Davidson Santiago Tibúrcio, MSc.; Wanyr Romero Ferreira, DSc.

Maio de 2018

 

Mensagem aos leitores:
Este artigo apresenta um resumo de uma dissertação defendida no Mestrado em Engenharia e Gestão de Processos e Sistemas, do Ietec. O conteúdo foi reduzido, mas a dissertação completa pode ser obtida na biblioteca do Mestrado. Boa leitura!

Problema:
A utilização eficiente de energia é um assunto de grande interesse nas empresas e de extensa pesquisa nas universidades devido à utilização mais consciente dos recursos naturais disponíveis e ao ganho financeiro proporcionado. As indústrias frigoríficas destacam-se por serem grandes consumidoras de energia. Para que os processos tenham maior eficiência, o sistema de refrigeração deve operar de forma otimizada.

Objetivo:
Fazer uma análise econômica de um sistema de refrigeração em funcionamento em um grande frigorífico, sob o ponto de vista da primeira e da segunda lei da termodinâmica, visando identificar formas de reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência do sistema.

O Modelo:
Apresentam-se os balanços de energia e de exergia (energia disponível) em todos os equipamentos do sistema de refrigeração. As propriedades termodinâmicas de todas as correntes de massa foram calculadas de acordo com dados coletados no sistema em estudo. Verificou-se a diferença na operação dos compressores parafuso operando com inversor de frequência e soft starter.

Resultados alcançados:
A análise baseada na segunda lei da termodinâmica (análise exergética) aplicada ao ciclo de refrigeração permitiu quantificar a exergia desperdiçada e a qualidade dos processos que ocorriam em cada etapa do sistema. Os resultados apontaram para uma destruição de energia útil equivalente a 13 % do valor anual de energia consumida na fabricação de frio pelo sistema de refrigeração.

Após a análise dos dados, foram instalados dois conversores de frequência marca Danfoss nos compressores, o que proporcionou uma redução média de potência de 50%. A integração destes conversores de frequência ao sistema, conjugada com outros parâmetros de utilização e operação do sistema, permitiu obter economia de energia de 20%. Estes resultados foram possíveis porque o sistema, agora, se auto ajusta para conseguir atender a demanda entregando apenas as potências mecânica e elétrica necessárias à realização do trabalho dos compressores. Em termos financeiros, conseguiu-se uma redução de 20% no consumo energético.

Mais artigos e informações sobre o mestrado podem ser acessados em:
http://www.ietec.com.br/cursos/mestrado/mestrado-engenharia-e-gestao-de-processos-e-sistemas/