Refrigeradores e congeladores, equipamentos de armazenamento em baixa temperatura para uso doméstico e comercial, têm apresentado constantes evoluções na seleção de refrigerantes, centradas na "adaptação da eficiência de refrigeração" e nos "requisitos regulatórios ambientais". Os principais tipos e características em diferentes estágios estão altamente alinhados com as necessidades do equipamento.
Início da tendência dominante: Aplicação de refrigerantes CFC com “alta eficiência, mas alto risco à saúde”
Das décadas de 1950 a 1990, o R12 (diclorodifluorometano) foi o refrigerante predominante. Em termos de adaptabilidade aos equipamentos, as propriedades termodinâmicas do R12 atendiam perfeitamente às necessidades de armazenamento em baixas temperaturas – com uma temperatura de evaporação padrão de -29,8 °C, ele podia facilmente suprir as exigências de temperatura dos compartimentos de refrigeração (0-8 °C) e de congelamento (abaixo de -18 °C). Além disso, apresentava extrema estabilidade química e excelente compatibilidade com os tubos de cobre, as carcaças de aço e os óleos lubrificantes minerais presentes no interior dos refrigeradores, raramente causando corrosão ou obstruções nas tubulações, e garantindo uma vida útil do equipamento superior a 10 anos.
O R12 possui um valor de ODP de 1,0 (um indicador do potencial de destruição da camada de ozono) e um valor de GWP de aproximadamente 8500, o que o classifica como um potente gás de efeito estufa. Com a entrada em vigor do Protocolo de Montreal, o uso global de R12 em congeladores novos tem sido gradualmente proibido desde 1996. Atualmente, apenas alguns equipamentos antigos ainda contêm resíduos desse refrigerante e enfrentam o dilema da falta de fontes alternativas durante a manutenção.
Fase de transição: Limitações da “substituição parcial” por refrigerantes HCFC.
Para facilitar a eliminação gradual do R12, o R22 (difluoromonoclorometano) foi usado brevemente em alguns congeladores comerciais (como os de pequenas lojas de conveniência). Sua vantagem reside no fato de seu desempenho termodinâmico ser próximo ao do R12, sem a necessidade de modificações significativas no compressor e no projeto da tubulação do congelador, e seu valor de ODP (Potencial de Destruição da Camada de Ozônio) ser reduzido para 0,05, diminuindo significativamente sua capacidade de destruir a camada de ozônio.
No entanto, as desvantagens do R22 também são evidentes: por um lado, seu valor de GWP é de cerca de 1810, ainda classificado como um gás de efeito estufa de alto potencial, o que não está em consonância com a tendência de proteção ambiental a longo prazo; por outro lado, a eficiência de refrigeração (COP) do R22 é inferior à do R12, o que leva a um aumento no consumo de energia de cerca de 10% a 15% quando usado em refrigeradores domésticos, razão pela qual não se tornou a opção predominante para esse tipo de aparelho. Com a aceleração da eliminação global dos refrigerantes HCFC em 2020, o R22 praticamente deixou de ser utilizado em refrigeradores e congeladores.
I. Refrigerantes convencionais atuais: adaptação de HFCs e refrigerantes de baixo GWP a cenários específicos
Atualmente, a seleção de refrigerantes para refrigeradores no mercado apresenta características de “diferenciação entre uso doméstico e comercial, e equilíbrio entre proteção ambiental e custo”, dividindo-se principalmente em dois tipos principais, adaptando-se às necessidades funcionais de diferentes equipamentos:
1. Congeladores pequenos: “Dominância estável” dos refrigerantes
O R134a (tetrafluoroetano) é o refrigerante mais utilizado em refrigeradores atuais (especialmente modelos com capacidade inferior a 200 litros), representando mais de 70% do mercado. Suas principais vantagens de adaptação se refletem em três aspectos: primeiro, atende aos padrões de proteção ambiental, com um valor de ODP (Potencial de Destruição da Camada de Ozônio) igual a 0, eliminando completamente o risco de danos à camada de ozônio e atendendo aos requisitos básicos das regulamentações ambientais globais; segundo, seu desempenho termodinâmico é adequado, com uma temperatura de evaporação padrão de -26,1 °C, que, juntamente com o compressor de alta eficiência do refrigerador, pode atingir de forma estável a temperatura do compartimento de congelamento entre -18 °C e -25 °C, e sua eficiência de refrigeração (COP) é de 8% a 12% maior que a do R22, o que pode reduzir o consumo de energia do equipamento; Em terceiro lugar, possui segurança confiável, pertencendo à classe de refrigerantes A1 (não tóxicos e não inflamáveis). Mesmo que ocorra um pequeno vazamento, não causará riscos à segurança do ambiente doméstico, além de ter boa compatibilidade com as peças plásticas e o óleo lubrificante do compressor dentro do refrigerador, com uma baixa taxa de falhas.
