Industrial refrigeration: systems design, creation of selection tools; Technologies to improve energy efficiency

Relatório de estágio do Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentado à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraOs sistemas de refrigeração assumem uma cada vez maior importância na atual sociedade de consumo, sendo responsáveis por um enorme consumo energético. Na maior parte do tempo operam em carga térmica parcial, já que estes sistemas têm de ser projetados para conseguirem atender às condições de máxima carga de operação, ou seja, às condições nominais de projeto, correspondentes aos períodos mais exigentes. Consequentemente estes sistemas são habitualmente sobredimensionados para todas as condições de operação intermediárias e apresentam um consumo energético elevado. Num contexto de elevada competitividade industrial, associado à atual crise energética e ambiental, é imperativo reduzir os consumos de energia na operação dos sistemas de refrigeração. Atendendo a este facto, justifica-se o desenvolvimento e incorporação de componentes e tecnologias que promovam a melhoria do desempenho energético destas instalações. O objetivo deste trabalho, desenvolvido em paralelo com o estágio na empresa SKK, Climatização e Refrigeração, Lda., pretendeu caracterizar e identificar tecnologias e componentes para aumento do desempenho energético de sistemas de refrigeração. Tendo em conta o contexto de inserção na empresa e tipo de projetos nela realizados, apenas são abordados neste documento sistemas de refrigeração por compressão a vapor. Ao longo deste texto são analisados os principais parâmetros e componentes a verificar para o bom funcionamento de uma instalação frigorífica. É apresentado um estudo aos vários tipos de sistemas e equipamentos de controlo que promovem o desempenho energético de uma instalação frigorífica, e apresentadas as principais soluções existentes no mercado atual. São também descritas algumas das atividades executadas durante o estágio. Do estudo desenvolvido, conclui-se que o desempenho energético e eficiência de um sistema de refrigeração devem ser planeados e considerados nas várias fases de implementação do projeto. Atualmente, já existe no mercado um conjunto de tecnologias e componentes de controlo que promovem uma melhor eficiência e desempenho energético dos sistemas de refrigeração, contribuindo, assim, para a redução dos custos energéticos e ambientais.As time goes by refrigeration systems have been getting an even greater importance in today’s society, and are responsible for a great energy consumption. Most of the time these systems operate at partial load, since they have to be projected to deal with the maximum needed load conditions for the harshest periods of operation. Therefore, these systems are oversized for all intermediary operating states resulting in a high energy consumption. In a high competitive industrial context, in association with the nowadays energetic and environmental crisis, it is imperative do reduce the operations costs related to the energy bill. So, it is of the outmost importance the development and implantation of components and technologies that promote the energetic performance and efficiency of these systems. This thesis’s goal, developed side by side with an internship at SKK, Climatização e Refrigeração, Lda, it’s the study of technologies and components that promote a better energetic performance of refrigeration systems. Having into account the company’s insertion context and the type of projects that are developed there, only vapor compressing systems will be referred to. During this document several items and parameters are verified and analyzed to achieve a good and functioning refrigeration plant. Various types of control systems and control equipment for a refrigeration plant are presented, as well as the existing solutions for their retrofitting. Some activities performed during the internship are also referred to. From the study developed it is concluded that the energetic performance and efficiency of a refrigeration system must be planned and considered on all the phases of the project’s implementation. At this moment, it is already available in the market a fair amount of technologies and control components that promote a greater efficiency and energetic performance of these systems, therefore contributing to the reduction of the operation costs and environmental impacts that are associated with these systems