Condensadores para Supermercados

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1 Condensadores para Supermercados ECONOMIA DE ENERGIA EM REFRIGERAÇÃO PARA SUPERMERCADO COMPARATIVO ENTRE O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DO CONDENSADOR EM V ADIABÁTICO COM VARIADOR DE FREQÜÊNCIA E CONDENSADOR PLANO A AR REMOTO. Por Eng. Mecânico Marcelo Braga Atualmente a redução do consumo de energia elétrica é um aspecto fundamental no campo da refrigeração comercial, já que esta estratégia representa uma forma efetiva de melhorar a competitividade neste mercado. O condensador mais utilizado nos sistemas de refrigeração em supermercados é o condensador plano a ar remoto, entretanto, com os avanços tecnológicos surgem novos equipamentos com rendimentos superiores que visam a eficiência e a diminuição do consumo de energia elétrica. Objetivo: Este estudo tem como objetivo comparar o consumo de energia elétrica do condensador plano a ar remoto com o consumo do condensador em V adiabático com variador de freqüência (VAVF). Demonstrar que seu maior investimento inicial é compensador, devido ao seu menor consumo de energia elétrica, maior vida útil e melhor estabilização da pressão de condensação que contribui para conservação do equipamento e consequentemente reduz o custo de manutenção. 1

2 Material e Método: Será simulado um sistema de condensação em um supermercado situado na cidade de São Paulo, com carga térmica constante de kcal/h. Sabemos que na prática a carga térmica da loja varia, devido a degelos, temperatura do produto, etc. Mas para efeito de cálculo adotaremos a carga térmica constante. A tensão utilizada para os cálculos foi 380V. A variação da temperatura foi obtida em um intervalo de um ano, nos períodos da manhã, tarde e noite, considerando-se dias com e sem chuva. Os dados foram obtidos através do site: (site do governo do estado de São Paulo). Para o condensador plano a ar remoto, foi considerado o consumo de energia elétrica dos motores em relação à variação da temperatura ambiente isto é, com o aumento da temperatura ambiente, também aumenta o tempo de funcionamento dos motores. No condensador VAVF, foi considerado o consumo de energia dos seus motores elétricos e da bomba de água do sistema adiabático. O gasto com o consumo de água para o sistema adiabático, também foi considerado no custo mensal, que em relação ao consumo de energia elétrica é mínimo. Os condensadores foram dimensionados para uma temperatura de condensação de 45 C e temperatura máxima ambiente de 36 C. Para o sistema de condensação plano a ar remoto, foi dimensionado um condensador com 6 ventiladores de 900 mm e potência consumida de 1,58 KW cada motor. Sendo assim, quando utilizado os 6 ventiladores o consumo é de 9,51 KW, 4 ventiladores é de 6,34 KW e 2 ventiladores é de 3,17 KW. Devido à variação da pressão com relação a temperatura ambiente, será modulada a capacidade do condensador com 6, 4 e 2 ventiladores em operação, através de pressostatos. Para o sistema de condensação (VAVF) foi dimensionado um condensador com 3 ventiladores, com variador de freqüência de 800 mm e potência variando de acordo com a pressão em relação à variação da temperatura. O catálogo do fabricante dos motoventiladores EBMPAPST ( fornece a potência consumida dos equipamentos, demonstrado pelo gráfico e tabela a seguir: 2

3 Para uma temperatura máxima de 36 C ambiente, a rotação do motor também será máxima, e o sistema adiabático estará atuando ao máximo. À medida que esta temperatura vai diminuindo, o sistema adiabático vai sendo acionado com menor freqüência, até chegar a uma temperatura pré-determinada, em que não necessite mais o acionamento do sistema. A partir desta temperatura, o motor passa a modular e o consumo de energia elétrica varia de acordo com a temperatura. Funcionamento do condensador adiabático: O ar que entra no condensador, quente e insaturado, ao se encontrar com a névoa produzida pelo sistema, atende a energia necessária para a vaporização da água, processo que esfria o ar até a sua temperatura de saturação. Com este sistema adiabático temos uma maior eficiência energética. Dimensionamento do condensador: As características dos condensadores utilizados nesta análise foram obtidas do catálogo da Thermokey do Brasil ( indústria fabricante de condensadores e evaporadores. Dados utilizados neste estudo: Cidade: São Paulo; Temperatura de condensação: 45 C; Temperatura ambiente: 36 C; Refrigerante: R-22; Altitude: 760 m; Carga térmica da loja: kcal/h. 3

4 Cálculos: Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5 Onde: Qn = Capacidade nominal de condensação requerida Qe = Capacidade de evaporação C1 = Coeficiente relativo à temperatura de condensação C2 = Coeficiente relativo ao tipo de compressor C3 = Coeficiente relativo à diferença entre a temperatura de condensação e temperatura ambiente C4 = Coeficiente relativo à entrada de ar C5 = Coeficiente relativo à altitude Seleção de equipamento sem sistema adiabático, considerando: Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5 Modelo selecionado Thermokey - CS96-HE2, com 6 motoventiladores de 930mm de diâmetro. Para o sistema adiabático temos: Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5 Modelo selecionado Thermokey - CD83-ZD2, com 3 motoventiladores de 800 mm de diâmetro com variador de freqüência. Resultados: Consumo de energia elétrica mensal para cada condensador: 4

5 Consumo total de energia anual: Vantagens da utilização de motoventiladores com variador de freqüência: Sempre opera no sentido correto de rotação; Opera tanto em 50 Hz quanto 60 Hz com a mesma performance; Opera em uma larga faixa de tensão com a mesma performance; V Monofásico; V Trifásico; Opera muito mais frio; Maior estabilidade na pressão de condensação; Menor nível de ruído, principalmente à noite quando ele é mais perceptível e possivelmente incomodo. Esquema de controle de velocidade de motoventiladores com variador de frequência. 5

6 Conclusão: Tendo em vista uma crescente preocupação quanto ao consumo de energia, este estudo demonstrou que utilizando o condensador em V Adiabático com Variador de Freqüência a economia de energia elétrica compensou o maior investimento inicial. Se comparado um condensador VAVF a um condensador plano remoto, o custo do condensador VAVF é 40% maior, mas se comparado a um condensador remoto com nível de ruído silencioso a diferença no custo é de apenas 15%. Considerando o consumo de energia do condensador a ar remoto, kwh, como mostra no gráfico de consumo anual de energia, e o valor de R$0,20 / kwh, obtem-se: kwh x R$0,20 = R$10.500,00 (custo anual de energia elétrica). Agora considerando o consumo de energia do condensador VAVF, kwh, mostrado também no gráfico temos: R$0,20 x kwh = R$3.040,00. A economia é de aproximadamente R$7.000,00, em termos percentuais a redução é de 70% do consumo de energia. Comparando o investimento inicial versus a economia no consumo de energia elétrica, o retorno sobre o investimento do condensador VAVF é obtido em menos de 18 meses, e se comparado a um condensador com nível de ruído silencioso, o retorno é obtido em aproximadamente seis meses. Eng. Marcelo Braga Engenharia / Comercial THERMOKEY do Brasil - RTH Group Rua Major Vicente de Castro, 2777 Fanny CEP: Curitiba Paraná Brasil +55 (41) marcelo@thermokey.com.br Site: 6