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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-4247-2511
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise experimental de fluidos refrigerantes alternativos ao R410A em sistema de ar condicionado
Alternate title (s): Experimental analysis of alternative refrigerants to R410A in air conditioning systems
Author: Panato, Victor Hugo
First Advisor: Bandarra Filho, Enio Pedone
First member of the Committee: Carvalho, Solidonio Rodrigues de
Second member of the Committee: Silva Junior, Washington Martins da
Third member of the Committee: Porto, Matheus Pereira
Fourth member of the Committee: Moreira, José Roberto Simões
Summary: Este trabalho apresenta uma análise experimental entre candidatos a fluidos substitutos do R410A, atualmente o refrigerante mais utilizado em sistemas de ar condicionado estacionário e que possui alta influência na problemática ambiental. Os fluidos refrigerantes, parte essencial do ar condicionado, compõem a lista de gases causadores do efeito estufa, que provoca o aquecimento do planeta. Desde o protocolo de Montreal, há fomento para eliminação de fluidos que prejudicam o meio ambiente. A análise por meio de testes práticos realizados em uma bancada experimental colabora na determinação do sucessor do R410A. O aparato experimental é composto por um compressor com capacidade de refrigeração de 17,5 kW acionado por inversor de frequência, trocadores de calor a placa, válvula de expansão eletrônica e instrumentação adequada para mensuração dos resultados. A metodologia de análise de impacto ambiental utilizada neste trabalho permite comparar o efeito de cada fluido, não apenas pelo prisma das propriedades do refrigerante, mas também por meio do desempenho energético, o qual prejudica o meio ambiente de forma indireta, associado ao processo primário de geração de energia elétrica. Durante a execução dos testes foram elaboradas propostas de fluidos alternativos, que possam se somar a outros fluidos que vêm sendo testados por diferentes metodologias. Verifica-se que os fluidos alternativos apresentam desempenho inferior ao R410A nos resultados termodinâmicos mas apresentam menor impacto ambiental para a aplicação desse trabalho. Destaca-se o resultado do R454B que apresentou o menor impacto ambiental de forma geral e o fluido proposto N2, com resultados similares aos outros candidatos e menor quantidade de fluidos inflamáveis em sua composição.
Abstract: This research presents an experimental analysis among candidates substitute fluids for R410A, currently the most used refrigerant in stationary air conditioning systems and which has a high influence on environmental problems. Refrigerant, an essential part of air conditioning systems, make up the list of greenhouse gases, which causes the warming of the planet. Since the Montreal Protocol the elimination of fluids that harm the environment has been promoted. The analysis by practical tests carried out on an experimental bench collaborates to determine the R410A substitute. The experimental apparatus consists of a compressor with a cooling capacity of 17.5 kW driven by a frequency inverter, plate heat exchangers, electronic expansion valve and proper instrumentation for measuring the results. The environmental impact analysis methodology used in this work allows comparing the effect of each fluid, not only by refrigerant properties but also through energy performance, which indirectly harms the environment, associated with the primary process of electrical energy generation. During the execution of the tests, two alternative fluid was proposed, which can be added to the other fluids that have been tested by different methodologies. It can be checked that the alternative fluids underperformed when R410A in the thermodynamic results but present less environmental impact on the application of this work. The research highlights the R454B result, had the lowest overall environmental impact and proposed fluid N2, which reached similar results to the other tested refrigerants and the lowest amount of flammable fluids in its composition.
Keywords: Fluidos alternativos
Alternative fluids
Baixo GWP
Low GWP
Impacto ambiental
Environmental impact
R410A
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::TRANSFERENCIA DE CALOR
Subject: Refrigeração
Ar condicionado
Impacto ambiental
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: PANATO, Victor Hugo. Análise experimental de fluidos refrigerantes alternativos ao R410A em sistema de ar condicionado. 2020. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.510.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.510
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30705
Date of defense: 31-Jul-2020
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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