Upload
lytu
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
RevistaTécnico-Científica |Nº16| dezembrode 2015
http://www.neutroaterra.blogspot.com
EUTRO À TERRAEUTRO À TERRAEUTRO À TERRAEUTRO À TERRA
Instituto Superior de Engenharia do Porto –Engenharia Electrotécnica –Área de Máquinas e Instalações Eléctricas
Honrandoocompromissoque temos convosco, voltamos àvossapresençacoma
publicaçãoda16ªEdiçãodanossarevista“NeutroàTerra”. Aoterminarumanoquefoi
difícil,masqueaomesmotempopermitiupodermosviversemaTroika,esperemosquepor
muitotempo, ouparasempre, aindustriaeletrotécnicaque nãoesteveimune às
dificuldadesquetodossentiram,manteveapesardetudoumadinâmicamuitoapreciável.
Noâmbitodanossarevista,estadinâmicafez-sesentirfundamentalmentenointeresseque
algumas empresas do setor eletrotécnico manifestarampelas nossas publicações,
demonstrandovontadeemcolaborar connosconãosócomapublicaçãodeartigos
técnicos,mastambémcolaborandonodesenvolvimentodeassuntostécnico-científicosem
queváriosdosautoresdanossarevistaseencontramenvolvidos.JoséAntónioBelezaCarvalho,ProfessorDoutor
Máquinas e VeículosElétricos
Pág.05
Produção, Transporte e Distribuição Energia
Pág. 23
InstalaçõesElétricasPág. 37
Telecomunicações
Pág.51
Segurança
Pág. 61
Gestão de Energia e EficiênciaEnergética
Pág.65
Automação, Gestão Técnica eDomótica
Pág. 79
Nº16 ⋅ 2º semestre de 2015 ⋅ ano 8 ⋅ ISSN: 1647-5496
EU
TR
O À
TE
RR
AE
UT
RO
À T
ER
RA
EU
TR
O À
TE
RR
AE
UT
RO
À T
ER
RA
FICHA TÉCNICA DIRETOR: JoséAntónioBelezaCarvalho,Doutor
SUBDIRETORES: AntónioAugustoAraújoGomes,Eng.ºRoqueFilipeMesquitaBrandão,DoutorSérgioFilipeCarvalhoRamos,Doutor
PROPRIEDADE: ÁreadeMáquinaseInstalaçõesElétricasDepartamentodeEngenhariaElectrotécnicaInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto
CONTATOS: [email protected] ;[email protected]
Índice
03| Editorial
05| MáquinaseveículosElétricos
Requisitosdoprojetoelétricodemotoresdeinduçãoparaacionamentoporvariadordevelocidade
HenriqueGonçalves
Typesandconstructionofpowertransformers.
ManuelBolotinha
Utilizaçãodeumveículoelétricoparaabastecerumaresidêncianohoráriodeponta.
HorstHuldreishArdilaHamadaMarques,FernandoMaurícioDias
23| Produção,TransporteeDistribuiçãodeEnergia
ImpactodaintroduçãodebateriasdearmazenamentodeenergiaemSmartGrids.
DiogoSoares,JuditeFerreira,JoséPuga
PrevisãododiagramadecargadesubestaçõesdaRENutilizandoredesneuronais.
SilvanaMafaldaRocha,MariaTeresaCosta,ManuelJoãoGonçalves
37| InstalaçõesElétricas
Interruptores(mecânicos)parainstalaçõeselétricasfixas,domésticaseanálogas.
AntónioAugustoAraújoGomes
AnálisedaQualidadedeEnergia.InstalaçõeselétricascomMiniprodução.
CarlosSilva,RoqueBrandão
51| Telecomunicações
ITED3–Dimensionamentodasredesdecaboscoaxiais.
JoséEduardoPinho,MarcoRiosdaSilva,SérgioFilipeRamos
ITUR2–Dimensionamentodasredesdecaboscoaxiais.
SérgioManuelCorreiaVieira,MarcoRiosdaSilva,SérgioFilipeRamos
61| Segurança
NFPA850.Firetraceeosfogosemturbinasdevento.
CarlosNeves
65| GestãodeEnergiaeEficiênciaEnergética
Tecnologiasdeproduçãodefrio:Estudoeanálisedemedidasdeeficiênciaenergética.
FernandoBarrias,TeresaNogueira,JoãoPinto
Reduçãodeconsumosnailuminaçãopública.
PedroCaçote,RoqueBrandão
79| Automação,GestãoTécnicaeDomótica
SMARTPANEL:Medição,controloemonitorizaçãonumclique.
LuísCarvalho,PauloVaz
85| Autores
PUBLICAÇÃO SEMESTRAL: ISSN: 1647-5496
EDITORIAL
3
Estimadosleitores
Honrandoocompromissoquetemosconvosco, voltamosàvossapresençacomapublicaçãoda16ªEdiçãodanossarevista
“NeutroàTerra”. Aoterminarumanoquefoi difícil, masqueaomesmotempopermitiupodermosviversemaTroika,
esperemosquepormuitotempo,ouparasempre,aindustriaeletrotécnicaquenãoesteveimuneàsdificuldadesquetodos
sentiram, manteveapesardetudoumadinâmicamuitoapreciável. Noâmbitodanossarevista, estadinâmicafez-sesentir
fundamentalmentenointeressequealgumas empresas dosetor eletrotécnicomanifestarampelas nossas publicações,
demonstrandovontadeemcolaborarconnosconãosócomapublicaçãodeartigostécnicos, mastambémcolaborandono
desenvolvimentodeassuntostécnico-científicosemqueváriosdosautoresdanossarevistaseencontramenvolvidos.
