128 pág.
Denunciar
Pré-visualização | Página 1 de 18
UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR Departamento de engenharia Electromecânica ANÁLISE ENERGÉTICA DE EQUIPAMENTOS DE UMA FÁBRICA DE LACTICÍNIOS Júlio Manuel Rodrigues Boa, Nº M3061 Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electromecânica (2º ciclo de estudos) Orientador: Prof. Doutor Alexandre Borges de Miranda Covilhã, Outubro de 2012 UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR Departamento de engenharia Electromecânica ANÁLISE ENERGÉTICA DE EQUIPAMENTOS DE UMA FÁBRICA DE LACTICÍNIOS SISTEMAS DE FRIO E REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO Júlio Manuel Rodrigues Boa, Nº M3061 Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electromecânica (2º ciclo de estudos) Orientador: Prof. Doutor Alexandre Borges de Miranda Covilhã, Outubro de 2012 i RESUMO Este Projecto foi elaborado no âmbito da disciplina de Dissertação em Engenharia Electromecânica. Neste documento, pretendo descrever a interacção entre vários sistemas de refrigeração e a sua utilização de forma racional, numa possível implementação em uma indústria de produtos lácteos frescos e congelados, bem como identificar alternativas para melhora/rentabilizar ainda mais a eficiência energética e o rendimento dos sistemas de refrigeração, integrando para o efeito tecnologias ligadas a Refrigeração por Absorção. ii PALAVRAS-CHAVE Eficiência Energética Fluidos de Refrigeração Sistemas de Frio Frio por Absorção Trigeração iii ABSTRACT This project was developed as an MSc dissertation in Electromechanical Engineering. In this work we intend to describe the interaction between multiple refrigeration systems and their rational use and possible implementation in a dairy industry of fresh and frozen goods. Also, we tried to identify alternatives for improvement / further monetize energy efficiency and performance of refrigeration systems, integrating for this purpose technologies related to absorption refrigeration. iv KEYWORDS Energy Efficiency Fluid Cooling Cooling Systems Cold Absorption Trigeneration v AGRADECIMENTOS A elaboração da Dissertação Final não seria possível sem a ajuda e disponibilidade de várias pessoas e instituições. Assim, começarei por agradecer ao Orientador e Professor Doutor Alexandre Borges de Miranda, pela ajuda, compreensão, motivação e pelo tempo disponibilizado. Não poderia deixar de agradecer à Empresa onde trabalho, acerca de onze anos, pela compreensão aquando da minha decisão, em frequentar este Mestrado, mesmo sendo numa altura em que a empresa atravessava algumas dificuldades, e me foi pedido grande esforço na melhoria continua no departamento do qual sou responsável. Por ultimo, e não mais importante, um agradecimento sentido a minha esposa, filhos e amigos pelo apoio incondicional que sempre me deram. Sei que estão orgulhosos, por ter concluído mais esta fase da minha vida. Este Mestrado é na sua totalidade para a minha esposa, pois soubemos em conjunto suportar os encargos financeiros e falta de tempo da minha parte para o apoio que ela precisava em determinados momentos da nossa vida. vi ÍNDICE INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 10 CAP. – 1: CICLOS DE REFRIGERAÇÃO E FLUIDOS DE REFRIGERAÇÃO ................................ 11 CICLO DE REFRIGERAÇÃO POR COMPRESSÃO DE VAPOR ................................................ 11 TIPOS DE FLUIDOS DE REFRIGERAÇÃO ............................................................................... 24 COMO SE CARACTERIZAM ................................................................................................. 24 COMO SE AGRUPAM .......................................................................................................... 25 FLUIDOS DE REFRIGERAÇÃO SECUNDARIOS ...................................................................... 32 COMO SE CARACTERIZAM ................................................................................................. 32 COMO SE AGRUPAM .......................................................................................................... 33 CAP. – 2: DESENVOLVIMENTO TECNOLOGICO NOS SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO ........... 35 SISTEMAS MULTIPRESSÃO ..................................................................................................... 36 SISTEMAS MULTIPRESSÃO TRADICIONAIS ........................................................................... 38 SISTEMAS DE FRIO INDIRECTO ............................................................................................. 40 CHILLERS COM PERMUTADORES DE PLACAS ................................................................. 43 INDUSTRIA DOS LACTICÍNIOS ........................................................................................... 44 BANCO DE ÁGUA GELADA - PRINCIPAIS CARACTERISTICAS ....................................... 48 INDÚSTRIA DE BEBIDAS ..................................................................................................... 51 SISTEMAS EM CICLO “CASCATA” - CO2 (R-744) ........................................................... 54 CAP. – 3: COGERAÇÃO / TRIGERAÇÃO................................................................................... 55 CONCEITO .............................................................................................................................. 55 APLICAÇÃO DE COGERAÇÃO ................................................................................................ 56 TECNOLOGIAS DE TRIGERAÇÃO .......................................................................................... 59 TURBINA DE VAPOR (CICLO DE RANKINE) ..................................................................... 59 UNIDADES PRODUTORAS DE ÁGUA REFRIGERADA ........................................................ 62 CAP. – 4: SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO ..................................................... 63 CHILLERS DE ABSORÇÃO ...................................................................................................... 63 vii DESCRIÇÃO GERAL DO CICLO .............................................................................................. 65 COMPORTAMENTO DE MISTURAS BINÁRIAS ....................................................................... 67 COMPOSIÇÃO DO SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO POR ABSORÇÃO ..................................... 72 ANÁLISE E DESEMPENHO DO CICLO DE ABSORÇÃO .......................................................... 76 CARACTERÍSTICAS DO PAR REFRIGERANTE -ABSORVENTE ............................................. 78 TIPOS DE SISTEMAS A ABSORÇÃO ....................................................................................... 82 SISTEMAS QUE EMPREGAM O PAR H2O-LiBr ................................................................... 82 SISTEMAS DE SIMPLES EFEITO ......................................................................................... 83 SISTEMAS DE DUPLO EFEITO ............................................................................................ 85 COMPONENTES DO SISTEMA DE ABSORÇÃO ...................................................................... 94 CONTROLOS OPERACIONAIS ................................................................................................ 99 LIMITES OPERACIONAIS ...................................................................................................... 102 SISTEMAS QUE UTILIZA O PAR AMONÍACO-ÁGUA ........................................................... 103 CAP.