Hoje em dia, a refrigeração com amoníaco, também conhecido como NH3 ou R717, é uma das principais alternativas, mas porquê?
O amoníaco ou NH3 é um refrigerante natural do tipo L2, utilizado principalmente em grandes instalações industriais, conhecidas como chillers ou instalações de refrigeração. A tecnologia de refrigeração com NH3 destaca-se pelas suas excelentes propriedades termodinâmicas.
O seu desempenho permite a sua aplicação em temperaturas médias e baixas, atingindo temperaturas até -70 ºC.
Principais características do amoníaco | |
Fórmula química | NH3 |
Densidade do líquido a +20ºC | 610 kg/m3 |
Densidade do gás a +20ºC | 0,78kg/m3 |
Densidade relativa do gás (em relação ao ar) | 0,6 |
Ponto triplo | -77,7 ºC |
Temperatura de evaporação a 1,013 bar | -33,4 ºC |
Temperatura de ignição (DIN 51794) | + 651 ºC |
Concentração de explosivos em volume | 15-28% |
Concentração de explosivos por peso | 114-212,8 g/m3 |
Concentração explosiva em p.p.m. | 150000 – 280000 ppm |
Aumento de volume com mudança de estado | 800 vezes |
Muito solúvel em água (litros de NH3/litro de água) | 1140 a 0ºC |
Provoca queimaduras na pele |
Qualidade exigida do amoníaco para utilização como refrigerante | |
Pureza | 99,98% |
Teor máximo de água | 150 ppm |
Óleo usado | 3 ppm |
Indizível | 0,2 ml/g |
A refrigeração por amoníaco surge principalmente devido às consequências relacionadas com a utilização de refrigerantes de halocarbonetos (HFC, HCFC e CFC) que estes provocam:
Isto reforçou o objetivo do Acordo de Paris, que visa manter o aquecimento global abaixo dos 1,5°C a 2°C até 2100. Devemos também ter em conta que estas emissões serão cada vez mais restringidas a nível mundial até serem finalmente proibidas.
Para resolver a futura escassez de fluidos refrigerantes, foram consideradas e desenvolvidas duas possibilidades:
Os refrigerantes naturais não contribuem para a destruição da camada de ozono, o aquecimento global ou a segurança ecológica. Além disso, permite reduzir a sua contribuição indireta para o aquecimento global.
Os refrigerantes naturais atualmente utilizados são:
Além disso, existem também hidrocarbonetos HC: propano (R-290), propileno (R-1270), butano (R-600), isobutano (R-600a), etano (R-170).
A utilização de qualquer um destes fluidos pode envolver determinados riscos, mas estes serão controlados através de uma execução e manutenção correctas, com base na vasta experiência disponível e no cumprimento dos regulamentos, decretos e normas locais aplicáveis.
O amoníaco (NH3 ou R717) tem sido utilizado como fluido frigorigéneo desde o final do século XIX e continua a ser uma escolha popular hoje em dia, especialmente em aplicações industriais e comerciais. A sua utilização deve-se a uma série de benefícios e vantagens que o tornam uma alternativa atraente aos refrigerantes sintéticos.
A tecnologia de refrigeração com amoníaco ou NH3 apresenta as seguintes vantagens
A tecnologia de refrigeração com amoníaco ou NH3 apresenta as seguintes vantagens
O amoníaco desempenha um papel fundamental numa vasta gama de aplicações no domínio da refrigeração, garantindo a qualidade e a segurança dos produtos e dos processos. As suas principais funções incluem:
Em geral, o amoníaco tende a ser mais barato do que muitos outros refrigerantes sintéticos devido à sua disponibilidade e ao facto de ser um produto químico relativamente simples de produzir. No entanto, é importante notar que o preço do amoníaco pode flutuar devido a factores como a oferta e a procura no mercado global de produtos químicos, os custos de produção e de transporte, bem como os regulamentos governamentais que podem afetar a sua produção e utilização.
Por último, ao avaliar o preço do amoníaco na refrigeração, é importante considerar não só o custo inicial de aquisição, mas também os benefícios a longo prazo em termos de eficiência energética, manutenção e cumprimento das normas ambientais.
Instalação de refrigeração de NH3 | |
Horas anuais de “handling” (pessoal que trabalha na carga/descarga e outras actividades): | 3.840h |
Horas restantes por ano em regime de “manutenção” | 4.920h |
Capacidade de refrigeração | 1.200 kW |
Potência horária nominal absorvida pelos compressores | 325 kW |
Potência média anual absorvida pelos compressores em modo de manuseamento | 230 kW |
Potência nominal horária absorvida pelos equipamentos auxiliares (ventiladores, bombas, resistência eléctrica, etc.) | |
Potência média horária absorvida pelo equipamento auxiliar em modo de manuseamento | 38 kW |
Potência horária média absorvida pelos compressores em modo de manutenção (4.920h) | 120 kW |
Potência média horária absorvida pelo equipamento auxiliar em modo de manutenção (4,920h) | 22 kW |
Ciclo de vida considerado | 15 anos |
Custo atual da eletricidade | 0,11€/kWh |
Aumento anual do preço da energia | 3% |
Custo médio da eletricidade durante 15 anos | 0,14€/kWh |
Juro médio sobre o dinheiro | 5% p.a. |
Custos anuais de manutenção da instalação de refrigeração | 4% do preço de compra |
Cálculo do ciclo de vida. Instalação de refrigeração R717 – Análise económica.
Custos repartidos por 15 anos | |
Estudos anteriores: 30 000 euros | 2.000€ |
Instalação de refrigeração completa 940 000 euros com juros | 90.562€ |
Instalações auxiliares para a instalação de refrigeração 180.000€ (eletricidade, água, ar comprimido, etc.) | 17.342€ |
Custos médios anuais de energia durante 15 anos: 1.631.280 kW-h x 0,14€/kW | 228.379€ |
Custos de funcionamento da instalação de frio (1 operador 20% tempo) | 6.600€ |
Custos de manutenção (instalações de refrigeração e auxiliares) | 3.000€ |
Custos ambientais | 2.000€ |
Custos de desativação (60 000 €/15) | 4.000€ |
Custo anual total | 353.883€ |
Consumo de eletricidade em percentagem do consumo total: 65%. |
As medidas preventivas são essenciais para garantir o funcionamento fiável do equipamento ao longo da sua vida útil, assegurando simultaneamente o seu funcionamento com a máxima eficiência:
Além disso, em termos de segurança na área de trabalho, é importante tomar as medidas de segurança necessárias para garantir que, no caso de um acontecimento inesperado durante o processo de produção, a instalação seja segura e que a sobre-exposição do amoníaco ao ambiente possa ser evitada, o que poderia causar problemas de maior impacto na integridade da área de trabalho, bem como a perda do produto. Por outro lado, trata-se de um gás com um odor caraterístico e fácil de identificar.
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