Umfactoimportante,quesedevedestacar,éocrescimentoexponencial quesetemverificadodaprocuraevisualizaçãoda
revista“NeutroàTerra”umpoucoportodoomundo, destacando-senestecasoosEstadosUnidos. Assim, mantemoso
compromissodepublicarumartigodenaturezamaiscientíficaemlínguaInglesa, nestaediçãouminteressanteartigosobre
Transformadores,“TypesandConstructionofPowerTransformers”,daautoriadoEngenheiroManuelBolotinha.
Aindanumâmbitomaiscientífico,destaca-seapublicaçãodoartigo“RequisitosdoProjetoElétricodeMotoresdeInduçãopara
AcionamentoporVariadordeVelocidade”,daautoriadoDoutorHenriqueGonçalves,uminvestigadorsobreoassuntoeque
tambémexerceassuasatividadesnaWEG–EuroIndustriaElétrica,SA.
Nestaediçãodarevistamerecemparticular destaquevários assuntos quecorresponderamatrabalhos deinvestigação
realizadosnoISEP,muitosdelesemcolaboraçãocomváriasEmpresas,tendováriosdelescorrespondidoatrabalhosrealizados
noâmbitodedissertaçõesdemestrado.
Destacam-seaindaapublicaçãodeoutrosinteressantesartigosnoâmbitodasInstalaçõesElétricas(Interruptoresmecânicos
parainstalaçõeselétricasfixas,domésticaseanálogas),noâmbitodasTelecomunicações(ITUR2–Dimensionamentodasredes
decaboscoaxiais),noâmbitodaSegurança(NFPA850.Firetraceeosfogosemturbinasdevento)enoâmbitodaGestãode
EnergiaedaEficiênciaEnergética,comumartigosobretecnologiasdeproduçãodefrioeoutrosobrereduçãodeconsumosde
energiaelétricanailuminaçãopública.
Estandocertoqueestaediçãodarevista“NeutroàTerra”apresentaartigosdeelevadoníveltécnicoecientífico,comelevado
interesseparatodososprofissionaisdosetoreletrotécnico,satisfazendoassimnovamenteasexpectativasdosnossosleitores,
apresentoosmeuscordiaiscumprimentosedesejoatodosumBomAnode2016.
Porto, 29 dezembro de 2015
José António Beleza Carvalho
4
www.neutroaterra.blogspot.com
Visualização de páginas por país
ARTIGO TÉCNICO
65
1. Introdução
Aolongodosúltimosanostemsidocrescenteapreocupação
comosconsumosenergéticos, sendonecessáriointervirde
forma a reduzir os consumos e assimmanter a
sustentabilidadedoplaneta.
Aindústriaalimentarédossetoresmaisimportantes,sendo
ossistemasderefrigeraçãoosseusprincipaisconsumidores
deenergiaelétrica(EE), ocupandoassimamaiorparteda
fatiadoconsumodainstalaçãocercade75%[1]. Desta
formasurgeopresenteartigoquepretendeidentificar
oportunidades de eficiência energética na indústria
alimentar, nomeadamente, nosetor das carnes. Foram
estudadasduasinstalaçõeseidentificadaspossíveismedidas
dereduçãodosconsumosdeEE.
2. Sistemasderefrigeração
Arefrigeraçãoéoatodearrefecer,trata-sedaremoçãode
calor emque os seus princípios básicos assentam
fundamentalmentenasleisdafísicaedatermodinâmica.
Para a compreensãoda refrigeraçãoe dos seus ciclos
começamosporanalisarociclodeCarnot. Trata-sedeum
cicloteóricoideal emqueamáquinatérmicaéomais
eficientepossívelentredoisníveisdistintosdetemperatura.
Os componentes são: ocompressor, ummotor edois
permutadoresdecalor.
Napráticaesteciclotorna-seimpossível deaplicar, poisé
difícilefetuaracompressãoatéaopontodevaporsaturado
easuaexpansão.Assim,ociclomaisamplamenteutilizado
nossistemasderefrigeraçãoéodecompressãoavapor
comoilustraaFigura1.
Figura 1. Diagrama do ciclo de compressão a vapor
Osprocessosdesteciclosãoosseguintes[2]:
(1-2): Compressãoadiabáticareversível.Umfluidoabaixa
pressãoécomprimidooquelevaaoaumentodasua
pressãoetemperatura;
(2-3): Rejeiçãoreversível decalor apressãoconstante.
Duranteesteprocessoélibertadocalor;
(3-4): Expansãoirreversível aentalpia constante.Ofluido
refrigeranteaoatravessaraválvuladeexpansãovê
reduzidaasuapressãoetemperatura;
(4-1): Absorçãoreversível decalor apressãoconstante.
Comofluidoabaixapressãoetemperatura,ocalorà
suavoltaéabsorvido.
2.1. ComponentesdosSistemasdeRefrigeração
Sãovários os componentes mecânicos necessários num
sistemaderefrigeração.Osprincipaissão:
• Compressor;
• Condensador;
• Evaporador;
• Válvuladeexpansão.
Fernando Barrias a, Teresa Nogueira a, João Pinto b
aEngenhariaEletrotécnica –ISEP, bSKK–Refrigeração e Climatização, Lda
TECNOLOGIASDEPRODUÇÃODEFRIO :
ESTUDOEANÁLISEDEMEDIDASDEEFICIÊNCIAENERGÉTICA
ARTIGO TÉCNICO
66
Compressor:
Nocicloderefrigeração, ocompressortemduasfunções
principais: uma épromover a movimentaçãodofluido
frigoríferonoevaporador, demodoqueatemperaturae
pressãodesejadapossamsermantidas.Asegundafunçãoé
aumentarapressãodofluidoatravésdacompressãooque
levaaoaumentodatemperatura.Devidoaesteaumentode
pressãoofluidorefrigerantesobreaquecidoflui atravésdo
sistema.
