Eficiência energética : estudo de caso em uma torre de resfriamento industrial

• Autor(a) principal: Neckel, Djennifer
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/262174
• topic: Torre de resfriamento; Controle de temperatura; Eficiência energética; Energy efficiency; Cooling tower; Case study; Tower characteristic; ISO 50001

Ações que visem a eficiência energética estão cada vez mais pautadas dentro das indústrias, uma vez que podem, além de diminuir o custo operacional, aproximar a empresa aos processos sustentáveis. A norma ABNT ISO 50001 estabelece parâmetros internacionais vinculados ao tema e, estando a empresa estudada certificada pela norma, esta deve adotar projetos que oportunizem a melhoria do desempenho energético. Nesse panorama, verificou-se que uma torre de resfriamento da fábrica entregava uma temperatura menor do que a necessária em períodos específicos do ano, o que pode acarretar em um custo energético desnecessário. Sendo assim, o objetivo do trabalho é avaliar a viabilidade de aquisição de inversores de frequência para controlar a vazão de ar da torre e, consequentemente, diminuir a rotação dos ventiladores ou até mesmo desliga-los, a fim de melhorar a eficiência energética do processo. No entanto, por políticas internas da empresa, foi necessário realizar uma avaliação prévia de viabilidade, sendo que o projeto deveria ter um tempo de retorno do investimento de até três anos. Para verificar a possibilidade de diminuição da vazão de ar na torre e ainda assim alcançar a temperatura desejada na corrente de água resfriada, foi utilizado um modelo matemático com parâmetros ajustados com dados históricos de operação no período de fevereiro a julho de 2022, o qual apresentou um bom ajuste. O modelo então foi validado com dados histórico no período de agosto a outubro de 2022, apresentando erros de predição de temperatura na ordem de 3 %. De posse do modelo validado, foi estimada, para uma dada temperatura de saída da água da torre, qual a vazão de ar necessária e, então, determinado a quantidade de ventiladores necessários em cada momento. Com dados históricos, para o período de um ano comparou-se a quantidade de ventiladores utilizados e a necessária, conforme predição do modelo, nos momentos em que a temperatura de saída da água era inferior ao limite superior estabelecido pelas áreas consumidoras. Assim, foi possível projetar o ganho anual com a aquisição dos inversores de frequência e calcular o payback do projeto em diferentes cenários. Ao fim, observou-se que o projeto teria o retorno em dois anos e cinco meses na aquisição do equipamento para uma das quatro células da torre. Para os demais casos o tempo de retorno do projeto era superior ao aceitado pela empresa e, apesar de promover uma melhor eficiência energética, não era viável do ponto de vista econômico.