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Refrigeração industrial com CO2

CO2 como agente refrigerante:Economicamente seguro, Ecologicamente bilhante

é o que se pode obter usando o CO2 em conjunto com o NH3.

de redução na carga de amônia

90%

Vocês podem fazer isso ? Sério ?O CO2 é uma escolha excelente para a substituição de HFCs e sistemas baseados em glicol em instalações industriais de refrigeração. A Danfoss domina a tecnologia aplicada, bem como tem experiência em oferecer os melhores componentes de que você precisa para construir sistemas de refrigeração confiáveis, com um bom custo-benefício e ecologicamente corretos usando CO2 como fluido secundário.

Benefícios adicionais incluem uma pegada compacta da sala de máquinas, menor tubulação e bombas que consomem apenas 10% da energia dos sistemas de salmoura tradicionais.

Ambos os custos, o operacional e o de manutenção, das salas de processo e das câmaras frigoríficas são reduzidos consideravelmente em comparação a instalações operando com salmouras tradicionais à base de água.

Use CO2para economizar CO2

Usando CO2 como fluido secundário, você economiza energia e reduz a pegada de carbono total do seu sistema. Você também reduz os custos de sua instalação frigorífica.

Vocês podem fazer isso ? Sério ? Claro que sim!A refrigeração industrial com CO2 é:• Tecnologia confiável – bem testada e comprovada;• Uma forma de economizar até 20% nos custos com energia;• Uma forma mais eficiente de construir sistemas de refrigeração;• Ecologicamente correta;• Mais barata de operar e de fazer manutenção que os sistemas de refrigeração tradicionais.

CO2 - como não amá-lo?

• Propriedades termofísicas superiores• Não corrosivo• Não tóxico• Não inflamável• ODP = 0* GWP = 1**• Baixa viscosidade significa dimensões de

tubos menores • Permite reduzir o tamanho das bombas• Funciona como agente refrigerante, mesmo

com mais baixo consumo de energia

Não é novidade que o CO2 sempre foi interessante para uso como refrigerante secundário. O CO2 não é apenas abundante e relativamente barato, mas também tem propriedades não tóxicas e não inflamáveis.

Os desafios em alcançar uma boa relação custo-benefício na forma de lidar com as altas pressões estão acabados. A tecnologia chegou a um estágio de maturidade tal que componentes padrão de 52 bar estão disponíveis, fazendo com que os sistemas de refrigeração secundários com CO2 sejam vantajosos, tanto financeira quanto ecologicamente.

A Danfoss permanece à frente, oferecendo soluções projetadas para funcionar nas condições requeridas para sistemas que têm por base o CO2. A Danfoss tem toda a experiência e conhecimento também nesse campo.

* Potencial de Depleção de Ozônio.** Potencial de Aquecimento Global.

CO2 como agente refrigeranteO CO2 tem um coeficiente de eficiência de transferência de calor muito alto. Isso, juntamente com sua temperatura de evaporação constante, torna possível o funcionamento com uma diferença de temperatura mais baixa nos evaporadores e trocadores de calor. O benefício é um consumo de energia mais baixo.

Dado que o CO2 é significativamente menos viscoso na faixa de temperatura, dimensões menores de tubo e de bombas são necessárias, economizando ainda mais com o sistema.

Alto fator de eficiência de transferência de calor

Baixa viscosidade

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

-20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

120

100

80

60

40

20

0

50,0

10,0

1,0

0,1

DN 65

Água

Referência:Água a +10º C:

Amônia 17,7%

HYCOOL 30Temperatura -30

Etilenoglicol 40,2%Propilenoglicol 43,2%

[º C]

CO2

Fato

r de

efici

ênci

a de

tran

sfer

ênci

a de

cal

or [%

]Vi

scos

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e ci

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átic

a [c

st]

O fator de eficiência de transferência de calor expressa a relação entre o coeficiente de transferência de calor e a temperatura do refrigerante.

Temperatura (°C)VDI, Cloreto de cálcio, 21,8% de massa HYCOOL 20 ASHRAE, Dióxido de carbono, 0,0

ASHRAE, Etilenoglicol, 35,1% de vol. ASHRAE, Propilenoglicol, 39,5% de vol.