Condensador:
Afinalidadedocondensadornumciclodecompressãode
vapor é fazer a permutação de calor, entre o fluido
frigorígeneoeofluidoabsorvedor,emquenormalmenteéo
ar ouágua[3]. Ostiposdecondensadores utilizadosna
refrigeraçãosãodetrêstipos: arrefecidoaar, arrefecidoa
água ou evaporativo. No ar condicionado utiliza-se
maioritariamentecondensadoresarrefecidosaarenquanto
quenarefrigeraçãosãoosevaporativososmaisutilizados.
Evaporador:
Oevaporadoréumpermutadordecalorquepromovea
transferênciadecalorentreofluidofrigorígeneoeomeio
quesepretendearrefecer. Afunçãodoevaporador é
arrefeceroarouolíquido,queporsuavezarrefeceacarga.
Ostiposdeevaporadorsãoarrefecidosaarouaágua. Um
evaporador arrefecidoaar éconstituídopor serpentinas
comalhetas, tendoinstaladoumoumaisventiladores, no
arrefecidoaáguaasserpentinasencontram-sesubmersas
emágua.
VálvuladeExpansão:
Asválvulasdeexpansãosurgemnocircuitoparareduzira
pressãodofluidofrigorigéneoecontrolaraquantidadede
fluidoqueentranoevaporador. Classificam-sedeacordo
comométododecontrolo, as principais são: válvulas
termostáticas,válvulaseletrónicasetuboscapilares.
OutrosComponentes:
Aolongodocircuitoderefrigeraçãoexistemaindaoutros
componentes, destacando-seossistemasdecontrolo,que
permitemcontrolar os várioscomponentes docircuitoe
promoveracomunicaçãoentreelesdeformaadarresposta
ásnecessidadesdainstalação.
2.2. ConsumosdeEnergia
Relativamenteaosconsumosenergéticosnarefrigeração,na
indústriaalimentar, estes ocupammais de50%, oque
globalmenteécercade15%a17%dototal deenergia
elétricaproduzida[4].
Paraumamelhornoçãodecomosedistribuemosconsumos
nas instalações de refrigeração, nomeadamente num
armazémderefrigeração,segue-seaFigura2quemostrao
consumodeenergia elétrica correspondenteaos vários
componentespresentesnasinstalaçõesdefrio[2].Épossível
verificaragrandefatiadarefrigeração, 54%, quealiadaà
descongelaçãoatingiráos75%[1].
Figura 2. Distribuição dos consumos elétricos num
armazém de refrigeração
2.3. MedidasdeEficiênciaEnergética
Naáreadarefrigeraçãopodemser implementadasvárias
medidasaonível daeficiênciaenergética. Algumasdestas
medidaspassampor:utilizarequipamentosmaiseficientes,
reparar os isolamentos das portas e fazer as devidas
manutenções.
Combasenumapesquisapelas várias oportunidades de
eficiência energética comseus os respetivos valores
percentuais da possível poupança energética, foram
encontradosalgunsdocumentos.
ARTIGO TÉCNICO
67
Paraosvariadoresdevelocidadeestesvaloresforamobtidos
apartirde: [4]; [5] e[6]. Osvaloresdailuminaçãoforam
atravésde[7]easrestantesoportunidadescombaseem[6].
Atravésdosestudosreferidosedeformaasintetizarostipos
demedidasdeeficiênciaenergéticaapresenta-seaTabela1.
Tabela 1. Oportunidade de Eficiência Energética nos
Sistemas de Refrigeração
3. Metodologiadeauditoriaaossistemasderefrigeração
Paraodesenvolvimentodametodologiadeauditoriasaos
sistemasderefrigeração,partiu-sedemétodosjáexistentes
bemcomodareflexãodeideiassobrecomoseprevêqueas
auditoriasdecorrametodosospassosnecessáriosaoseu
sucesso.
Deumaformageral sãoquatroasfasesprincipaisaterem
linhadeconta.
Aprimeira,fasedeplaneamento,consisteempreparartodo
odesenvolvimentodasauditorias, inicia-secomadefinição
doâmbitoeobjetivosdasauditorias, serãoescolhidasas
instalaçõesaseremestudadas. Concluídatodaafasede
planeamentosegue-seafasecrucial dotrabalho, afase
campo,emqueconsistefundamentalmentenadeslocaçãoà
instalaçãoerecolhadetodaainformação. Comtodaa
informaçãoobtidanotrabalhodecamposegue-seafasede
organizaçãodainformação,tratamentoeoseuestudo. Por
últimocomtodososdadosobtidosetratadoséfeitaasua
análiseesãoretiradasasdevidasconclusõesdeformaadar
respostaaoobjetivoinicialdaauditoria.
OdiagramadaFigura3representatodasasfasesnecessárias
eumabrevedescriçãodoquecompreendeacadafase.
Figura 3. Diagrama da metodologia desenvolvida
Paraestetipodeauditoriaséindispensável autilizaçãode
algumequipamentoquefacilitaráeauxiliaránastarefasno
momento do trabalho de campo (segunda fase da
metodologia).Idealmenteoequipamentonecessárioserá:
• Medidordedistânciaslaser;
• Termómetro;
• Câmaratermográfica;
• Luxímetro;
• Pinçaamperimétrica;
Oportunidade de Eficiência Energética
Poupança de Energia (%)
Variadores de Velocidade nos Motores e Ventiladores
15-40%; 34%; 7-17%
Controlo dos Ventiladores dos Condensadores
14 %
Controlo dos Ventiladores dos Evaporadores
16 %
Limpeza e Manutenção 20%
Isolamento 14 %
Proteções das portas 16 %
Iluminação LED 8%
Iluminação T5 de alta eficiência 5 %
Controlo da descongelação 30 %
Controlo de sobreaquecimento 5 %
Controlo de subarrefecimento 4%
Válvula de expansão 5%
Temperatura do produto 12%
Ajustes da temperatura da câmara
5%
ARTIGO TÉCNICO
68
• Voltímetro;
• Analisador/monitorizadordeenergia;
• Câmarafotográfica;
• Caudalímetro;
• Medidor de pressão e temperatura do circuito de
refrigeração.
