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Condensadores para Supermercados

ECONOMIA DE ENERGIA EM REFRIGERAÇÃO PARA SUPERMERCADO

COMPARATIVO ENTRE O CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DO CONDENSADOR EM V ADIABÁTICO COM

VARIADOR DE FREQÜÊNCIA E CONDENSADOR PLANO A AR REMOTO.

Por Eng. Mecânico Marcelo Braga

Atualmente a redução do consumo de energia elétrica é um aspecto fundamental no campo da refrigeração

comercial, já que esta estratégia representa uma forma efetiva de melhorar a competitividade neste mercado.

O condensador mais utilizado nos sistemas de refrigeração em supermercados é o condensador plano a ar

remoto, entretanto, com os avanços tecnológicos surgem novos equipamentos com rendimentos superiores

que visam a eficiência e a diminuição do consumo de energia elétrica.

Objetivo:

Este estudo tem como objetivo comparar o consumo de energia elétrica do condensador plano a ar remoto

com o consumo do condensador em V adiabático com variador de freqüência (VAVF). Demonstrar que seu

maior investimento inicial é compensador, devido ao seu menor consumo de energia elétrica, maior vida útil e

melhor estabilização da pressão de condensação que contribui para conservação do equipamento e

consequentemente reduz o custo de manutenção.

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Material e Método:

Será simulado um sistema de condensação em um supermercado situado na cidade de São Paulo, com carga

térmica constante de 200.000 kcal/h. Sabemos que na prática a carga térmica da loja varia, devido a degelos,

temperatura do produto, etc. Mas para efeito de cálculo adotaremos a carga térmica constante. A tensão

utilizada para os cálculos foi 380V.

A variação da temperatura foi obtida em um intervalo de um ano, nos períodos da manhã, tarde e noite,

considerando-se dias com e sem chuva. Os dados foram obtidos através do site: www.ciagro.iac.sp.gov.br

(site do governo do estado de São Paulo).

Para o condensador plano a ar remoto, foi considerado o consumo de energia elétrica dos motores em relação

à variação da temperatura ambiente isto é, com o aumento da temperatura ambiente, também aumenta o

tempo de funcionamento dos motores. No condensador VAVF, foi considerado o consumo de energia dos seus

motores elétricos e da bomba de água do sistema adiabático.

O gasto com o consumo de água para o sistema adiabático, também foi considerado no custo mensal, que em

relação ao consumo de energia elétrica é mínimo.

Os condensadores foram dimensionados para uma temperatura de condensação de 45°C e temperatura

máxima ambiente de 36°C.

Para o sistema de condensação plano a ar remoto, foi dimensionado um condensador com 6 ventiladores de

900 mm e potência consumida de 1,58 KW cada motor. Sendo assim, quando utilizado os 6 ventiladores o

consumo é de 9,51 KW, 4 ventiladores é de 6,34 KW e 2 ventiladores é de 3,17 KW. Devido à variação da

pressão com relação a temperatura ambiente, será modulada a capacidade do condensador com 6, 4 e 2

ventiladores em operação, através de pressostatos. Para o sistema de condensação (VAVF) foi dimensionado

um condensador com 3 ventiladores, com variador de freqüência de 800 mm e potência variando de acordo

com a pressão em relação à variação da temperatura.

O catálogo do fabricante dos motoventiladores EBMPAPST (www.ebmpapst.com) fornece a potência

consumida dos equipamentos, demonstrado pelo gráfico e tabela a seguir:

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Para uma temperatura máxima de 36°C ambiente, a rotação do motor também será máxima, e o sistema

adiabático estará atuando ao máximo. À medida que esta temperatura vai diminuindo, o sistema adiabático

vai sendo acionado com menor freqüência, até chegar a uma temperatura pré-determinada, em que não

necessite mais o acionamento do sistema. A partir desta temperatura, o motor passa a modular e o consumo

de energia elétrica varia de acordo com a temperatura.

