Neste capítulo são apresentados alguns casos de estudo de indústrias e edifícios que implementaram metodologias de aproveitamento de calor em sistemas de refrigeração. Ao analisar os casos de estudo, pretende-se avaliar a melhoria na eficiência energética global nas indústrias/empresas, consequente da implementação de tais metodologias, assim como os benefícios energéticos, económicos e ambientais.
Esta análise dos casos de estudo, tem como objectivo o desenvolvimento de um capítulo onde se pretende avaliar os factores para o projecto de implementação de uma metodologia de aproveitamento de calor e quais as aplicações mais adequadas da consequente implementação num sistema de refrigeração já existente, ou novo.
3.5.1
Tegel Foods Ltd’s
A Tegel Foods Ltd’s localizada em New Plymouth, Nova Zelândia é uma empresa de avicultura, que recupera entre 230 kW a 250 kW de calor residual do seu sistema de refrigeração. Este calor é usado para pré-aquecer a água dos 14 °C até 35 °C (figura 3.11), reduzindo substancialmente o uso de gás natural. O investimento de 230 000 $ permitiu uma poupança de 84 000 $/ano em gás natural (EECA Business, 2009).
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3.5.2 Green Isle Foods
A Green Isle Foods é o maior produtor de alimentos congelados da Irlanda, fazendo parte da Northern Foods Group PLC, está sediada em Naas, Co. Kildare num um local de 8,09 ha, com uma área de produção de 24 000 m2.É um produtor e fornecedor de produtos congelados,
maioritariamente para o mercado da Irlanda e do Reino Unido.
A fábrica localizada em Longford, emprega cerca de 120 colaboradores, funciona durante 24 horas por dia, 7 dias por semana. É nesta fábrica onde são produzidas as pizzas congeladas de marca própria, por um processo de fabricação quase totalmente automatizado onde são preparadas e confeccionas. Após confeccionadas, as pizzas são congeladas por um processo de refrigeração antes de serem embaladas e expedidas para os espaços comerciais.
O processo de refrigeração das pizzas, é o processo com maior consumo energético da fábrica, sendo um alvo para melhoria da eficiência energética. Para isto foi projectada uma metodologia de aproveitamento de calor do sistema de refrigeração, com o objectivo de aproveitar o calor residual do sistema. Em 2011 a Brian A. Flynn Ltd. (a maior empresa especializada em refrigeração industrial e AVAC na Irlanda) implementou uma metodologia com recurso a um arrefecedor de vapor, que aproveita o calor em estado de vapor sobreaquecido do fluido frigorigéneo, antes deste ser condensado no condensador evaporativo. Esta metodologia permitiu o aproveitamento de 148 kW de calor para aquecimento de 50 m3/dia de água de serviço
(dos 12 °C para os 55 °C) para utilização noutros processos, que de outra forma seria aquecida com recurso à queima de combustíveis fosseis.
Tabela 3.1 - Comparativo energético após implementação de calor na fábrica da Green Isle Foods
Consumo de energia térmica [kWh/ano] Custos associados ao consumo de energia térmica [€/ano] Emissões de CO2 associadas ao consumo de energia térmica [kg/ano]
Sem aproveitamento de calor 9 140 331 523 564 2 170 000
Com aproveitamento de calor
6 860 311 442 018 1 571 000
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Com o projecto de implementação da metodologia de aproveitamento de calor, o EER do sistema de refrigeração foi aumentado, a fábrica teve uma redução significativa do consumo de energia térmica associada a outros processos, correspondente a 8 280 014 kWh/ano, 25 % menos do consumo anterior de energia térmica sem aproveitamento de calor. Isto permitiu uma redução em 599 000 kg/ano de CO2 libertadas para a atmosfera, com uma poupança financeira
de 81 546 € anuais, ajudando a empresa a ser mais competitiva. A implementação do projecto teve o custo aproximando de 99 000€, com um período de retorno financeiro de apenas 1,2 anos.
3.5.3 Colisée des Bois
A arena de patinagem no gelo localizada na província do Québec, Canadá, (Colisée des Bois), é um edifício com uma área total de 13 000 m2, com uma área de 4 140 m2 dedicada à
pista de gelo e bancadas. Conta com uma capacidade de 2 100 pessoas sentadas nas bancadas e opera durante 9 meses por ano, 80 horas por semana. As bancadas são climatizadas a uma temperatura de 15 °C.
A pista de gelo utiliza uma potência de refrigeração de 422 kW, com recurso a um sistema de refrigeração de compressão de vapor de expansão directa com 4 compressores semi-herméticos de parafuso a funcionar com o fluido frigorigéneo R22. O sistema utiliza 2 evaporadores do tipo tubo e carcaça, com recuso a uma mistura de água e metanol para arrefecimento da pista de gelo. A rejeição do calor pelo sistema é feita utilizando 4 condensadores de tubo e carcaça, arrefecidos por uma mistura de água e etilenoglicol. A mistura de água e etilenoglicol é posteriormente bombeada para um condensador evaporativo no exterior do edifício, onde transfere o calor para o ar exterior.
Para melhoria da eficiência energética do edifício, a empresa LS Réfrigération, implementou uma metodologia de aproveitamento de calor através da utilização do calor rejeitado nos condensadores. Ao invés da mistura de água e etilenoglicol, ser bombeada directamente para o condensador evaporativo, esta passa por um circuito com permutadores de calor localizados nas condutas de ar do sistema de climatização das bancadas e dos balneários. Este calor é assim transferido para o ar das condutas, com o objectivo de aquecer, ou pré-aquecer o ar climatizado. Além desta utilização para o calor residual, foi também instalado um permutador de calor de placas e uma bomba de calor, no circuito do condensador evaporativo, de modo a aproveitar parte do calor para pré-aquecimento de AQS. O projecto teve um custo inicial de 693,300 $, mas permitiu uma redução dos custos energéticos em 14 %/ano.
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