Dainformaçãoarecolhernafasedecampodestaca-sea
apresentadanaTabela2.
Tabela 2. Informação a recolher nas instalações
Para implementar a metodologia desenvolvida é assim
necessáriocomeçarporidentificaroâmbitoeoobjetivodas
auditorias.Paraopresentetrabalhooâmbitofoi identificar
oportunidades deeficiência energética nos sistemas de
refrigeração.
Começa-seporselecionarasempresasaseremalvodeste
estudo, apósestaseleçãofez-seumprimeirocontactono
sentidodeexplicar oobjetivodesteestudo. Deseguida
segue-seavisitaàinstalação,aquidestaca-seautilizaçãode
todoomaterial anteriormentereferidobemcomoregistar
todaainformação.Porúltimocomtodaainformaçãofaz-se
umaanálisetécnicadainstalaçãoesãoobtidasasmelhorias
deeficiênciaenergéticapassiveisdeimplementar.
4. Casosdeestudo
Sãoapresentadosdoiscasosdeestudodeduasinstalações
domesmosetor, emquesãomostrados os principais
resultadosobtidosdasauditoriaseasrespetivaspropostas
demelhoria.
4.1. Instalação(A)
Estaprimeirainstalaçãoinsere-senosetordeabatedegado,
ondeéfeitooseuarmazenamentoesuacomercialização.
Aonível decâmarasderefrigeraçãopossui novecâmaras
sendoumadelasdecongelação.Ociclotermodinâmicoéo
decompressãoavapor. Sabe-sequeaolongodosanosa
instalaçãosofreuváriasmelhoriaseviuoseunúmerode
câmarasaumentar. Adatadeconstruçãodascâmarasbem
comodoseuequipamentoédoiníciodosanos90. Mais
tarde foramfeitas melhorias, no ano 2000 e mais
recentemente em2005. Esta instalação tema sua
alimentação em baixa tensão especial (BTE). Os
equipamentosdefrioinstaladosdatamsensivelmentedo
anode2000e2005.
4.1.1 Resultados
Aárea total a refrigerar édecerca de1600m3. As
temperaturasdascâmarasderefrigeraçãosãode0a2ºCea
dacongelaçãoédaordemdos-18ºC. Apotênciainstalada
referenteaos compressores éde46kW, sendoquea
potênciatotal instaladaacrescentandooscompressores, os
motoresdosventiladoreseailuminaçãoperfazumtotal de
53,8kW.
Informação a recolher
Descrição
Dados
genéricos
sobre a
empresa
Setor;
Ano;
Renovações;
Atividadesinternas;
Quantidadedeproduto(t);
FaturasdeEnergiaElétrica.
Informação
das câmaras
frigoríficas
Dimensões(m 3);
Equipamentos: Evaporador, Iluminação,
Ventiladores;
Tipodecâmara(refrigeração/congelação).
Hábitos de
utilização
Tempodeaberturadasportas;
Quantidadedeprodutonascâmaras;
Temperatura do produto quando
colocado.
Inspeção
visual aos
equipamentos
Isolamentos;
Gelo;
Sujidade.
ManutençõesPlanosdemanutenção;
Técnicosresponsáveis.
Monitorizar
equipamentos
Condensador, Evaporador, Compressor,
Sistematotaldefrio.
ARTIGO TÉCNICO
69
Relativamenteàfaturaenergéticaainstalaçãoapresentaum
custototalanualdeEEde34441,18€eumconsumoanual
deenergiade196705kWh(Figura4).
Figura 4. Evolução dos consumos e custo ao longo de um
ano na instalação (A)
Dográficodafigura4conclui-sequeosmesesdemaior
consumosãoosmesesdeverão, jáosdemenorconsumo
sãonovembroefevereiro,omêsdedezembroapresentaum
valorrelativamenteelevadocomparativamenteanovembro,
estefactodeve-seàépocafestivanatalíciaedeanonovo.
Alémdaenergiaativaestainstalaçãoapresentavalores
significativos deenergiareativa, ovalor total anual de
reativafoide31359kVArheorespetivocustode714,66€.
Dadaaquantidadedemotoresedeiluminaçãofluorescente
énotórioovalorelevadodaenergiareativa.
Apósrecolhidaainformaçãoduranteaauditoria, fez-seo
seutratamentoeobteve-seaTabela3, queapresentaos
dadosgeraisdainstalação.PartindodosvaloresdaTabela3
foramcalculados os valores dos indicadores que se
apresentamnaTabela4.
Os indicadores da instalação temutilidade quando
comparadoscomoutrosvaloresdeinstalaçõessemelhantes,
assimépossível perceberondeseencontramosmaiores
desviosedesenvolverumabasededados.
Tabela 3. Dados gerais da instalação
Tabela 4. Indicadores da instalação
Dainspeçãovisual ecomauxíliodacâmaratermográfica
verificaram-sealgunspontosnointeriordascâmarascom
possíveisperdas,nomeadamentenosisolamentosdasportas
enos carris deentradadas carcaças paraas câmaras.