DN 150

CO2

Glicol

Baixos custos de instalaçãoSistemas usando CO2 como agente refrigerante são relativamente menos complexos se comparados a sistemas de refrigeração mais convencionais. Combinado com menores dimensões para as tubulações e para as bombas, o sistema de refrigeração com CO2

pode ser até 12% mais barato para instalar do que os sistemas usando salmoura e glicol. Você pode fazer uma estimativa da economia potencial usando nossa ferramenta de cálculo simples em www.danfoss.com.br/COtoo.

SC

PDT

TI

TI

TI

TI

TI

TI TIPIPI

M

M

M

Sistemas de salmoura

Sistema de salmoura com CO2

Chiller de amônia com trocador de calor em cascata

Tanques grandes

Tanque de expansão

Geralmente 2 conjuntos de bombas

Sistema secundário de CO2

Controles de temperatura necessários para um bom desempenho

Usando CO2 para reduzir custos

4.383.642 km economizados

6.255 árvores salvas 565 toneladas de CO2 economizadas

A tecnologia de refrigeração com CO2 avançou muito nos últimos anos. As instalações de refrigeração com NH3 / CO2 não são mais caras de instalar. Mesmo em casos nos quais os sistemas de refrigeração precisam de custos mais altos de instalação, a experiência mostra

que o custo adicional geral de 10% na instalação é rapidamente recuperado através dos custos de energia, consideravelmente mais baixos. No diagrama abaixo, há uma comparação do gasto de energia nos dois sistemas – um usando propilenoglicol, outro usando CO2.

Todas as vezes que o CO2 for usado para substituir gases convencionais como os HFCs, o ambiente terá benefícios. O CO2 é, por si só, um gás causador do efeito estufa. No entanto, estudos mostram que o impacto dos HFCs na aquecimento global é até 6.000 vezes maior que o CO2. Os governos em todo o mundo estão tomando providências para reduzir o uso de HFCs. Logo, a escolha do CO2 como agente refrigerante não significa apenas que você está

ajudando a reduzir a sua pegada de carbono com um gasto menor de energia, mas também que você está usando o gás de refrigeração com impacto ambiental insignificante se comparado aos gases convencionais. Isso também significa que você está protegendo a sua instalação de futuras restrições. O exemplo acima se converte nos seguintes benefícios ambientais:

Cálculo da eficiência CO2 como salmoura CO2 Propilenoglicol UnidadesTemperatura do ar, tair 0 °CCapacidade de refrigeração 500 KWTaxa de circulação, n 1,1 -Dif. de temp. no evap., dtevap 5,0 7,0 KDif. de temp. no PHE, dtPHE 3,0 4,0 KDif. de temp. na salmoura, tout - tin 4,0 KTemp. de evaporação, to -8,0 -11,0 °CGanhos adicionais de calor, kq 5% 7% %Ganhos adicionais de calor, Qadd 25 34 KWSão usados controladores de frequência? NÃO NÃOAltura manométrica da bomba, Hpump 2,5 2,5 BarPotência consumida da bomba, Ppump 0,7 11,0 KWCapacidade de refrigeração ajustada, Qo,ad 525,7 543,6 KWCons, de energia compr., Pcomp 131,0 150,5 KWHoras de trabalho, diária 18,0 hCons. da energia total de instalação 132 161 KWCons. da energia total diária 2,375 2,971 kW*hEconomia energética 20% %

Cálculo da economia

Preço do kW*h 0,1 EUROVida útil da instalação 4 anosTaxa de desconto 14% %Custo inicial 550,000 500,000 EUROCusto com energia, na vida útil 347,468 434,646 EUROEconomia energética total 87,177 EUROEconomia energética anual 21,794 EURONPV 19,645 EURO

Usando o CO2 para reduzir emissões de CO2

Mínimo consumo energético, máximo frescorA Danfoss é um parceiro experiente e confiável em sistemas de refrigeração com CO2 como fluido secundário. Você pode se beneficiar de nossa experiência com mais de 1.000 sistemas transcríticos instalados em todo o mundo e uma década de

testes de campo. Nossa experiência em projetos de sistemas com CO2 engloba todos os aspectos, desde a concepção dos componentes, como controles, válvulas e compressores, até o suporte à operação e ao monitoramento de sistemas.

