O sistema de refrigeração é mais complexo do que parece. Nele ocorrem diversos fenômenos físicos e termodinâmicos, a cada etapa do ciclo. O flash gas (ou gás flash), é um dos fenômenos que chamam a atenção dos técnicos e engenheiros responsáveis pelos sistemas, uma vez que influencia diretamente na eficiência do sistema e na confiabilidade operacional.
Em suma, esse comportamento altera variáveis do fluido refrigerante e implica em desperdício de capacidade de refrigeração, falhas em dispositivos de expansão e aumento no consumo energético. Haja vista a sua relevância, o presente texto trata de explicar melhor o que é o flash gas, suas causas, como o fenômeno atrapalha o desempenho global dos equipamentos e como impedi-lo ou mitigá-lo no sistema.
O que é o flash gas?
Expressões em inglês nem sempre descrevem algo intuitivo. Este é o caso do flash gas, que não tem tradução para o português senão como “gás flash”. Mas, essa dúvida acaba agora. O gás flash (ou flash gas) é o resultado da ebulição prematura do refrigerante líquido, que ocorre devido às variações de pressão e temperatura que deslocam o fluido para a região de saturação.
Meio confuso? Não tem problema, trazemos a prática para essa explicação. Em meios práticos, o fluido que deveria chegar à válvula de expansão como líquido sub-resfriado, chega como uma mistura bifásica líquido-vapor. E, como você sabe, o projeto de sistemas de refrigeração preza pela previsão do processo e dos seus respectivos comportamentos, de forma que o fluido refrigerante sempre entre em determinado componente do sistema da forma que deveria.
Neste caso em que o fenômeno ocorre, o comportamento é, como esperado, indesejado. Essa condição reduz o controle do processo de expansão e prejudica o aproveitamento energético no evaporador. E não, o gás flash não é o mesmo que falta de condensação, como muitos pensam. Mesmo com um condensador operando corretamente, o fenômeno do gás flash pode ocorrer por alguns motivos, como:
- Projeto inadequado de tubulações;
- Má absorção de calor (também erro de projeto);
- Deficiência no sub resfriamento.
Mas, espera. Não trouxemos você a este texto para pararmos por aqui. Vamos conhecer alguns detalhes sobre a causa desse fenômeno indesejado!
Principais causas do flash gas
Vamos entender um pouco melhor como o flash gas pode surgir.
Entre os mais comuns estão:
- Perdas de pressão na linha de líquido: tubulações muito longas, diâmetros reduzidos ou excesso de conexões criam pontos de queda de pressão, favorecendo a mudança de fase;
- Absorção de calor: isolamento mal executado ou ausência de proteção térmica permite que o fluido líquido absorva calor ambiente, chegando próximo ao ponto de saturação;
- Falta de sub-resfriamento: quando o líquido condensado não é resfriado abaixo da temperatura de saturação, basta uma pequena queda de pressão para iniciar a formação de vapor;
- Excesso de desnível geométrico: evaporadores localizados muito acima do condensador/receptor podem induzir o surgimento de bolhas pela diferença de coluna de pressão;
- Qualidade do refrigerante: vazamentos, contaminações ou uso de mistura inadequada podem alterar as propriedades termodinâmicas do fluido, aumentando a instabilidade.
Então, isoladamente ou em conjunto, esses fatores podem induzir ao gás flash que reduz a confiabilidade do sistema.
Como identificar a presença de flash gas
Pois bem, agora que você sabe do que se trata o gás flash e quais as suas causas, chegou o importante momento de saber como identificá-lo. A presença de flash gás pode ser detectada por alguns sinais:
- Bolhas ou espuma visíveis no visor de líquido;
- Superaquecimento elevado no evaporador, mesmo com carga de refrigerante aparentemente correta;
- Ruídos característicos na válvula de expansão, como assobios ou vibrações;
- Perda de capacidade de refrigeração, obrigando o compressor a operar mais tempo para entregar a mesma carga térmica.
E, como você sabe que a pressão e temperatura são alterados pelo fenômeno. Portanto, considere esses dois indicadores também para identificar falsos sub-resfriamentos, já que parte da energia está sendo usada para manter a vaporização indesejada.
Impactos do flash gas no desempenho do sistema e como preveni-lo
A perda de capacidade está entre os impactos que o flash gás causa. No entanto, ele também pode interferir diretamente em diferentes componentes.
Válvula de expansão
O dispositivo de expansão é projetado para receber líquido. Mas, ao receber uma mistura bifásica, o dispositivo perde a precisão de controle. Isso resulta em falhas de regulagem e maior superaquecimento.
Evaporador
Visto que o dispositivo de expansão vai ser comprometido, tem-se que o evaporador vai ser influenciado pelo menor volume de líquido refrigerante entrando.
Assim, a troca térmica é reduzida, diminuindo a eficiência de absorção de calor.
Compressor
O compressor, sendo o coração do sistema, deve compensar as perdas de capacidade, operando por mais tempo e em condições de maior esforço. Isso aumenta coisas que vão incomodar o seu bolso: o consumo elétrico e a frequência de manutenção.
Sistema em geral
Com a maior produção de entropia e afastamento da eficiência ideal do ciclo, obtém-se um COP (Coeficiente de Performance) inferior.
Estratégias de prevenção
Evitar a formação de flash gas exige atenção desde o projeto até a operação. Algumas boas práticas incluem:
- Subresfriamento do líquido: utilizar trocadores de calor internos, seções dedicadas no condensador ou até mesmo sistemas de subresfriamento ativo para garantir margens seguras;
- Receptores de líquido: ajudam a estabilizar a linha de líquido e reduzir a formação de vapor antes da válvula de expansão;
- Dimensionamento adequado da tubulação: manter velocidades de escoamento próximas a 1 m/s na linha de líquido, evitando quedas de pressão excessivas;
- Isolamento térmico eficiente: proteger as tubulações contra fontes externas de calor;
- Controle de qualidade do refrigerante: monitorar possíveis vazamentos, contaminações ou alterações químicas na mistura;
- Atenção ao posicionamento de evaporadores: evitar desníveis verticais exagerados em relação ao condensador.
Relação com o processo de degelo por gás quente
É possível ocorrer o flash gás, especialmente em evaporadores industriais durante ciclos de degelo. Ao drenar o líquido, o diferencial de pressão e temperatura pode provocar a vaporização instantânea de parte do fluido.
Para enfrentar esse desafio, a Danfoss desenvolveu o módulo de degelo ICFD, baseado no método de drenagem de líquido. Por meio dessa solução, o fluxo de gás quente é controlado precisamente, reduzindo perdas por flash gas e garantindo que o degelo ocorra com maior eficiência e menor consumo de energia. Além disso, o ICFD contribui para a proteção dos compressores e prolonga a vida útil do sistema. Esse exemplo mostra que a linha de líquido merece atenção, mas que em situações especiais, como a de degelo, também pode ocorrer o flash gas.
Conclusão
Em alguns pontos do ciclo, o flash gas é um fenômeno inevitável, mas altamente indesejado quando ocorre na linha de líquido antes da válvula de expansão.
Por isso, compreender e controlar o flash gas é uma medida estratégica para prolongar a vida útil dos equipamentos e garantir maior desempenho dos sistemas de refrigeração.