Relativamenteàpresençadegeloverificou-seumblocode
gelo assente no evaporador localizado na câmara de
congelação. Ailuminaçãonointerior dascâmaraséfeita
automaticamente e o tipo de lâmpadas utilizadas são
fluorescentes do tipo T5 de 49Wcom balastros
ferromagnéticos. Noexterior, aonível dos compressores
estes apresentavamalguma ferrugem, os isolamentos
encontravam-sedegradadosereparou-seaindanumafuga
deóleonumdos compressores. Umadas unidades de
refrigeraçãodoexterior encontrava-secomaventilação
obstruídaporpartedeummuro,oqueseencontravaassim
afuncionaremesforço.
Descrição Valor
Consumo Total Anual de EE 196705 kWh
Quantidade de Produto Anual 3120 t
Volume Total das Câmaras 1605,02 m 3
Potência Total dos Compressores 45,93 kW
Potência Instalada de Frio 53,76kW
Custo Anual EE 34441,18 €
Indicador Valor
Consumo Especifico de EE 63,05 kWh/t
Consumo de EE por Volume das Câmaras
122,56 kWh/m3
Quantidade de Produto por Volume 1943,90 kg/m3
Potência Instalada por volume 33,49 W/m3
Potência dos compressores por volume
28,62W/m 3
Custo de EE por Tonelada 11,04€/t
Custo médio anual do kWh 0,1751€/kWh
ARTIGO TÉCNICO
70
Relativamenteaoshábitosdeutilização, osfuncionáriosda
instalaçãonãotêmgrandescuidadoscomasportasdecais,
mantendo as abertas por períodos prolongados em
momentossemnecessidade. Osmotoresdosventiladores
nãopossuemqualquer tipodecontrolodevelocidade,
estandoapenasligadooudesligado.Umaspetopositivofoia
existênciadecortinasdelamelasnacâmaradecongelação.
4.1.2 SoluçõesSugeridas
Combasenosresultadosesuaanálise, reparou-sequea
instalaçãopodeser alvodevárias melhorias. Das várias
melhoriasafazersugerem-seasseguintes:
• Isolamentosnastubagensqueligamoscompressores
aosevaporadores;
• Manutenções;
• Variadoresdevelocidade;
• Substituição de balastros ferromagnéticos por
eletrónicos;
• Corrigirofatordepotência;
• Melhoraroshábitosnagestãodaaberturadasportas
decais;
• Alteraralocalizaçãodaunidadederefrigeração;
• Estudar apossibilidadedeinstalar umacentral de
frio;
• Estudarapossibilidadedesubstituiçãodailuminação
fluorescenteporLED.
Destassoluções, algumasapresentamcustosrelativamente
baixoscommelhoriassignificativas, taiscomofazer uma
revisãodosisolamentosemanutençõesaonível dosvários
equipamentos, como compressores e evaporadores.
Controlar melhor otempoemqueas portas decais se
encontramabertastambémseráumamedidainteressante
namedidaemquediminui asvariaçõesdetemperaturao
que, reduzirá o número de arranques do sistema de
refrigeração.
4.2. Instalação(B)
Àsemelhançadainstalação(A) estainsere-senomesmo
setor, já ao nível das suas funções para alémda
comercializaçãoearmazenamento, estainstalaçãoefetua
abate de gado, tendo assimuma área dedicada ao
matadouro. AalimentaçãoéfeitaemMédiaTensão(MT)
havendoumtransformador de630kVA. Osistemade
refrigeraçãoécentralizado,compostopordoiscompressores
comcontrolodecarga. Ociclotermodinâmicoéode
compressãoa vapor, tendocomofluidorefrigeranteo
amoníaco.
4.2.1 Resultados
Ainstalaçãopossui18câmaras,sendoasmaispequenascom
volumenaordemdos37m 3 easmaioresde250m 3, o
somatóriodovolumedecadacâmaraperfazumtotal de
2460m 3.Tratam-setodasdecâmarasderefrigeraçãosendo
oseuvalordetemperaturainteriorcompreendidoentre0a
2ºC. RelativamenteaoscomponentesconsumidoresdeEE
nointeriordascâmaras, osventiladoresdosevaporadores
têmumapotênciade370WeailuminaçãoédotipoT5de
49W,utilizandobalastrosferromagnéticos.
A potência instalada dos principais equipamentos da
instalaçãodefrioapresenta-sedistribuídaporcomponentee
comasuarespetivapotênciatotalcomopodeserverificado
naTabela5.
Tabela 5. Potência de frio instalada
OconsumototaldeEEanualéde747081kWheorespetivo
custototalde85355,11€.Talcomonainstalação(A)operfil
deconsumosegueamesmatendência, verificando-seos
mesesdemaiorconsumonoverãoeodemenorfevereiroe
novembro,comoilustraaFigura5.
Equipamento Potência (kW)
Compressores 90
Ventiladores 15,17
Torre de refrigeração 8,25
Iluminação 3,97
Total 117,40
ARTIGO TÉCNICO
71
Figura 5. Evolução dos consumos e custo ao longo de um
ano na instalação (B)
ArelaçãoentreoconsumodeEEequantidadedeproduto
emtoneladasquepassapelasinstalações,representa-seno
gráficodaFigura6.
Figura 6. Relação entre o consumo de EE e quantidade de
produto em toneladas
Daquiobserva-se,demodogeral,umaevoluçãocoincidente
dosconsumoscomaquantidadedeproduto, comexceção
domêsdeagostoedezembroemqueestatendêncianãose
verifica, comosãoosmesesdeextremosousejaomais
quenteemaisfrioconclui-seoqueatemperaturaexterior
temuma maior influência nos consumos do que a
quantidadedeproduto, nestecasoacarneederivados,
presentesnointeriordascâmaras.
