Economia de energia: recursos e equipamentos para a redução de custos

Sabemos que em torno de 85% do consumo total de energia elétrica de um abatedouro provém de suas instalações frigoríficas. Com o elevado custo e demanda cada vez maior por energia elétrica, é muito importante otimizar o seu uso. Em grande parte das instalações atuais, entre 70% e 80% dos ganhos possíveis com eficiência energética podem ser obtidos com medidas relativamente simples, relacionadas à operação adequada do sistema de refrigeração. Outra parte dos ganhos pode ser obtida com a utilização de equipamentos e sistemas de controle e automação mais eficientes.

Algumas medidas importantes que podem ser adotadas são:

– Redução da pressão de condensação.

O valor ótimo da pressão de condensação depende da temperatura de bulbo úmido local, alguns autores citam uma temperatura de condensação entre 4,5 a 7,0 °C acima da temperatura de bulbo úmido. A eficiência do condensador evaporativo é o fator mais influente na escolha da pressão ideal, ou seja, quanta energia o condensador consome por unidade de calor rejeitado. Um condensador com ventiladores axiais consome menos energia por calor rejeitado que um condensador que utiliza ventilares centrífugos. É muito importante que os condensadores estejam bem dimensionados, possuam ventiladores e bombas de água eficientes, propiciem pouco arraste de água, e que possuam tratamento de água e manutenção adequados. Outros fatores devem ser levados em conta na escolha da pressão de condensação, como a qualidade do gás quente para o degelo, a pressão para o fornecimento de líquido aos resfriadores intermediários e separadores de líquido e o arraste de óleo pelos compressores.

– Otimização da pressão de sucção.

Tipicamente, um aumento de 1°C na temperatura de sucção aumenta a eficiência de compressão entre 2 a 3,5%. Em certas condições porém, pressões de sucção mais elevadas podem aumentar o consumo total de energia da instalação (somando-se a potência dos compressores com a dos ventiladores). Evaporadores e ventiladores eficientes e bem dimensionados permitem operar com pressões de sucção mais elevadas garantindo um ganho energético global na planta frigorífica. Outro exemplo de otimização da pressão de sucção ocorre no processo de resfriamento de carcaças de frango por imersão em água gelada, com a substituição do uso de gelo por trocadores de calor tubulares, os Retmac’s. Desta forma conseguem-se ganhos no COP deste sistema entre 15 e 25%, apenas com a alteração no regime de operação dos compressores, refletindo em um ganho total no processo de até 30% em alguns casos.

– Procedimentos de degelo eficientes.

Uma carga térmica considerável é acrescentada ao ambiente durante o processo de degelo de um evaporador. É muito importante que o processo de degelo seja bem projetado e programado, para não acrescentar calor além do necessário para um bom processo de degelo. Além disso, e talvez mais importante, é crucial tomar medidas para evitar ao máximo possível a entrada de umidade nos ambientes refrigerados.

– Uso de variadores de frequência.

O uso de inversores ou variadores de frequência é muito útil para o trabalho em condições de cargas térmicas parciais na planta, principalmente para compressores, condensadores, evaporadores e bombas de água ou fluidos refrigerantes secundários. Os máximos ganhos em eficiência normalmente ocorrem utilizando variadores de frequência em compressores, e trabalhando com baixas pressões de condensação. Especialmente nas condições climáticas encontradas no Brasil, os maiores ganhos são obtidos controlando-se a capacidade dos compressores, através de VFDs, e com os condensadores operando a plena capacidade.

– Adoção de sistemas supervisórios e de controle adequados.

Instalações de refrigeração industriais são sistemas dinâmicos, e estão sujeitos a condições de operação flutuantes: carga térmica, temperatura e umidade do ar externo, variações em processos e procedimentos produtivos, dentre outras variáveis. A forma com que a instalação é controlada, com ajustes dos setpoints de operação, controles de capacidade de equipamentos, partida e paradas de máquinas é muito importante e impacta fortemente na eficiência e consumo de energia elétrica da planta.

Os sistemas supervisórios atuais devem ser aptos a fazer os ajustes de forma eficiente, contínua e suave, sempre buscando o ponto de operação ótimo para cada circunstância.

– Supervisão remota da instalação.

Com os recursos de que dispomos atualmente, é possível a um time de especialistas atuar remotamente sobre os ajustes e procedimentos operacionais de uma instalação, dando suporte à equipe local. Em uma instalação frigorífica dotada dos sensores adequados e bem monitorada, uma equipe de especialistas dispõe de uma enorme quantidade de dados e informações, que dão subsídio a análises detalhadas e tomadas de decisões visando otimizar o desempenho e eficiência da instalação.

Autor do texto: Sérgio Godoy – Gerente de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) na Mebrafe Refrigeração Industrial, Me. Eng. Mecânica.