Funcionamento do condensador adiabático:

O ar que entra no condensador, quente e insaturado, ao se encontrar com a névoa produzida pelo sistema,

atende a energia necessária para a vaporização da água, processo que esfria o ar até a sua temperatura de

saturação. Com este sistema adiabático temos uma maior eficiência energética.

Dimensionamento do condensador:

As características dos condensadores utilizados nesta análise foram obtidas do catálogo da Thermokey do

Brasil (www.thermokey.com.br), indústria fabricante de condensadores e evaporadores.

Dados utilizados neste estudo:

• Cidade: São Paulo;

• Temperatura de condensação: 45°C;

• Temperatura ambiente: 36°C;

• Refrigerante: R-22;

• Altitude: 760 m;

• Carga térmica da loja: 200.000 kcal/h.

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Cálculos:

Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5

Onde:

Qn = Capacidade nominal de condensação requerida

Qe = Capacidade de evaporação

C1 = Coeficiente relativo à temperatura de condensação

C2 = Coeficiente relativo ao tipo de compressor

C3 = Coeficiente relativo à diferença entre a temperatura de condensação e temperatura ambiente

C4 = Coeficiente relativo à entrada de ar

C5 = Coeficiente relativo à altitude

Seleção de equipamento sem sistema adiabático, considerando:

Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5

Modelo selecionado Thermokey - CS96-HE2, com 6 motoventiladores de 930mm de diâmetro.

Para o sistema adiabático temos:

Qn = Qe x C1 x C2 x C3 x C4 x C5

Modelo selecionado Thermokey - CD83-ZD2, com 3 motoventiladores de 800 mm de diâmetro com variador de

freqüência.

Resultados:

Consumo de energia elétrica mensal para cada condensador:

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Consumo total de energia anual:

Vantagens da utilização de motoventiladores com variador de freqüência:

• Sempre opera no sentido correto de rotação;

• Opera tanto em 50 Hz quanto 60 Hz com a mesma performance;

• Opera em uma larga faixa de tensão com a mesma performance;

• 200 – 277 V Monofásico;

• 380 – 480 V Trifásico;

• Opera muito mais frio;

• Maior estabilidade na pressão de condensação;

• Menor nível de ruído, principalmente à noite quando ele é mais perceptível e possivelmente incomodo.

Esquema de controle de velocidade de motoventiladores com variador de frequência.

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Conclusão:

Tendo em vista uma crescente preocupação quanto ao consumo de energia, este estudo demonstrou que

utilizando o condensador em V Adiabático com Variador de Freqüência a economia de energia elétrica

compensou o maior investimento inicial.

Se comparado um condensador VAVF a um condensador plano remoto, o custo do condensador VAVF é 40%

maior, mas se comparado a um condensador remoto com nível de ruído silencioso a diferença no custo é de

apenas 15%.

Considerando o consumo de energia do condensador a ar remoto, 52.500 kwh, como mostra no gráfico de

consumo anual de energia, e o valor de R$0,20 / kwh, obtem-se: 52.500 kwh x R$0,20 = R$10.500,00 (custo

anual de energia elétrica). Agora considerando o consumo de energia do condensador VAVF, 15.200 kwh,

mostrado também no gráfico temos: R$0,20 x 15.200 kwh = R$3.040,00. A economia é de aproximadamente

R$7.000,00, em termos percentuais a redução é de 70% do consumo de energia.

Comparando o investimento inicial versus a economia no consumo de energia elétrica, o retorno sobre o

investimento do condensador VAVF é obtido em menos de 18 meses, e se comparado a um condensador com

nível de ruído silencioso, o retorno é obtido em aproximadamente seis meses.

Eng. Marcelo Braga Engenharia / Comercial THERMOKEY do Brasil - RTH Group Rua Major Vicente de Castro, 2777 Fanny – CEP:81030-020 Curitiba – Paraná – Brasil +55 (41) 2101-2250 Email: marcelo@thermokey.com.br Site: www.thermokey.com.br