Estudo do Desempenho da Instalação de Frio de uma Indústria Alimentar

• Autor(a) principal: Pinto, Cláudia Sofia de Jesus
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/12409
• topic: Refrigeração; Desempenho; COP; Eficiência; Refrigeration; Performance; Efficiency; Energia e Biorrefinaria

Este relatório descreve o trabalho realizado no âmbito da unidade curricular de Dissertação/Estágio do Mestrado em Engenharia Química, ramo de Energia e Biorrefinaria do Instituto Superior de Engenharia do Porto. O estágio decorreu numa empresa de Indústria Alimentar, no Departamento de Manutenção, com uma duração de 5 meses. De modo a cumprir o objetivo principal do tema proposto “Estudo do desempenho da instalação de frio de uma Indústria Alimentar”, foi estudada toda a teoria do ciclo de refrigeração, estudou-se a instalação de frio existente, procedeu-se à identificação de equipamentos, elaborou-se o diagrama da instalação e por fim analisou-se o seu desempenho. De modo geral verificou-se que a instalação de refrigeração não apresenta um comportamento uniforme, existindo flutuações devido às variações das condições que a instalação está sujeita, como as condições ambientais, as necessidades de “frio” para a unidade industrial e as características de funcionamento dos equipamentos. Em relação ao seu desempenho e considerando a razão entre o calor trocado nos evaporadores e o consumo total de energia elétrica, a instalação apresenta um valor de COP (coefficient of performance) global superior a 3, para o período analisado. A instalação apresenta melhor desempenho quando o sistema de refrigeração produz mais frio, quando os condensadores evaporativos trabalham para velocidades superiores a 80% do valor máximo, e, conforme seria de esperar, quando a temperatura ambiente é mais baixa e a diferença entre as temperaturas de condensação e de evaporação do refrigerante é mais pequena. Em relação aos compressores, verificou-se que devem operar a uma carga superior a 50%, para se beneficiar de valores de COP mais elevados. Relativamente aos condensadores evaporativos verificou-se que com base nos dados recolhidos pelo sistema de controlo, o valor calculado para a quantidade de calor rejeitada é significativamente superior à soma do calor recebido nos evaporadores e do trabalho realizado. Não foi possível confirmar a origem exata do problema, através de balanços mais completos, pois o caudal de refrigerante não está a ser medido. Em termos dos valores medidos e que o sistema de controlo usa, quer para fixar valores de set-point, quer para calcular outras quantidades, apontam-se como possíveis falhas: a posição do sensor de temperatura de termómetro húmido e as leituras dos totalizadores de energia elétrica dos compressores. Considera-se que seria extremamente útil medir o caudal de refrigerante. Após a análise do desempenho de toda a instalação e dos seus equipamentos, verificou-se que existem medidas que podem ser implementadas no sentido de facilitar a avaliação do desempenho da unidade e de melhorar a sua eficiência. Entre essas medidas estão: verificar os totalizadores dos compressores, privilegiar a sequência de arranque de compressores que permite que os mais eficientes arranquem em primeiro, ajustar a escolha dos condensadores evaporativos de acordo com a capacidade de refrigeração necessária de modo a que eles estejam a trabalhar perto da sua capacidade máxima e prevendo que alguns possam ficar em standby para quantidades de menor refrigeração, maior frequência de manutenção e limpeza dos condensadores evaporativos, mudar o sensor de termómetro húmido para um local mais adequado, adicionar contadores de energia elétrica nos restantes equipamentos e medidores de caudal para o amoníaco, para facilitar o rastreamento dos consumos e verificar os cálculos de calor rejeitado dos condensadores evaporativos.