Eficiência energética em sistema de ar-condicionado em cozinha industrial

Tipo de documento:TCC

Área de estudo:Engenharia mecânica

Documento 1

O biogás, o carvão e a biomassa por exemplo são fontes menos intensas, também usadas na produção de energia. Palavras-chave: Eficiência energética, ar-condicionado, sistema de ar-condicionado na cozinha industrial. Introdução Na construção de um país desenvolvido social e economicamente, há a necessidade de interação de seus cidadãos com os processos produtivos, cujas máquinas, transportes e equipamentos, usam como insumo principal a energia nas suas várias formas. A sociedade moderna é fortemente dependente da energia elétrica, cujo consumo mundial é cada vez mais crescente. No Brasil, no biênio 2018/2017, o consumo apresentou um crescimento médio de 1,6%, mas com o COVID – 19, provavelmente, no biênio 2020/2019, o consumo apresentará uma retração. Processo que busca controlar ao mesmo tempo a umidade, a temperatura, a renovação, a movimentação e a qualidade de um local.

Em alguns usos controla o fator de pressão interna em relação a outros ambientes (MMA, 2015). De acordo com Costa (1991) a refrigeração do ar é realizada inserindo o ar para que ele tenha contato com alguma superfície fria, algo próximo de sua temperatura de orvalho. Para realizar tal procedimento se usa uma chamada serpentina evaporadora, além de outra de água gelada, borrifadores também de água gelada, serpentina com borrifadores. Já o processo que realiza a desumidificação do ar é feito através de uso de meios químicos, que a fazem por absorção. Neste capítulo serão avaliados o potencial de conservação de energia por parte de sistemas de condicionamento de ar. Serão explorados os principais programas de eficiência energética Brasileiro, seus principais métodos e resultados.

Por fim, serão citadas as principais barreiras encontradas para a conservação de energia e eficiência energética, com enfoque nas edificações e equipamentos de condicionamento de ar. D. carga térmica Carga térmica deve ser interpretada como a quantidade total de calor que precisará ser retirada ou dada ao ambiente para conservá-lo em boas condições de umidade e temperatura. Os fatores que mais causam impacto na carga térmica são: quantidade de pessoas que frequentam o local, temperatura externa ao ambiente, insolação, entre outras. De acordo com a NB 158 alguns fatores são de extrema importância para o cálculo da carga térmica, são eles: • Localização e orientação das aberturas; • Área do ambiente; • Seu pé direito • Tipo de proteção nas janelas; • Tipo de teto e piso; • Quantidade de pessoas que frequentam o ambiente; • Aparelhos eletrônicos existentes.

De acordo com Stoecker (1985) e Miller e Neto (2008) várias fontes de calor dão origem e causam influência na carga térmica, a Figura 02 mostra os fatores importantes para a carga térmica. Figura 02 – Fatores que influenciam na carga térmica Fonte: Stoecker (1985) G. pessoas Segundo Souza (2020) para fins de projeto, o número ideal de pessoas em um ambiente deve ser conhecido. Após ocorre uma compressão térmica, finalmente liberando uma quantidade de calor (Q2), o ciclo se completa com a compressão adiabática sem haver troca de calor (MESQUITA, 2009). Figura 03 – Ciclo de Carnot Fonte: Mesquita (2009) A Figura 04 mostra a representação de um ciclo ideal de refrigeração em um diagrama de pressão (p) e entalpia (h). O ciclo ideal conta com quatro etapas: evaporação, onde o fluido refrigerante entra no processo absorvendo o calor do ar vaporizando-se (4 ao 1); compressão, onde o fluido no estado gasoso é comprimido elevando sua pressão (1 ao 2); condensação, onde o calor é rejeitado do ciclo, cedendo calor ao ambiente em contato com o ar (2 ao 3); expansão, quando ocorre queda de pressão no fluido, indo da condensação para a evaporação (3 ao 4) (NETO e IENO, 2005).

Figura 04 – Ciclo ideal de refrigeração Fonte: Procel (2011) J. SISTEMAS CONVENCIONAIS E SISTEMAS INVERTER Em um sistema convencional de ar condicionado o compressor pode estar somente desligado ou ligado, isto é, quando necessita-se que o ambiente seja refrigerado o compressor liga diretamente em sua máxima potência, quando alcança tal temperatura o mesmo se desliga (SOUZA, 2020). Por esses motivos é preciso que sejam utilizados aparelhos de ar condicionado, fazendo necessário um projeto cuidadoso de um profissional habilitado, pois as cozinhas precisam cumprir rigorosos critérios de higiene. Em ambientes como esses, os sistemas de climatização devem ser mais potentes, com funções diversas, sendo preciso utilização com maior ecologia possível. Além de um projeto adequado, a higienização é extremamente importante, sendo preciso limpezas constantes para garantir a higiene do ambiente.