Comosdadosrecolhidosépossívelobterindicadoresacerca
dasinstalações. ATabela6resumeosvalorestotaispara
cálculodosindicadoresapresentadosnaTabela7.
Tabela 6. Dados gerais da instalação
Tabela 7. Indicadores da instalação
Aonível dosisolamentos, verificou-seaexistênciadegelo
emtornodastubagens.Aempresaapresentapreocupações
egrandesexigênciasaoníveldeumaboagestãodaabertura
efechodeportas,tantodascâmarascomoasportasdecais.
Umproblemaverificadofoi comadescongelação, quenão
estáimplementadadeformaautomática. Ascâmarasde
refrigeraçãonãopossuíamisolamentossecundários.
4.2.2 SoluçõesSugeridas
Apresentam-seasmelhoriaspropostasparaainstalação(B):
Isolamentos;
• Manutenções;
• Variadoresdevelocidade;
• Substituição de balastros ferromagnéticos por
eletrónicos;
Descrição Valor
Consumo Total Anual de EE 747081 kWh
Quantidade de Produto Anual 5394,80 t
Volume Total das Câmaras 2460,33 m 3
Potência Total dos Compressores 90 kW
Potência Total de Frio 117,40 kW
Custo Anual EE 85355,11 €
Indicador Valor
Consumo Especifico de EE 138,5 kWh/t
Consumo de EE por Volume das Câmaras
303,7 kWh/m3
Quantidade de Produto por Volume 2193 kg/m3
Potência Instalada por volume 47,7 W/m3
Potência dos compressores por volume
36,6W/m 3
Custo de EE por Tonelada 15,82€
Custo médio anual do kWh 0,1143 €/kWh
ARTIGO TÉCNICO
72
• Estudarapossibilidadedesubstituiçãodailuminação
fluorescenteporLED;
• Automatizaradescongelação;
• Atualizarosistemadegestãodarefrigeraçãoparaum
maisatual.
Comoobservadona instalação(A) aqui a questãodos
isolamentos emanutenções tambémseriaumapossível
medida de melhoria. A instalação de variadores de
velocidadetambémpassaporserumamedidainteressante,
no sentido que permitirá ajustar a velocidade dos
ventiladoresconformeassuasnecessidades, aoinvésdese
encontrarligado,àvelocidademáxima,oudesligado.
5. Conclusões
PartindodohistóricodosconsumosdeEEaolongodeum
ano e da quantidade de produto da instalação (B),
verificaram-sequeascondiçõesambientais,nomeadamente
a temperatura externa, temummaior impacto nos
consumosdoqueaquantidadedeprodutoquepassapelo
interiordasinstalações.Dosindicadoresparacadainstalação
sãonotóriasasdiferençasaoníveldosconsumosespecíficos,
verificando-se assimque a instalação (B) temvalores
superioresaoda(A), poisdeve-seofactodosprocessos
internosseremdecertaformadistintos,poisainstalação(B)
fazabatedegado. OcustomédiodokWhéinferior na
instalação(B)ondeaquientramvaloresdetarifáriorelativos
à MT, já na instalação(A) ocustoésuperior pois é
alimentadaemBTE.
Dasmedidassugeridasdestaca-seumamelhorianagestão
comportamental, sendoestaumamedidadecustonuloou
reduzidoquepoderátergrandeinfluêncianosconsumos,
poisaaberturaefechodeportaspermiteinfiltraçõesdeara
temperaturassuperioresqueconduzemànecessidadede
maiorconsumodeenergiadosistemaderefrigeraçãopara
manteratemperaturadacâmara.
Deumaformageral ecombasenestasduasinstalações
conclui-sequeaáreaarefrigeraçãotembastantemargem
deaumentodeeficiênciaenergética.
Para finalizar, este trabalho apresenta assim uma
metodologiadeauditoriasorientadaparaossistemasde
refrigeração,oquepoderáservircomobaseparaeventuais
trabalhosfuturos.
Referências
[1] Alexander, B. Lekov, ThompsonLisa, T. McKaneAimee,
AlexandraRockoff, andPietteMaryAnn. Opportunities
forEnergyEfficiencyandAutomatedDemandResponse
inIndustrialRefrigeratedWarehousesinCalifornia,2009.
[2] Dinçer, I., andM. Kanoglu. 2010. RefrigerationSystems
andApplications.Wiley,2ªed.,2010
[3] Hundy, G. F. , A. R. Trott , andT.C. Welch. 2008.
RefrigerationandAirConditioning.BH,4ªed.,2010.
[4] Mulobe, N. J., andZ. Huan. 2012. Energy efficient
technologiesandenergysavingpotentialforcoldrooms.
PaperreadatIndustrial andCommercial UseofEnergy
Conference(ICUE), 2012Proceedingsof the9th, 15-16
Aug.2012.
[5] Mulobe, N.J. Huan, Z. "Optimal Energy SavedUsing
VariableAirVentilationforColdRooms."IEEE,2014
[6] Evans,J.A.,E.C.Hammond,A.J.Gigiel,A.M.Fostera,L.
Reinholdt, K. Fikiin, andC. Zilio. 2014. "Assessmentof
methodstoreducetheenergyconsumptionoffoodcold
stores."AppliedThermal Engineering, vol. 62, pp. 697-
705,2014.
[7] Trust, Carbon. RefrigerationSystems - Guidetokey
energysavingopportunities,2011
Portarian.º252/2015,de19deagosto
ProcedeàalteraçãodaPortarian.º949-A/2006,de11de
setembro, que aprovou as Regras Técnicas das
Instalações Elétricas de Baixa Tensão (RTIEBT), nos
termos previstos no artigo 2.º do Decreto-Lei n.º
226/2005,de28dedezembro,poraditamentodasecção
722–Alimentaçãodeveículoselétricos, àparte7das
RTIEBT- Regras Técnicas das Instalações Elétricas de
BaixaTensão.
