitas aumentando o desempenho através da otimização das condições
https://www.birmingham.ac.uk/Documents/college-eps/energy/Publications/2018-clean-cold-report.pdf
https://www.birmingham.ac.uk/Documents/college-eps/energy/Publications/2018-clean-cold-report.pdf
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de operação, seleção de fluidos de trabalho promissores, introdução de novas configurações ou
substituição do processo de compressão convencional.
Tecnologias de refrigeração diferentes
Existem várias tecnologias de refrigeradores, mas na maioria dos refrigeradores domésticos e
industriais, refrigeradores-congeladores e freezers, um ciclo de compressão de vapor é comumente
usado. Esses sistemas dependem do fato de que um líquido absorve o calor quando evapora e, quando
o líquido se condensa, libera calor. Cada técnica de resfriamento tem suas características e limitações –
alguns desses sistemas são atraentes em certas aplicações, enquanto menos atraentes em outros.
A comparação objetiva de características e limitações, no entanto, mostrou-se uma tarefa mais
complexa do que o esperado. “Os maiores desafios [este estudo] são as comparações técnicas entre
todos os sistemas de refrigeração termomecânicos existentes para determinar as vantagens e
desvantagens de cada sistema e seus vários layouts de integração”, disse Sleiti. “As principais
dificuldades estão em tomar uma decisão para os leitores sobre quais o sistema de refrigeração é
prático e pode ser implementado em aplicações reais em larga escala.”
Uma série de inovações promissoras e novas abordagens têm vindo a surgir nos últimos anos, mas
algumas das quais ainda não foram consideradas ao seu pleno potencial e outras são demasiado caras
para o uso na produção em massa.
Os sistemas de refrigeração ejetor, por exemplo, têm em seu estado atual de desenvolvimento uma
eficiência muito menor do que os sistemas de compressão de vapor, mas oferecem vantagens em
termos de simplicidade porque não têm partes móveis. Sua maior vantagem, no entanto, é a sua
capacidade de produzir refrigeração usando calor residual ou energia solar a temperaturas acima de
80oC. Testar o desempenho do ejetor com nanofluidos é uma das novas abordagens propostas para
melhorar seu desempenho.
A tecnologia Organic Rankine Cycle (ORC) é outro exemplo inovador baseado em um ciclo
termodinâmico, que em princípio funciona de forma semelhante a um processo típico de motor a vapor e
aplica líquidos orgânicos com baixa temperatura de evaporação como meio de trabalho. Aqui, são
necessários expansores de baixo custo, bem como fluidos de trabalho mais eficientes e seguros. A Sleiti
apresenta a proposta de desenvolver sistemas triplos que possam gerar refrigeração, aquecimento e
energia simultaneamente integrando os sistemas ORC e ejetor.
Embora tecnologias promissoras estejam sendo desenvolvidas, o presente estudo revelou que há falta
de validação experimental para esses novos sistemas alternativos. “Sem necessárias validações
experimentais para muitas melhorias teóricas, bem como uma investigação clara sobre a relação entre o
desempenho do ejetor e seus parâmetros geométricos e operacionais”, disseram os autores do artigo.
Agora, o professor Sleiti planeja construir um protótipo do sistema de refrigeração termomecânico que os
autores projetaram e testar o sistema sob condições controladas, em seguida, para demonstrar o
sistema operacional em condições reais.
Referência: A. K. Sleiti, et al., “Revisão de abordagens inovadoras de sistemas de refrigeração
termomecânicos usando calor de baixo grau”. Pesquisa Energética (2020). DOI: 10.1002/er.5556
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/er.5556
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