Conforme o site DiferencialJr (2018) cita alguns pontos a serem pensados ao climatizar o ambiente de um restaurante ou bar: conforto térmico, decisivo no momento de cativar o público, pois juntamente com o alimento consumido, o conforto do ambiente é a demonstração de qualidade do estabelecimento; qualidade do ar, esse fator relaciona-se com a higiene do ambiente, com isso o projeto de climatização deve contar com a renovação do ar, diminuindo concentrações de poluentes que ultrapassagem o processo de filtragem; conservação e durabilidade, nesse fator a umidade e a temperatura são importantes, pois com isso há a redução de perdas de alimentos em até 70%; eficiência energética, com esse fator é essencial que haja uma otimização do consumo, usando equipamentos que se enquadrem adequadamente no selo do PROCEL (Programa Nacional de Conservação de Energia), no qual se leva em consideração o consumo e o rendimento para a determinação de sua eficiência.

Um equipamento de grande eficiência reduz os gastos com energia e também diminui impactos ambientais. Para a elaboração do cálculo da carga térmica foi usada a NB 158 onde está apresentada a tabela para o cálculo simplificado, onde deve se observar 15 critérios. ° Critério Para uma primeira apresentação do ambiente a ser climatizado, foi elaborada a Tabela 02, além do croqui, na Figura 09, o ambiente possui as seguintes informações: Tabela 02 – Dados do ambiente qtde dimensões Janelas 6 4,8x1,5 m Janelas 2 3,0x1,5 m Portas 3 1,4x2,1 m Aparelhos eletrônicos - 0,75 kW Lâmpadas LED 42 40 W Pé direito - 4 m Quantidade de pessoas - 150 Fonte: acervo do autor 2° Critério Neste critério deve-se somar a área das janelas de acordo com a orientação de cada parede em metros quadrados (m²).

° Critério Neste passo deve ser feita a multiplicação das áreas das janelas pelos fatores já definidos, analisando se as janelas do ambiente possuem proteção externa, proteção interna ou se não possuem proteção. No caso do ambiente estudado as janelas norte não apresentam proteção e as oeste apresentam proteção interna. ° Critério Já neste momento soma-se os valores obtidos em (área x fator) como kCal/h (quantidade x fator). No ambiente estudado devemos considerar. ° Critério Nesta etapa soma-se todos os valores obtidos em kCal/h (Quantidade x fator). ° Critério O valor obtido na soma posteriormente é multiplicado pelo fator de correção dependendo da região do mapa, apresentado na Figura 10. No caso, 0,85. Figura 10 – Mapa fator de correção Fonte: NB 158 15° Critério Após ser aplicado o fator de correção, multiplica-se pelo fator 3,968 para fazer a conversão para BTU, unidade utilizada pelo mercado.

Oeste 15,6 6 93,60 2100 920 630 86112 Tipo II - Janelas Transmissão Largura Altura Total   0 Tipo III - Paredes Largura Altura Área Janel Constr. Leve Cons. Pesada 4294 3. Externas voltadas p/ o sul 18,0 4 28,80 55 42 1814 3. Externas outras orientações 43 4 122,40 84 50 2480 Tipo IV - Teto Compr. Realizando o cálculo de consumo chegamos a um valor de 540 kW no ano, o que levaria a um custo de R$ 5. não necessário. Com isso concluímos que a opção mais adequada ao ambiente seria a substituição por um sistema com 6 condicionadores, sem a presença de inverter, reduzindo o gasto significativamente em relação ao equipamento existente hoje no ambiente, apresentando um payback de 7,31 anos além de uma economia anual de R$8. REFERÊNCIAS ARAÚJO, E. P. daikin. com/csr/environment/production/index. html>. Acesso em 09 de nov.

DIFERENCIALJR. USP, São Paulo, 1993. LAMBERTS, R. et al. Eficiência energética na arquitetura. São Paulo: PW Editores, 1997. revistainfra. com. br/portal/textos/?entrevistas/1432/Diminuir-para-crescer->. Acesso em: 05 nov. MENEZES, M. Rio de Janeiro: LTC, 2008. p. ISBN 9788521616245 (broch. MMA – Ministério do Meio Ambiente. Ar condicionado: sistemas de água gelada. NETO, L. IENO, G. Termodinâmica. Pearson, São Paulo, 2005. PIONEER. UFRJ, Rio de Janeiro, 2014. PROCEL. Sistemas de ar condicionado. Eletrobras. Rio de Janeiro. php?ELEMENT_ID=335>. Acessado em: 10 de nov.

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