Durante muitos anos, o R-22 foi o principal fluido refrigerante utilizado em sistemas de ar condicionado, bombas de calor residenciais e comerciais, sistemas de refrigeração de supermercados, resfriadores de líquido instalados em prédios comerciais ou fábricas e equipamentos de refrigeração industrial.
Por conter cloro em sua composição, o R-22 é uma substância nociva à camada de ozônio. A molécula deste hidroclorofluorcarbono (HCFC) ainda tem um potencial de aquecimento global (GWP, em inglês) 1.857 vezes maior que a do dióxido de carbono (CO₂).
Em 2010, o R-22 foi banido dos novos equipamentos nos países desenvolvidos, onde até 2020 ele deverá ser eliminado totalmente. No caso do Brasil e de outros países em desenvolvimento, este prazo se estenderá até 2040.
Atualmente, o governo brasileiro vem diminuindo as cotas de importação do R-22, o que tem tornado o fluido cada dia mais escasso no mercado.
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Assim como no resto do mundo, por aqui ainda há um imenso parque instalado a ser convertido nos próximos anos para operar com novos fluidos refrigerantes alternativos ao R-22 que não degradam a camada de ozônio. Entretanto, o maior desafio é promover tal mudança evitando o aumento dos custos de manutenção.
Considerando este cenário, o Ministério do Meio Ambiente e a agência alemã de cooperação internacional (GIZ, em alemão) vão treinar e capacitar mais de nove mil refrigeristas até 2021, durante a segunda fase do Programa Brasileiro de Eliminação dos HCFCs (PBH), visando promover a atualização do parque nacional e conter vazamentos.
Aliás, as primeiras turmas já estão sendo qualificadas pela Escola Senai “Oscar Rodrigues Alves”, em São Paulo.
Substituto versátil
O R-410A é uma mistura binária à base de hidrofluorcarbonos (HFCs) amplamente adotada para substituir o R-22 em aplicações como refrigeração comercial, bombas de calor e novos equipamentos de ar condicionado residencial.
Algumas alternativas disponíveis para substituição do R-22 exigem um novo projeto ou a troca de diversos componentes do sistema; por isso, é comum sua aplicação exclusivamente em novos equipamentos.
É o caso, por exemplo, do R-410A – o retrofit do R-22 para R-410A não é indicado, pois o R-410A trabalha com pressões muito superiores às do R-22, o que requer o desenvolvimento de um novo projeto.
Se um sistema com R-22 precisa ser adaptado para funcionar com um fluido refrigerante diferente, recomenda-se escolher um substituto que tenha propriedades similares.
Neste cenário, um dos substitutos mais versáteis para o R-22 disponíveis hoje em dia é, certamente, o R-438A, uma mistura à base de HFCs fabricada pela Chemours.
Comercializado como Freon MO99, esse fluido refrigerante pode ser usado tanto em sistemas de ar condicionado (alta temperatura) quanto em equipamentos de refrigeração de média e baixa temperatura com expansão direta (DX).
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Além do óleo mineral, o Freon MO99 é compatível com alquilbenzeno (AB) e poliol éster (POE) nestas três faixas de temperatura, o que significa que, na maioria dos casos, não é preciso substituir o lubrificante do sistema no caso de retrofit do R-22.
“Os substitutos do R-22 não podem trabalhar com pressões muito diferentes das do projeto original do sistema de refrigeração”, lembra o engenheiro mecânico Edson Girelli, da Girelli Refrigeração.
“Sempre que possível, também é preferível usar o mesmo lubrificante. Além disso, a regulagem ou as medidas dos elementos de expansão não devem ser minimamente alteradas, a fim de tornar o retrofit mais econômico para o cliente e menos complexo para a equipe técnica envolvida”, acrescenta.
Segundo ele, fluidos refrigerantes como o R-438A possuem essas características.
Conhecendo melhor o Freon MO99
O Freon MO99 é um blend atóxico composto por R-32 (8,5%), R-125 (45%), R-134a (44,2%), R-600 (1,7%) e R-601a (0,6%).
O R-600 é o hidrocarboneto (HC) butano e o R-601a é o HC isopentano. Estes dois HCs constituem uma porcentagem muito ínfima da mistura total, mas esta pequena quantidade ajuda a diluir o óleo mineral e a reduzir sua viscosidade, o que facilita o retorno do lubrificante para o cárter do compressor.
