Otimização do funcionamento de centrais frigoríficas de CO2 no regime transcrítico

• Autor(a) principal: Teixeira, João Pedro Sousa
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/18309
• topic: Instalação frigorífica; Otimização; Dióxido de Carbono; Regime transcrítico; Refrigeration installation; Optimization; Carbon dioxide; Transcritical regime

O dióxido de carbono, CO2, como fluido frigorigéneo, reúne todas condições impostas pela regulamentação para aplicações de refrigeração, no entanto, este fluido exige diversos cuidados na sua utilização, devido às elevadas pressões de operação. Deste modo, o número de instalações frigoríficas com funcionamento a CO2, tem vindo a aumentar nos últimos anos, sendo que, em climas mediterrânicos como em Portugal, verifica-se, que o funcionamento mais eficiente ocorre no regime transcrítico. A conceção e fabrico de centrais frigoríficas a operar com CO2 têm vindo a ser desenvolvidas, com o objetivo de simplificar, aumentar a segurança e aumentar a eficiência energética. Foi efetuado um estudo de otimização de quatro centrais frigoríficas existentes, aplicadas no setor de refrigeração comercial, que se focou na análise da viabilidade de substituição dos compressores e na melhoria do controlo de operação das mesmas. Tendo em consideração, dados reais de consumo elétrico anual dos compressores e os custos de investimento e de utilização. Assim, foi possível estimar o período de amortização do investimento e a respetiva economia anual, em função da temperatura de projeto e da temperatura média anual do local, sendo considerado constante o tempo de funcionamento dos compressores. Verificou-se uma mais-valia na alteração para outro modelo de apenas dois compressores, em instalações com necessidades de refrigeração inferiores a 150 kW. Já para instalações frigoríficas com necessidades de refrigeração superiores a 150 kW, verificou-se como vantagem da substituição da totalidade dos compressores. Tendo sido estimados os tempos de amortização do investimento, que variam entre três e seis anos para a temperatura ambiente de projeto. No entanto, para uma temperatura ambiente média anual do local, os tempos de amortização foram, em média, superiores em três anos. Relativamente à análise do controlo de operação das centrais frigoríficas, as alternativas estudadas resultaram em otimizações de construção, de seleção de componentes e de melhoria do design, permitindo obter uma redução do custo de 25%, em comparação com a solução atualmente utilizada nessas centrais frigoríficas.