Chapter 3: Analysis of China Now
3.5 Authority and responsibility
A perceção dos fenómenos físicos que ocorrem em expositores de congelação fechados ao ambiente e com máquina incorporada foi possível devido aos estudos experimentais conduzidos ao longo do plano de trabalhos que reverteram nas seguintes informações conclusivas:
1) A mudança da classe climática aumenta a quantidade diária de descongelações de uma para duas devido ao incremento de temperatura e humidade do ar ambiente.
2) Devido à necessidade do equipamento operar adequadamente em condições climáticas muito diferentes entre si, isto é, do ambiente interno (classe climática n.° 3 e classe climática n.° 6) ou do ambiente externo (30, 35 ou 40 °C), o compressor que atende a situação mais adversa (classe climática n.° 6, TCond=50 °C)
aumenta a sua capacidade de refrigeração quando opera na situação mais amena (classe climática n.° 3, TCond=40 °C) e, consequentemente, ocorrem paragens e
partidas de funcionamento do equipamento com elevada frequência. A fim de garantir a integridade do equipamento, é necessário limitar a quantidade de ciclos por hora do compressor por meio de um controlador com temporizador de funcionamento.
3) Ao manter a temperatura média do ambiente externo constante e, por consequência, também a temperatura média de condensação, ao alterar a classe climática n.° 3 para n.° 6, o consumo de energia do compressor aumenta de 84 para 89 kW (+8%) com TCond=40 °C , de 90 para 96 kW (+9%) com TCond=45 °C e de 94 para 101 kW (+10%)
com TCond=50 °C, respetivamente.
4) Com a temperatura média do ar ambiente externo constante, ao ser alterada a classe climática n.º 3 para n.º 6, a temperatura dos produtos aumenta 2,0 °C quando a temperatura média de condensação é de 40 °C e 3,0 °C quando a temperatura média de condensação é de 45 °C e 50 °C. O aumento menor de 2,0 °C é decorrente do maior número de paragens e partidas do compressor quando a classe climática é a n.° 3 e a temperatura média de condensação é de 40 °C. O excessivo número de paragens e partidas desestabiliza as temperaturas internas e, por isso, a influência da classe climática também é minimizada.
5) Ao manter a temperatura média do ar ambiente interno constante e aumentar as temperaturas médias do ar ambiente externo e de condensação, o consumo de energia do compressor aumenta 13% quando a temperatura média de condensação aumenta de 40 para 45 °C e 8% quando a temperatura média de condensação aumenta de 45 °C para 50 °C, respetivamente. Esta diferença decorre do maior número de paragens e partidas do compressor quando a classe climática é a n.° 3 e a temperatura média de condensação é de 40 °C. Esta condição de funcionamento reduz o consumo de energia final, uma vez que o período de tempo em que o compressor se encontra desligado é maior. Portanto, à medida que a temperatura de condensação aumenta, o consumo de energia também aumenta.
6) Na classe climática n.° 3, a temperatura dos produtos aumenta 0,2 °C quando a temperatura média de condensação aumenta de 40 ºC para 45 °C e 1,6 °C com o
aumento da temperatura média de condensação de 45 ºC para 50 °C. O aumento de apenas 0,2 °C é decorrente do maior número de paragens e partidas do compressor quando a temperatura média de condensação é de 40 °C, o que desestabiliza as temperaturas internas e, por isso, a influência da temperatura média de condensação mais alta é minimizada.
Em conclusão, o presente estudo mostra a grande dependência dos processos de interacção térmica e mássica, nos equipamentos expositores refrigerados e de congelação verticais, abertos e fechados, às variações das condições do ar ambiente, seja do interior do estabelecimento ou do exterior. Da análise dos ensaios experimentais, evidencia-se que a alteração climática a partir do incremento de temperatura e humidade do ar impacta de maneira extremamente negativa o desempenho global de expositores refrigerados abertos, podendo prejudicar a conservação dos alimentos se as providências de uma nova regulação dos parâmetros de funcionamento não forem realizadas. Esse efeito negativo é minimizado com o uso de portas nos expositores, onde outros fatores passam a ter relevância tais como a existência de frestas entre as portas e a dissipação de calor do(s) motor(es) do(s) ventilador(es). Portanto, tecnologicamente, o uso das portas é extremamente recomendado quando a operação do equipamento se dará em climas tropicais e, devido a possuir uma relação de custo benefício aceitável, inúmeros estabelecimentos comerciais investem no reacondicionamiento (retrofit) dos seus equipamentos, ou seja, instalam as portas em equipamentos que são originalmente abertos. No entanto, a operação de reacondicionamiento não consiste no facto de apenas instalar as portas nos equipamentos, diversos fatores devem ser levados em consideração com intuito de que não ocorram maiores problemas, a jusante:
A diferença de tamanho no evaporador deve ser levada em consideração, neste caso, um aumento da temperatura de evaporação pode levar a uma economia mais acentuada;
O conjunto de ventiladores e hélices também deve ser avaliado a fim de fornecer a redução de caudal de ar adequada, de outra maneira, podem vir a ocorrer sudação nas portas de vidro;
O aumento da carga elétrica devido à incorporação das portas não é desprezível e, portanto, uma análise do circuito elétrico e seus custos (disjuntores, bitolas de cabos) deve ser realizado previamente.
A redução na carga térmica pode levar a problemas no arrasto de óleo aos compressores devido ao diâmetro da tubulação original, por isso recomenda-se cuidado e observação no nível de óleo dos compressores após reacondicionamento. A redução de carga térmica é substancial e os compressores originais passarão a ser sobredimensioandos para a aplicação, dessa forma, o uso de conversores de frequência por forma a controlar a capacidade dos dispositivos será essencial.
Os equipamentos de refrigeração com compressor incorporado são mais suscetíveis à variação climática do ambiente externo e, no caso da aplicação em locais com elevada amplitude climática, é necessário levar em consideração a necessidade de maiores folgas de dimensionamento nos componentes a fim de atender todas as situações de operação. Por isso, é essencial que a conceção e projeto dos equipamentos e dos sistemas de refrigeração dos espaços onde são instalados, tenham em consideração a variação destes parâmetros com o objetivo de prever os momentos críticos e, por consequência, melhorar o desempenho global dos equipamentos e garantir uma maior segurança alimentar.
Nesta perspetiva, o projeto de expositores refrigerados poderá apoiar-se na base sólida de conhecimento exposta através dos resultados dos 18 ensaios experimentais aqui apresentados, permitindo recomendar diversas condições que beneficiam o seu desempenho em condições de elevada temperatura e humidade relativa do ar ambiente que circunda o equipamento. É possível desenvolver novas formas de controlo, regulação e comando baseadas nas variações das grandezas físicas envolvidas em cada uma das condições de clima experimentadas. Os resultados experimentais determinam as características do escoamento e dos fenómenos de transferência de calor e de massa no interior destes equipamentos bem como o consumo de energia, podendo assim serem mensuradas as evoluções espacial e temporal das grandezas físicas, que são de extrema valia a fabricantes de expositores refrigerados durante a instalação e regulação destes equipamentos em regiões de clima tropical. Isto é, de forma a garantir o funcionamento adequado do equipamento, que garantirá qualidade de temperatura aos produtos expostos, em condições climáticas que ultrapassam o limite definido mundialmente como
padrão para homologação de expositores refrigerados, que são comumente encontrados em países de clima tropical.