Notassoltas:
85
AntónioAugustoAraújoGomes [email protected]
Mestre emEngenharia Eletrotécnica e Computadores, pela Faculdade de Engenharia daUniversidadedoPorto.ProfessordoInstitutoSuperiordeEngenhariadoPortodesde1999. CoordenadordeObrasnaCERBERUS-EngenhariadeSegurança, entre1997e1999. Prestação, paradiversasempresas, deserviçosdeprojetodeinstalaçõeselétricas, telecomunicaçõesesegurança, formação,assessoriaeconsultadoriatécnica.
CarlosAndréRodriguesdaSilva [email protected]
MestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.DiretorTécnicodeProjetoeGestãodeCentraisFotovoltaicasdaempresaCAPA.
CarlosValbomNeves [email protected]
ComformaçãoemEngenhariaEletrotécnica, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadeLisboa, elicenciaturaemGestãodeEmpresas, tendocolaboradocomaFESTO, PHILIPS, ABB–AseaBrownBoveri, Endress&Hauser eTECNISIS. ÉespecialistaemInstrumentação, ControledeProcessosIndustriaiseemSistemasdeAquecimentoeTraçagemElétrica.Temcercade25anosdeexperiênciaadquiridaemcentenasdeprojetosexecutadosnestasáreas.VivenoEstoril,emPortugal.
Tecnisis éespecialistaemSistemas deextinçãoautomáticadeincêndios, eminstrumentaçãoindustrial, emsistemasparazonasperigosasATEX eemmediçãodevisibilidadeedeteçãodeincêndiosemtuneisrodoviários.ATecnisistem25anosdeatividadeemPortugalcommilharesdeaplicaçõesemtodosossegmentosdaindustria.www.tecnisis.pt
DiogoFilipePintoDantasSoares [email protected]
LicenciadoeMestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.EstagiárionaEDPProdução,DireçãoeGestãodeObras–GestãodeObraseEquipamentos(DGO–GOEQ),desdeJunho2015.
FernandoJorgeJustoTaveiraBarrias [email protected]
LicenciadoeMestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.RealizouumestágiocurricularnaempresaSKK–RefrigeraçãoeClimatização,Ldasobreatemáticadaeficiênciaenergéticanossistemasderefrigeração,resultandonadissertaçãodemestrado.
FernandoMauricioTeixeiraDeSousaDias [email protected]
DoutoremEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores,naÁreaCientíficadeSistemasElétricosdeEnergia.TítulodeEspecialistanaáreadeEletricidadeeEnergia.Professor AdjuntonoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto, departamentodeEngenhariaEletrotécnica.DiretordaRevistaELEVAREdaáreadosequipamentosdeelevação.MembrodaComissãoTécnicaCT-63AscensoreseMontaCargas.PresidentedaAssembleiaGeraldaONGEngenho&Obra.
COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :
86
HenriqueNunoBaptistaGonçalves [email protected]
DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.Desde2015atéàdata: Engenheiro–Pesquisa, DesenvolvimentoeCertificação, WEGeuro-IndústriaEléctrica,S.A..De2009a2014,InvestigadorAuxiliarnoGrupodeEletrónicadePotênciaeEnergia–CentroAgoritmi –UniversidadedoMinho. De2006a2009, ProfessordeInformática,MinistériodaEducação-DireçãoRegional deEducaçãodoNorte. De1999a2006, DocentenoInstitutoPolitécnicodeBragança-DepartamentodeEletrotecnia.De1998a1999,InvestigadornaEFACECUniversalMotorsS.A.-DepartamentodeEstudosEstratégicos.
HorstHuldreishArdilaHamadaMarques [email protected]
Brasileiro, ingressouentreos5primeirosalunosnocursotécnicodemecatrônicaem2008, naEscolaTécnicaEstadual Prof. BasilidesdeGodoy. Formadocombolsadeestudosintegral emEngenhariaElétrica-SistemasdePotência,EnergiaeAutomaçãopelaUniversidadePresbiterianaMackenzie,UPM,ganhouprêmiospela3ªmelhormédiageral docursoe3ºmelhorTrabalhodeConclusãodeCursodosformandosdaquelesemestre. MestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosDeEnergiapeloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto,ISEP,foio1ºalunodestecursoaconcluiroacordobilateraldeDuplaTitulaçãocelebradoentreUPMeISEP,fazendoumadissertaçãoconjuntacomorientadoresbrasileiroeportuguês.Atualmente,trabalhacomoEngenheirodeComprasnaSiemensLTDA."
JoãoPauloPinto [email protected]
LicenciadoemEng.MecânicanaFEUP,temumDESpeloInstitutFrançaisduPetrole,umMBApeloentãoInstitutoSuperiordeEstudosEmpresariasdaUniversidadedoPortotendorealizadováriasformaçõesexecutivasemdiversasescolas,emparticular,emHarvard,MITeInsead.DepoisdetersidoconsultornaAccenture,esteve18anosnoGrupoSonaeondefoiadministradordeváriasempresas,emváriossetoresdeatividadeeváriospaíses.EmMarçode2014fundouaSKK,LdaempresadaqualéoCEO
JoséEduardoMendesSaavedraDePinho [email protected]
FrequentouaLicenciaturaemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia(LEE-SEE)noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP), tendocompletadoograuem2014/2015. As suas áreas deinteresseestãovocacionadas paraastelecomunicações,bemcomoenergiasrenováveis.