Em Roterdã, próximo ao porto, está localizado o sofisticado centro de distribuição de frutas De Jong Coldstores, onde milhares de toneladas de frutas frescas são armazenadas e distribuídas para consumidores em toda a Europa. Manter as frutas frescas e refrigeradas pode ser um pouco complicado, especialmente para a cadeia de frio, que nunca deve ser quebrada.

Na instalação, 12.500 paletes em 15 compartimentos com as temperaturas controladas individualmente são manuseados por guindastes totalmente automatizados e transportadores, o que elimina a necessidade de manuseio humano.

Percebendo a necessidade de substituir amônia por uma solução com NH3/CO2, a De Jong e sua contratista, Cofely, projetaram um sistema de refrigeração único usando 100 evaporadores com bloco de válvulas Danfoss ICF, que fornece uma capacidade de refrigeração de 3.000 kW.

Como seria de se esperar e é normal em sistemas de refrigeração com CO2, as demandas relativas à pressão de operação eram altas. Então a pressão máxima de operação foi fixada em 52 bar. Isso significa que o processo

de instalação foi de certa forma complexo, principalmente porque o cliente e sua contratista não possuíam muito conhecimento sobre este tipo de sistema na ocasião. A experiência necessária foi fornecida pela Danfoss e agora ela permite que a De Jong Coldstores mantenha as frutas frescas em temperaturas ideais, para economizar dinheiro no funcionamento diário e contribuir para um ambiente mais limpo.

País Capacidade (kW) Observação

CANADÁ 490 Sistema de salmoura NH3 - CO2 para LT e MT

FINLÂNDIA 400 Sistema de CO2 para o complexo de ski VahterusRing

RÚSSIA 4.300 Enorme instalação com CO2 em Miratorg

EUA 3.600 Armazenagem frigorificada na Pensilvânia

CHINA 3.000 Salas de processo e câmaras frigorífica com NH3-CO2 em Dalian

HOLANDA

Dados principais:

• 100.000 m3 de espaço de armazenamento

• Capacidade de 10 – 15.000 paletes

• Capacidade de refrigeração de 3.000 kW

• Pressão máxima de trabalho de 52 bar

• Economia energética estimada, se comparada com sistemas convencionais: 19%

DKRCI.PB.000.N4.28 Produced by Danfoss® RC-MC/DBS 2015-03

Coolselector® 2 - Novo software de cálculo para Refrigeração IndustrialCoolselector®2 é o seu novo software de seleção e cálculo da Danfoss, desenvolvido para tornar mais fáceis e rápidos todos os processos de seleção para os projetos de refrigeração industrial. O Coolselector® 2 é uma ferramenta única de cálculo e suporte para contratistas e projetistas de sistema, que oferece cálculos de queda de pressão, análise de tubulações e projetos de válvulas, além de gerar relatórios de desempenho. Substitui o conhecido software DIRcalc™ e oferece várias novas funcionalidades.

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Faça o download dos símbolos do 3D CADCom o catálogo on-line em nosso site, é possível fazer o download dos símbolos e ilustrações do 3D CAD para ajudar no desenho de plantas de refrigeração.

Ferramenta de aplicação RICom essa apresentação interativa em PowerPoint, é possível explorar todos os detalhes de uma planta de amônia em duas fases. Você também encontrará recortes de desenhos detalhados e informações nas válvulas na instalação, bem como links para os vídeos, literatura e animações de produtos.

Manual de aplicaçãoO Manual de Aplicação é desenvolvido para ajudar você em cada etapa ao trabalhar com sistemas de refrigeração industrial. Dentre muitos outros fatores, contém exemplos de como selecionar métodos de controle para diferentes sistemas de refrigeração, projetos e quais componentes escolher.

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