Além disso, alguns refrigeradores domésticos de gama média a alta utilizam o R600a (isobutano, um hidrocarboneto) – um refrigerante natural com um potencial de destruição da camada de ozônio (ODP) de 0 e um potencial de aquecimento global (GWP) de apenas 3, apresentando um desempenho ambiental muito superior ao do R134a. Sua eficiência de refrigeração é de 5% a 10% maior, o que pode reduzir ainda mais o consumo de energia. No entanto, o R600a pertence à classe A3 de refrigerantes (altamente inflamáveis) e, quando sua concentração volumétrica no ar atinge de 1,8% a 8,4%, ele explode ao entrar em contato com uma chama. Portanto, seu uso é limitado a refrigeradores domésticos (a quantidade de carga é estritamente limitada a 50g-150g, muito menor do que a de equipamentos comerciais), e o refrigerador precisa ser equipado com dispositivos de detecção de vazamento (como sensores de pressão) e compressores à prova de explosão, com um custo 15% a 20% maior do que o dos modelos R134a, por isso não se popularizou completamente.
2. Congeladores comerciais / refrigeradores de grande porte: “Penetração gradual” de refrigerantes com baixo GWP (Potencial de Aquecimento Global).
Os congeladores comerciais (como os congeladores de ilha de supermercado) têm requisitos mais elevados de "proteção ambiental" e "eficiência de refrigeração" dos refrigerantes devido à sua grande capacidade (geralmente superior a 500 litros) e elevada carga de refrigeração. Atualmente, as principais opções dividem-se em duas categorias:
(1) Misturas de HFCs: “Adaptação de alta carga” do R404A
O R404A (uma mistura de pentafluoroetano, difluorometano e tetrafluoroetano) é o refrigerante mais utilizado em congeladores comerciais de baixa temperatura (como congeladores de congelamento rápido a -40 °C), representando cerca de 60% do mercado. Sua vantagem reside no excelente desempenho de refrigeração em baixas temperaturas: a uma temperatura de evaporação de -40 °C, a capacidade de refrigeração é 25% a 30% superior à do R134a, atendendo rapidamente às necessidades de armazenamento em baixas temperaturas dos congeladores. Além disso, pertence à classe A1 de refrigerantes (não tóxicos e não inflamáveis), permitindo cargas de até vários quilogramas (muito superiores às de refrigeradores domésticos), sem riscos de inflamabilidade, adaptando-se à operação de alta carga de grandes congeladores.
No entanto, as deficiências ambientais do R404A têm se tornado cada vez mais evidentes. Seu potencial de aquecimento global (GWP) é de 3922, o que o classifica como um gás de alto efeito estufa. Atualmente, a União Europeia e outras regiões emitiram regulamentações para restringir seu uso (como a proibição do uso de refrigerantes com GWP > 2500 em freezers comerciais recém-fabricados após 2022). Portanto, o R404A está sendo gradualmente substituído por refrigerantes com baixo GWP.
(2) Tipos de baixo GWP: “Alternativas ambientais” de R290 e CO₂
Em um contexto de regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, o R290 (propano) e o CO₂ (R744) surgiram como opções alternativas para congeladores comerciais, adaptando-se a diferentes necessidades em diversos cenários:
R290 (propano)Utilizado principalmente em pequenos congeladores comerciais (como congeladores horizontais de lojas de conveniência). Seu potencial de destruição da camada de ozônio (ODP) é zero e seu potencial de aquecimento global (GWP) é de aproximadamente 3, apresentando excelente proteção ambiental. Além disso, sua eficiência de refrigeração é de 10% a 15% superior à do R404A, o que pode reduzir o consumo de energia operacional de congeladores comerciais (equipamentos comerciais operam por mais de 20 horas por dia, e os custos com energia representam uma parcela significativa desse consumo). Por outro lado, o R290 pertence à classe A3 de refrigerantes (altamente inflamáveis), e a quantidade de carga precisa ser rigorosamente controlada, não ultrapassando 200 g (o que limita seu uso a congeladores de pequeno porte). Ademais, o congelador precisa utilizar compressores à prova de explosão, tubulações anti-vazamento (como tubos de liga de cobre-níquel) e sistemas de ventilação e dissipação de calor adequados. Atualmente, sua participação em congeladores de lojas de conveniência na Europa ultrapassa 30%.
CO₂ (R744)Utilizado principalmente em congeladores comerciais de temperatura ultrabaixa (como congeladores para amostras biológicas a -60 °C). Sua temperatura de evaporação padrão é de -78,5 °C, o que permite o armazenamento em temperaturas ultrabaixas sem a necessidade de um sistema complexo de refrigeração em cascata. Possui um potencial de destruição da camada de ozônio (ODP) de 0 e um potencial de aquecimento global (GWP) de 1, oferecendo proteção ambiental insubstituível, além de ser atóxico e não inflamável, com maior segurança que o R290. No entanto, o CO₂ possui uma baixa temperatura crítica (31,1 °C). Quando a temperatura ambiente ultrapassa 25 °C, a tecnologia de "ciclo transcrítico" é necessária, resultando em uma pressão do compressor no congelador de até 10-12 MPa, exigindo o uso de tubulações de aço inoxidável de alta resistência e compressores resistentes a altas pressões, com um custo 30% a 40% maior que o de congeladores com R404A. Portanto, atualmente é utilizado principalmente em cenários com requisitos extremamente elevados de proteção ambiental e baixas temperaturas (como congeladores para pesquisa médica e científica).
II. Tendências futuras dos refrigerantes: Baixo GWP e alta segurança tornam-se diretrizes centrais.
Em conjunto com as regulamentações ambientais globais (como o Regulamento de Gases Fluorados da UE e o plano de implementação do Protocolo de Montreal da China) e as atualizações tecnológicas dos equipamentos, os refrigerantes para refrigeradores e congeladores apresentarão três grandes tendências no futuro:
Refrigeradores domésticosO R600a está gradualmente substituindo o R134a – com o amadurecimento das tecnologias anti-vazamento e à prova de explosão (como novas fitas de vedação e dispositivos automáticos de corte de vazamento), o custo do R600a diminuirá gradualmente (espera-se uma queda de 30% nos próximos 5 anos), e suas vantagens de alta proteção ambiental e alta eficiência de refrigeração serão ainda mais destacadas. A expectativa é que a participação do R600a em refrigeradores domésticos ultrapasse 50% até 2030, tornando-se o principal refrigerante a substituir o R134a.
Congeladores comerciaisDesenvolvimento em duas frentes: misturas de CO₂ e HFOs – para congeladores comerciais de temperatura ultrabaixa (abaixo de -40 °C), a maturidade técnica do CO₂ continuará a melhorar (como compressores de ciclo transcrítico de alta eficiência) e o custo diminuirá gradualmente, com a proporção prevista para ultrapassar 40% até 2028; para congeladores comerciais de temperatura média (de -25 °C a -18 °C), o R454C (uma mistura de HFOs e HFCs, GWP ≈ 466) se tornará o principal refrigerante, com desempenho de refrigeração próximo ao do R404A, e pertencente à classe A2L de refrigerantes (baixa toxicidade e baixa inflamabilidade), sem restrições rigorosas quanto à quantidade de carga, equilibrando a proteção ambiental e a praticidade.
Padrões de segurança aprimoradosDa “proteção passiva” ao “monitoramento ativo” – independentemente de se tratar de equipamento doméstico ou comercial, os futuros sistemas de refrigeração serão geralmente equipados com funções de “monitoramento inteligente de vazamentos + tratamento automático de emergência” (como sensores de vazamento a laser para refrigeradores domésticos, alarmes de concentração e dispositivos de ligação de ventilação para congeladores comerciais), especialmente para refrigerantes inflamáveis como o R600a e o R290, para eliminar potenciais riscos de segurança por meios técnicos e promover a ampla popularização de refrigerantes com baixo GWP.
III. Prioridade da correspondência do cenário principal
Para atender às necessidades de diferentes usuários, os seguintes princípios podem ser seguidos na seleção de fluidos refrigerantes para refrigeradores:
Usuários domésticos: Prioridade é dada aos modelos R600a (equilibrando proteção ambiental e economia de energia) – se o orçamento permitir (200-500 yuans a mais que os modelos R134a), deve-se priorizar refrigeradores com a indicação “refrigerante R600a”. O consumo de energia desses refrigeradores é de 8% a 12% menor que o dos modelos R134a, e eles são mais ecológicos; após a compra, deve-se evitar que a parte traseira do refrigerador (onde fica o compressor) fique próxima a chamas e verificar regularmente a vedação da porta para reduzir o risco de vazamentos.
Usuários comerciais:Escolha de acordo com as necessidades de temperatura (equilibrando custo e proteção ambiental) – congeladores de temperatura média (como os de lojas de conveniência) podem optar por modelos R290, com custos de consumo de energia operacional mais baixos a longo prazo; para congeladores de temperatura ultrabaixa (como equipamentos de congelamento rápido), se o orçamento permitir, os modelos CO₂ são preferíveis, pois estão em consonância com as tendências das regulamentações ambientais e evitam o risco de eliminação gradual no futuro; se a sensibilidade ao custo a curto prazo for uma preocupação, os modelos R454C podem ser escolhidos como uma solução de transição, equilibrando desempenho e proteção ambiental.
Manutenção e substituiçãoUse rigorosamente o tipo de refrigerante original – ao fazer a manutenção de refrigeradores e congeladores antigos, não substitua o tipo de refrigerante arbitrariamente (como substituir o R134a pelo R600a), pois diferentes refrigerantes têm diferentes requisitos para o óleo lubrificante do compressor e a pressão da tubulação. O uso misto pode causar danos ao compressor ou falha na refrigeração. É necessário contatar profissionais para adicionar refrigerantes de acordo com o tipo indicado na placa de identificação do equipamento.
Data da publicação: 29/08/2025 Visualizações: