Conclusão é de estudo realizado por pesquisadores do Brasil, México e Finlândia
Artigo mostra que o HFO R1234yf melhora funcionamento do motor.
O R1234yf é um HFO (hidrofluorolefina) de baixo PAG com toxicidade e propriedades termodinâmicas semelhantes ao R-134A. Segundo *artigo, o HFO R1234yf tem índice de inflamabilidade mais baixo, permite condições de operação mais seguras e melhora o funcionamento do motor.
Com temperatura crítica mais baixa (368 K) em relação aos usados em sistemas de Ciclo Rankine Orgânico (ORC), o R1234yf é um substituto potencial para HFCs (hidrofluorcarbonetos). O artigo diz que é mais eficiente em termos de energia nos sistemas ORC, operando na faixa de menor temperatura como fonte de calor.
Redesenhar ou adicionar componentes à configuração ORC, como pré-aquecedores, reaquecedores ou trocadores de calor internos, melhoram a eficiência térmica e a saída de energia. Assim, as propriedades do R1234yf resultam em melhor desempenho térmico.
Os sistemas ORC baseados na recuperação de energia residual dos motores de combustão interna representam um grande foco de pesquisa em termos de desempenho do R1234yf. Com esse efeito, apenas 40% da energia do combustível é convertida em energia útil para o veículo.
Enquanto o 60% restante é desperdiçado nos gases de escape e no sistema de arrefecimento do motor. O calor residual dos gases de exaustão atinge temperatura acima de 200°C. Para efeito de comparação, o sistema de refrigeração está na faixa de 80 a 120°C.
Portanto, os sistemas ORC são adaptados para recuperação de calor residual, sendo uma tecnologia promissora que oferece alta eficiência com configuração simples.
R1234yf tem melhor desempenho energético
No estudo, um ORC foi termoeconomicamente otimizado para recuperação de calor de um motor a diesel para aplicações marítimas. Em condição operacional e temperatura de entrada da turbina de 110°C, o R1234yf alcançou desempenho melhor comparado aos demais fluidos analisados: R1234ze, R152a, R600a e R245fa.
A potência líquida gerada foi de 320,3 kW, com uma eficiência térmica de 9,45%, sendo a mais alta. Para a faixa de pressão de 0,4 a 3 MPa, o R1234yf ofereceu valores de potência de saídas maiores. No entanto, os custos operacionais eram mais elevados para o R1234yf na comparação.
Em sistemas ORC para a recuperação de calor residual de motores de combustão interna, os trocadores de calor requerem maiores custos de investimento, especialmente quando equipamentos adicionais são incluídos, tais como pré-aquecedores, trocadores de calor internos e reaquecedores.
São realizadas pesquisas limitadas sobre outros sistemas ORC baseados em energia geotérmica ou solar. Nos poucos estudos sobre o uso em sistemas ORC, o R1234yf apresentou o melhor desempenho energético em comparação aos refrigerantes ecologicamente corretos.
O uso do R1234yf e suas misturas produziram resultados desfavoráveis em termos de desempenho em relação às pesquisas sobre a aplicação da energia solar em sistemas ORC.
Conheça o Ciclo Rankine Orgânico (ORC)
Para entender melhor, o Ciclo Rankine Orgânico (ORC) é denominado pelo uso de fluido orgânico de alta massa molecular na mudança de fase líquido-vapor ou no ponto de ebulição. Isso ocorre a uma temperatura mais baixa comparada à mudança de fase de água para vapor.
O fluido permite o Ciclo Rankine de recuperação de calor a partir de fontes de temperaturas inferiores. Dentro disso estão combustão de biomassa, industrial de calor perdido, calor geotérmico, lagos solares, entre outros. O calor de baixa temperatura é convertido em trabalho útil, que pode ser convertido em eletricidade.
*O artigo citado no texto foi escrito por Juan García Pabón, Dario Méndez, Juan Belman Flores, Juan Barroso Maldonado e Ali Khosravi, profissionais de universidades e centros de pesquisa do Brasil, México e Finlândia.
Redação WebArCondicionado
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