Segundo a Chemours, essa característica foi projetada intencionalmente para a mistura ser compatível com o óleo mineral. Devido às pequenas porcentagens destes dois HCs, o Freon MO99 não é inflamável.
Tal como acontece com a maioria dos blends quase azeotrópicos, o R-438A não é recomendado para utilização em sistemas com evaporador inundado ou compressor centrífugo, uma vez que a diferença de composição vapor/líquido associada ao glide de temperatura pode afetar o desempenho das máquinas.
De acordo com seu guia de retrofit, ele não degrada a camada de ozônio, por ser um HFC, e seu GWP é 42% menor que o do R-404A.
O R-438A tem características semelhantes de pressão e entalpia em comparação com o R-22 em aplicações de baixa e média temperatura e ar condicionado.
Para a maioria dos sistemas, o R-438A pode apresentar taxas de eficiência energética (EERs) muito próximas às do R-22, e as válvulas de expansão termostáticas (TXVs) existentes podem continuar sendo usadas após mínimos ajustes para a configuração do superaquecimento.
Confira, a seguir, um resumo das etapas básicas do retrofit do R-22 para Freon MO99:
• Estabeleça a referência de desempenho do sistema;
• Recolha o R-22;
• Substitua as vedações elastoméricas e o filtro secador;
• Evacue o sistema e verifique se há vazamentos;
• Carregue o sistema com o R-438A. Uma vez que o Freon MO99 é uma mistura de refrigerante quase azeotrópica, ele deve ser carregado na fase líquida. A carga inicial deve ser de aproximadamente 90% da carga-padrão para o R-22, e a carga final deverá ser de aproximadamente 95%;
• Inicie o sistema e monitore as temperaturas e as pressões;
• Ajuste a válvula de expansão térmica e/ou a quantidade de carga para atingir o superaquecimento ideal;
• Monitore o nível de óleo do compressor e, se necessário, faça a adição a mantê-lo adequado;
• Otimize o setpoint do sistema, se necessário.
Benefícios do retrofit do R-22 para Freon MO99
De acordo com a Chemours, o R-438A pode ser usado como substituto do R-22 em aplicações de ar condicionado e refrigeração com adequações mínimas nestes sistemas. Os benefícios deste retrofit incluem:
• Não exige troca de válvulas de expansão ou outros componentes mecânicos;
• Não exige troca de óleo na maioria dos casos;
• Recomenda-se a troca do filtro secador, podendo ser utilizado um filtro secador padrão;
• Requer somente ajustes mínimos no setpoint dos componentes do sistema;
• Mantém, na maioria dos casos, desempenho similar ao do R-22 em termos de capacidade de refrigeração e eficiência energética;
• Trabalha a temperaturas de descarga mais baixas que as do R-22, prolongando a vida útil do compressor;
• Baixo custo inicial para aplicações de ar condicionado e refrigeração;
• Não tem seu uso restrito pelo Protocolo de Montreal, pois possui potencial zero de degradação da camada de ozônio;
• Seu potencial de aquecimento global (GWP) é 42% inferior ao do R-404A.
Considerações importantes sobre o retrofit do R-22
O R-22 interage de forma relativamente forte com muitos elastômeros, causando extensa dilatação, o que compromete a vedação em sistemas de refrigeração. Por isso, como boa prática de refrigeração, é sempre recomendado que qualquer manutenção contemple também a substituição das selagens elastoméricas expostas ao fluido.
Normalmente, os componentes afetados são partes como núcleos de válvulas Schrader, válvulas solenoide, válvulas esfera, vedações dos acumuladores de líquido e flanges de selagem. Ao se converter sistemas que funcionam com R-22 para operarem com HFCs, estas orientações devem ser seguidas.
Em alguns sistemas com configurações complexas de tubulação (como os que envolvem distâncias longas e altas perdas de carga), o retorno de óleo pode ser um problema em potencial e, nestes casos, é indicada a adição de POE.
Caso o nível de óleo caia continuamente ou sofra grandes oscilações durante o ciclo de operação, o POE deve ser adicionado aos poucos ao sistema. A adição inicial deverá ser de 10% a 25% da carga total de óleo. As adições seguintes a essa devem ser cada vez menores, até que o nível de óleo volte ao normal.
Por fim, os técnicos devem sempre consultar o fabricante do compressor e seguir à risca suas diretrizes e procedimentos específicos de retrofit antes de realizar qualquer serviço do gênero.
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