Desenvolvimento de um condensador cascata de CO2 e R-404A
Abstract
Em um sistema de refrigeração subcrítico de cascata simples, que utiliza o CO2 como fluido refrigerante no lado de baixa pressão operando por expansão direta, é necessário um trocador de calor para realizar a condensação. Esse condensador, do tipo casco e tubo de dois passes nos tubos e um passe no casco, que condensa e subresfria o R-744 (CO2) superaquecido no interior dos tubos à custa da energia cedida ao fluido refrigerante R-404A, o qual evapora no lado do casco. O presente estudo teve por objetivo, determinar o coeficiente global de transferência de calor do equipamento, por meio de uma forma construtiva ideal baseada na norma TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association), para que o R-404A execute a mudança de estado físico do dióxido de carbono pela transferência de calor. Para atingir a meta traçada foi utilizada a metodologia encontrada na literatura pertinente e baseada nos cálculos especificados. A apresentação do estudo é realizada pelo desenvolvimento matemático, utilizando as correlações de Palen para o lado do casco e para o interior dos tubos as correlações descritas por Gnielinski e Iqbal e Bansal (2011). O equipamento resultante teve um coeficiente global de transferência de calor de 431 W/m²·K, para uma superfície de troca térmica de 5,49 m², suficiente para realizar a troca térmica de 28,25 kW. Os resultados são comparados à bibliografia utilizada e a um trocador de calor a placas, mostrando ser esse mais compacto, embora mais frágil e com maior perda de pressão (sic).