Tecnologia Abaixo de Zero

Hoje falaremos um pouco sobre a geração de frio e as tecnologias disponíveis para elevar a eficiência dos sistemas de refrigeração industrial.

Sempre que um cliente me convida para visitar uma indústria, logo peço para conhecer a sala de máquinas, algo neste setor sempre me fascinou, talvez seja pela sua importância para a empresa, ou talvez por exemplificar a perfeita integração dos ramos da engenharia que mais me atraem, elétrica e mecânica. De toda a forma, como a economia da nossa região é baseada no processamento de proteína animal, grande parte da sala de máquinas típica é dedicada aos equipamentos de Refrigeração por Compressão de Vapor¹, equipamentos estes que, segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica – ANEEL, são responsáveis por algo entre 60% e 75% do consumo de energia elétrica em uma indústria. Quando observamos o conjunto global dos custos de uma sala de máquinas (insumos, manutenção e operação), percebemos que existe aqui uma grande oportunidade para aumento de eficiência, e que este aumento causará um grande impacto nas despesas com utilidades industriais.

Neste artigo, indicamos tecnologias focadas no aumento da eficiência dos sistemas de refrigeração com consequente redução em seus custos operacionais.

Como profissional, observando cuidadosamente as peculiaridades de cada indústria, percebi que 99% de todas as salas de máquinas que visitei se encaixam em um dos tipos apresentados a seguir.

Tipo 1

Característica de indústrias antigas, onde a atualização da sala foi negligenciada e possui prevalência ainda considerável em pequenas e médias indústrias. Aqui, toda a operação é realizada manualmente, sendo o operador responsável por manter a geração o mais próximo possível da demanda. Neste tipo de sala, os auxílios tecnológicos são escassos e o sucesso da operação depende quase que exclusivamente da habilidade e do conhecimento do operador.

• Características: Operação manual, sem assistência tecnológica, muito dependente da habilidade do operador
• Fontes de Desperdício: Resposta lenta as variações de demanda, descarga desequilibrada entre os compressores do regime, dimensionamento equivocado de cargas.

Tipo 2

Neste caso, já é possível observar algum grau de automação na operação, sendo que parte da carga de trabalho do operador é realizada pela automação embarcada em cada compressor. Parte da responsabilidade de manter a geração próxima a demanda é dos compressores, cabendo ao operador realizar o “ajuste fino” e definir a partida ou a parada das máquinas.

Estão contidas nesta definição, a maior parte das salas de máquinas presentes em nossa região.

• Características: Operação manual, com alguma assistência tecnológica, compressores atuam automaticamente de forma individual para manter um setpoint, parametrização do sistema engessada e debatida entre os operadores mais antigos e experientes, cada mudança de parâmetro ou estado deve ser realizada diretamente em cada um dos compressores;
• Fontes de Desperdício: Resposta lenta as variações de demanda, descarga desequilibrada entre os compressores do regime, parametrização incorreta do sistema.

Tipo 3

Observado em indústrias onde já ocorreram investimentos para a modernização da sala de máquinas, contam com sistemas de supervisão, onde a parametrização e operação das máquinas é realizada a partir da sala de controle, e possuem sistemas de sequenciamento dos compressores que operam em cada regime, solução que é popularmente conhecida como Auto-Stage. Neste tipo de sala, o sistema de sequenciamento define o melhor ponto para a operação de cada máquina, realizando a modulação de capacidade e partindo ou parando compressores automaticamente.

• Características: Operação semiautomática, com sistema de supervisão, compressores atuando automaticamente de forma conjunta para manter um setpoint, parametrização do sistema engessada e definida uma única vez, geralmente pelo fabricante da máquina ou sistema, no startup;
• Fontes de Desperdício: Resposta intermediária as variações de demanda, parametrização incorreta do sistema.

 

Na Tabela abaixo, são apresentados as soluções que a Pontes Engenharia emprega para o aumento da eficiência de cada um dos três tipos de sala de máquinas.

[wpdatatable id=6]

Nosso trabalho é diferenciado, oferecemos sistemas e soluções por meio de serviços de licenciamento, assim conseguimos oferecer aos nossos clientes o menor custo de atualização do mercado.

Para balizar o grau de investimento necessário, estima-se que o investimento inicial em uma sala do tipo 1 seria de aproximadamente R$ 30.000,00 por compressor, e que o custo anual de Licenciamento e Gestão do Sistema seria de aproximadamente R$ 25.000,00, valor este que pode ser deduzido do IRPJ como Despesa Operacional. Abaixo temos a descrição de cada uma das soluções apresentadas.

Auditoria Energética e Gestão de Utilidades

No início de cada projeto realizamos uma Auditoria Energética Inicial em nosso cliente, para que seja feito o levantamento das fontes de desperdício e para que sejam identificados quais pontos apresentarão o maior retorno sobre o investimento.

Após o startup do projeto, continuamos o acompanhamento do nosso cliente com o serviço de Gestão Remota de Utilidades. Neste serviço, nossos sistemas acompanham toda a operação do cliente, 24 horas por dia, 7 dias por semana. Estes dados de telemetria do sistema são periodicamente analisados por especialistas em cada área e discutidos com os operadores, garantindo que o sistema de refrigeração esteja sempre operando com a maior eficiência possível e com a parametrização correta.

Auditorias Energéticas Periódicas também são realizadas, buscando sempre novos pontos de melhorias e novas oportunidades de investimento.

Sistema de Sequenciamento e Controle de Compressores

Nosso sistema de sequenciamento conta com as seguintes características técnicas:

• Realiza a modulação da capacidade dos compressores de cada regime;
• Parte e para cada máquina automaticamente;
• Realiza o rodízio de máquinas, distribuindo seu desgaste de maneira uniforme;
• Possui telas de supervisão onde é possível operar, visualizar o histórico e controlar os parâmetros de cada compressor.

Abaixo temos um vídeo demonstrando o funcionamento de um Sistema de Sequenciamento e Controle.

 

Sistema Inteligente de Ajuste de Demanda (Solução baseada em IOT)

Este sistema realiza o ajuste da geração de frio baseado em um algoritmo que faz a predição de demanda, deste modo o sistema de refrigeração não irá apenas responder as variáveis de controle locais (Ex.: Pressões de Sucção e Descarga) mas também as variáveis externas (Ex.: Variações de temperaturas das câmaras), com isto o sistema responde de maneira muito mais rápida e também opera apenas quando realmente é necessário. Este tipo de controle promove aumento de eficiência médio entre 15% e 20%, em sistemas com mais de 10 compressores de parafuso, ou em sistemas mistos, com compressores de parafuso e alternativos.

¹ – Existem também, ainda que raros por aqui, sistemas de Refrigeração por Absorção de Vapor, que utilizam alguma fonte de energia secundária/residual térmico (regimes até aprox. -5 ºC) ou energia primária + energia secundária (regimes até -50ºC) e a transformam em energia térmica na forma de frio. Este tipo de sistema será tema de outro post aqui do nosso blog.

 

Estas são algumas das nossas soluções para o mercado da refrigeração industrial. Para saber mais, ou se você tem qualquer dúvida ou sugestão, fique à vontade para entrar em contato conosco ou deixar seu comentário aqui no blog.

Um forte abraço.