JoséRicardoTeixeiraPuga [email protected]
DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.ProfessordaunidadecurriculardeEletromagnetismo, noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.Detémaindaresponsabilidadesdevice-diretordaLicenciaturadeEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergiaedeVice-DiretordoCentrodePrestaçãodeServiços–TID.
LuisRicardoMatosCunhaVianadeCarvalho [email protected]
LicenciadoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadorespelaUniversidadedeTrás-os-MonteseAltoDouro,eMestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergiapeloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.DesdeOutubrode2015quedesempenhafunçõesnaSchneider-ElectricPortugal,comoFieldSalesSpecialistEngineer.
COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :
87
ManuelBolotinha [email protected]
Licenciou-seem1974emEngenhariaEletrotécnicanoInstitutoSuperior Técnico, ondefoiProfessorAssistente.Temdesenvolvidoasuaatividadeprofissionalnasáreasdoprojeto,fiscalizaçãodeobrasegestãodecontratosdeempreitadasdeinstalaçõeselétricas,nãosóemPortugal,mastambémemÁfrica,naÁsiaenaAméricadoSul.MembroSéniordaOrdemdosEngenheiroseMembrodaCigré,étambémFormadorProfissional,credenciadopeloIEFP, conduzindocursosdeformação, decujosmanuaiséautor, emPortugal,ÁfricaeMédioOriente.
ManuelJoãoDiasGonçalves [email protected]
LicenciadoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores, pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ExercefunçõesdocentesnoInstitutoSuperiordeEngenharia,nacategoriadeProfessorAdjunto,noDepartamentodeEngenhariaEletrotécnica.
MarcoAurélioRiosdaSilva [email protected]
MestreemEngenhariaEletrotécnica–Sistemas Elétricos deEnergia(MEESEE) noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP). Desdeoutubrode2007quedesempenhafunçõesnoGECAD,comoinvestigador.Assuasáreasdeinvestigaçãosãorelacionadascomgestãodosrecursosenergéticosdistribuídos.
MariaJuditeMadureiraDaSilvaFerreira [email protected]
DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.ProfessoradediversasunidadescurricularesemEngenhariaEletrotécnica, noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.ÉtambémdetentoradocargodediretoradaLicenciaturadeEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergiaedediretoradoCentrodePrestaçãodeServiços–TID.
MariaTeresaDoValleMouraCosta [email protected]
LicenciadaemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores, pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto, recebeuograudeMestreemInvestigaçãoOperacional eEngenhariadeSistemas,peloInstitutoSuperiorTécnicodaUniversidadeTécnicadeLisboaeograudeDoutoremCiênciasdeEngenharia,pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ExercefunçõesdocentesnoInstitutoSuperiordeEngenharia,nacategoriadeProfessorAdjunto,noDepartamentodeMatemática. OcupaocargodeDiretor deCursodeLicenciaturaemEngenhariadeSistemas.
PauloMartinsVaz [email protected]
LicenciaturaemEngenhariaEletrotécnica–RamodeEletrónica, InstrumentaçãoeComputaçãopelaUniversidadedeTrás-os-MonteseAltoDouro,VilaReal.KeyAccountPanelBuidersnaSchneiderElectric-AcompanhamentoTécnico-Comercial RededeFabricantes de Quadros Elétricos, aconselhamento de produtos e soluções à escala dasnecessidadesdomercado.
PedroMiguelSoaresCaçote [email protected]
MestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergia peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.
COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :
88
RoqueFilipeMesquitaBrandão [email protected]
DoutoremEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores,naÁreaCientíficadeSistemasElétricosdeEnergia,pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ProfessorAdjuntonoInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto, departamentodeEngenhariaEletrotécnica.Consultortécnicodealgunsorganismospúblicosnaáreadaeletrotecnia.
Sérgio Filipe Carvalho Ramos [email protected]
DoutoradoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadorespeloInstitutoSuperiorTécnicodeLisboa.DocentedoDepartamentodeEngenhariaEletrotécnicadocursodeSistemasElétricosdeEnergiadoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto. Prestação, paradiversasempresas, deserviçosdeprojetodeinstalaçõeselétricas,telecomunicaçõesesegurança,formação,assessoriaeconsultadoria técnica. Investigador no GECAD(Grupo de Investigação emEngenharia eComputaçãoInteligenteparaaInovaçãoeoDesenvolvimento),doISEP.
SérgioManuelCorreiaVieira [email protected]
LicenciadoemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergianoISEP(2015). EstágiocurricularnoGECADondedesenvolveuumaaplicaçãodeauxilioaodimensionamentoderedesdecabocoaxialnasITURPrivadas(2015).AlunodoMestradoemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergianoISEP. CursoProfissional deTécnicodeInstalaçõesElétricasnaEscolaSecundáriaCarlosAmaranteemBraga(2011).EstágionaempresaOTISElevadores,delegaçãodeBraga,naáreademanutençãoereparaçõesdeelevadores(2011).
SilvanaMafaldadaSilvaRocha [email protected]
MestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergianoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP). ElicenciadaemCiênciasdeEngenharia–PerfildeEngenhariaEletrotécnicanaFaculdadedeCiênciasdaUniversidadedoPorto(FCUP). Assuasáreasdeinteresseestãovocacionadasparaasenergiasrenováveisesistemaselétricosdeenergia.
TeresaAlexandraFerreiraMourãoPintoNogueira ([email protected])
DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaeumaexperiênciade20anosdedocêncianoISEP.Desde2010édiretoradocursodemestradoemEng.ªEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergia.Áreas detrabalho: mercados deeletricidade, energias renováveis, eficiência energética equalidadedeserviçoelétrico.Trabalhou5anoscomoprojetistademáquinaselétricas:transformadoreseaparelhagemelétrica.
COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :