Sistemas de refrigeração secundária: regras para glicol, salmoura, CO2 e água gelada

O que é um sistema indireto

A norma EN 378-1 define um sistema de arrefecimento ou aquecimento secundário como aquele que utiliza um fluido para transferir calor do produto ou espaço para o sistema de refrigeração sem comprimir ou expandir esse fluido, aplicando-se a norma igualmente a esses sistemas ^[3]. Água gelada, glicol ou salmoura são canalizados para os permutadores de calor. O CO2 também pode ser utilizado como um secundário volátil: é bombeado em estado líquido, evapora parcialmente nos permutadores e é condensado pelo circuito primário, a pressões muito superiores às de um circuito de glicol.

As razões para esta escolha prendem-se com a reduzida carga de refrigerante num único local e com o afastamento de refrigerantes inflamáveis (A2L, A3) ou tóxicos (B2L, amónia) dos espaços ocupados. Em contrapartida, obtém-se uma diferença de temperatura adicional e maior consumo de energia de bombagem.

Como a EN 378-1 classifica os sistemas

A norma EN 378-1 classifica os sistemas de refrigeração na cláusula 5.4. Distingue os sistemas de libertação direta, onde o refrigerante em fuga pode atingir o espaço ocupado, dos sistemas indiretos, sendo dados exemplos de ambos na cláusula 5.5 ^[3]. A classe do sistema é utilizada em conjunto com a classe de localização e a categoria de acesso para determinar o limite de carga; consulte o artigo sobre a EN 378 e a ISO 5149.

Regulamento F-gas da UE (UE) 2024/573

O regulamento abrange os gases fluorados com efeito de estufa. A água, o glicol, as salmouras e o CO2 não se encontram entre eles, pelo que as obrigações se aplicam ao circuito de refrigeração ^[1]:

• Controlos de fugas a partir de 5 toneladas de CO2e de gases do Anexo I (Artigo 5.º, n.º 1), pelo menos a cada 12, 6 ou 3 meses a partir de 0, 50 e 500 t CO2e, ou a cada 24, 12 ou 6 meses com um sistema de deteção de fugas instalado (Artigo 5.º, n.º 6). As toneladas de CO2e correspondem à carga em toneladas multiplicada pelo GWP (Artigo 3.º) ^[1].
• Sistema de deteção de fugas a partir de 500 t CO2e em equipamentos fixos de refrigeração, ar condicionado e bombas de calor (Artigo 6.º, n.º 1) ^[1].
• Certificados (Artigo 10) para instalação, manutenção ou assistência técnica, reparação, desmantelamento e controlo de fugas. Manutenção ou assistência técnica significa o trabalho que implica abrir circuitos contendo gases fluorados, adicionar gás ou reparar fugas (Artigo 3.º, n.º 18). Os trabalhos apenas em bombas, filtros ou glicol não abrem o circuito frigorífico ^[1].

Onde o regulamento menciona sistemas indiretos

Um refrigerador de líquido (chiller) é um sistema único cuja principal função é arrefecer um fluido de transferência de calor, e o regulamento refere a água, o glicol, a salmoura e o CO2 como exemplos (Artigo 3.º, n.º 44) ^[1]. A unidade que serve o circuito secundário é, por conseguinte, habitualmente um chiller, abrangido pelo Anexo IV, ponto 7:

As alíneas b) a d) não se aplicam quando o gás fluorado é necessário para cumprir os requisitos de segurança no local. A proibição geral aplicável a outros equipamentos de refrigeração com GWP igual ou superior a 150 a partir de 1 de janeiro de 2030 (ponto 5, alínea c)) exclui os chillers ^[1].

Sistemas centralizados (multipack) e em cascata. Os sistemas centrais comerciais de refrigeração com uma potência igual ou superior a 40 kW que utilizem gases fluorados com um GWP igual ou superior a 150 são proibidos a partir de 1 de janeiro de 2022, exceto no circuito primário de sistemas em cascata, onde é permitido um GWP inferior a 1 500 (ponto 6) ^[1]. Neste caso, o circuito secundário é um circuito de fluido frigorigéneo de temperatura média cujo calor de condensação é absorvido pelo circuito primário, e não um circuito de salmoura (Artigo 3.º, n.º 35) ^[1].

Proibições de assistência. Desde 1 de janeiro de 2025, os gases com GWP igual ou superior a 2 500 não podem ser utilizados na assistência e manutenção de equipamentos de refrigeração, com exceção do gás reciclado ou regenerado até 1 de janeiro de 2030 (Artigo 13.º, n.º 3). A proibição de GWP igual ou superior a 750 a partir de 1 de janeiro de 2032 exclui os chillers (Artigo 13.º, n.º 5) ^[1].

Suíça: ChemRRV Anexo 2.10

A Suíça tem as suas próprias regras na ordenança sobre a redução de riscos relacionados com produtos químicos (Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung – ChemRRV, SR 814.81), Anexo 2.10. Estas dizem respeito a fluidos frigorigéneos estáveis no ar, como os HFC. A versão em vigor a partir de 1 de janeiro de 2027 menciona o circuito secundário (Kälteträgerkreislauf) ^[4]:

• A refrigeração comercial e industrial de alimentos autónoma ou com circuito secundário não pode ser colocada no mercado com um fluido frigorigéneo com GWP igual ou superior a 150 (secção 2.1, n.º 3, alínea b), subalínea 4) ^[4].
• Para o ar condicionado de edifícios e o arrefecimento de processos industriais, a proibição de GWP igual ou superior a 150 visa os sistemas de expansão direta (secção 2.1, n.º 3, alínea a), subalínea 5, e alínea c), subalínea 5) ^[4].
• O reenchimento com GWP igual ou superior a 750 é proibido na refrigeração alimentar e industrial e em pistas de gelo, mas o fluido frigorigéneo virgem continua a ser permitido em sistemas com circuito secundário (secções 3.3.1, n.º 2, e 3.3.2, n.º 2, alínea b)). Para outros sistemas, a proibição de fluido virgem inicia-se após 31 de dezembro de 2031 (secção 7, n.º 5) ^[4].

Equipamentos sob pressão: a diretiva aplicável aos equipamentos sob pressão (PED) no lado secundário

A Diretiva 2014/68/UE considera um fluido como líquido quando a sua pressão de vapor à temperatura máxima admissível TS é, no máximo, superior em 0.5 bar à pressão atmosférica. A água, o glicol e as salmouras cumprem normalmente este requisito. O Grupo 1 abrange fluidos inflamáveis, tóxicos e outros perigosos listados no Artigo 13.º, n.º 1, alínea a), bem como fluidos com uma TS superior ao seu ponto de inflamação; todos os outros pertencem ao Grupo 2 ^[2]. O Artigo 4.º, n.º 1, estabelece estes limites:

Um circuito de glicol com PS de 10 bar ou menos fica, portanto, fora do âmbito do Artigo 4.º, n.º 1, independentemente da sua dimensão. Esses equipamentos seguem uma boa prática de engenharia, são fornecidos com instruções e não ostentam marcação CE ao abrigo da diretiva (Artigo 4.º, n.º 3) ^[2]. O CO2 como fluido secundário pertence ao Grupo 2, mas segue os limites aplicáveis aos gases: a PS 40 bar, uma linha de DN 40 resulta em 1 600 bar e está abrangida ^[2]. Um evaporador ou permutador de calor de placas com várias câmaras é classificado pela câmara com a categoria mais elevada (Artigo 13.º, n.º 2) ^[2].

Glicol, salmouras e proteção da água

Os glicóis e as salmouras podem prejudicar a água e o solo. Podem aplicar-se normas nacionais relativas a substâncias perigosas para a água; consulte a autoridade ambiental local.

Lista de verificação prática

• Contabilize o CO2e apenas para o circuito de fluido frigorigéneo ^[1].
• Verifique se a unidade de refrigeração é um chiller (Artigo 3.º, n.º 44) e utilize o Anexo IV, ponto 7 ^[1].
• A abertura do circuito frigorífico requer um certificado de gases fluorados; os trabalhos apenas no lado da salmoura não exigem ^[1].
• Verifique a classe do sistema de acordo com as cláusulas 5.4 e 5.5 da norma EN 378-1 ^[3].
• Defina a PS no lado da salmoura e verifique se excede 10 bar; utilize os limites de gás para o CO2 ^[2].
• Na Suíça, verifique as regras do circuito secundário no Anexo 2.10 da ChemRRV ^[4].

Dimensione as tubagens, as bombas e a queda de pressão de um circuito de água ou glicol com a calculadora de Aquecimento e arrefecimento (hidrónica).