Comparação do desempenho do R-1234yf em substituição direta do R-134a em ar condicionado automotivo para máquinas agrícolas

Ar condicionado automotivo para máquinas agrícolas e fora de estrada, como tratores e colheitadeiras, apresenta algumas características particulares quando comparado com outros sistemas de ar condicionado para veículos. Velocidade do ar e temperatura para uma ampla faixa de condições ambientais, operação sob condições climáticas altamente transitórias e extremas, alta capacidade de resfriamento para atender elevadas cargas térmicas e proporcionar uma rápida diminuição da temperatura do ambiente do operador são características deste tipo de aplicação. O ciclo de trabalho do compressor para este tipo de veículo está diretamente relacionado com a rotação do motor. Neste trabalho foram realizados experimentos para comparar o desempenho de um ar condicionado automotivo típico para veículos off-road com capacidade nominal de 6,7 kW, desenvolvido para operar originalmente com R-134a, comparando sua performance na substituição direta pelo R-1234yf. O sistema consiste basicamente de um compressor de deslocamento fixo, uma válvula de expansão termostática, um condensador de micro-multi canais e um evaporador tubo aleta. O sistema foi instalado em uma bancada experimental e os principais parâmetros do sistema avaliados em diferentes cargas de refrigerante para uma velocidade fixa do compressor de 3500 rpm, com objetivo de verificar a carga ótima de cada refrigerante. Os parâmetros de ciclo, como capacidade do evaporador, COP, potência de compressão, taxa de compressão, sub-resfriamento no condensador, superaquecimento no evaporador, queda de pressão nos trocadores de calor e linha de sucção, as temperaturas de saída do evaporador no lado ar e taxa de fluxo de massa são comparados. A carga de refrigerante ideal para R-1234yf foi encontrada com 50 g a mais do que com R-134a. Os resultados experimentais com o sistema funcionando com a carga de refrigerante ideal, indicam que para várias condições de temperaturas de entrada do ar no evaporador, umidade relativa de 43% e temperatura de entrada do ar no condensador em 35 ºC, o sistema funcionando com o R-1234yf tem valores de capacidade do evaporador e COP menores. O R-1234yf também apresenta um maior grau de sub-resfriamento, maior superaquecimento e maior queda de pressão no evaporador e na linha de sucção do que o R-134a. A relação de compressão e a potência consumida pelo compressor para R-1234yf é mais favorável.