Uma instalação de referência em refrigeração transcrítica a CO2
D.R.
Caso de estudo: Dinamarca – arquitetura, operação e eficiência energética
O presente artigo apresenta a análise técnica aprofundada de uma instalação de refrigeração transcrítica a CO2 (R-744) de referência mundial, implementada na sede da Danfoss na Dinamarca e disponível para visita técnica e formação profissional.
Trata-se de um supermercado real, concebido para integrar grande parte das soluções tecnológicas atualmente disponíveis para sistemas de CO2: circuitos de temperatura intermédia (IT), média temperatura (MT) e baixa temperatura (LT) com variação de velocidade individual por compressor; ejetores do tipo combi e all-in-line para apoio ao ar condicionado; produção de água quente por recuperação de calor (HRU); gascooler adiabático; e fonte térmica dedicada para descongelação.
São apresentados e analisados os dados operacionais reais extraídos do sistema de monitorização da instalação, incluindo pressões de operação, temperaturas, sobreaquecimentos, capacidades e diagrama pressão-entalpia (P-h) do ciclo transcrítico. Discutem-se as implicações para o projeto de novas instalações comerciais em Portugal, com base na experiência acumulada.
Introdução
A Dinamarca tem-se afirmado como um dos mercados europeus mais avançados na adoção de sistemas de refrigeração com fluidos naturais. A Danfoss A/S, com sede em Nordborg, é um dos principais fabricantes mundiais de componentes para refrigeração e AVAC. Esta instalação é um laboratório de investigação e desenvolvimento que reproduz fielmente um supermercado real equipado com grande parte das soluções tecnológicas disponíveis para o CO2 transcrítico.
Esta instalação constitui um recurso formativo de referência para engenheiros, técnicos e decisores do setor a nível mundial, sendo possível solicitar visita técnica. A Gesticool, no âmbito da sua política de atualização técnica permanente e da introdução das mais recentes tecnologias de CO2 no mercado português, tomou esta instalação como referência de projeto para novos desenvolvimentos em Portugal.
O presente artigo estrutura-se em torno da análise técnica detalhada desta instalação: a primeira secção descreve a arquitetura do sistema; a segunda analisa os dados operacionais reais do sistema de monitorização; a terceira detalha os subsistemas de valor acrescentado (ejetores, HRU, gascooler adiabático); e a quarta discute as conclusões e as implicações para o projeto de instalações em Portugal.
Arquitetura dos sitema - visão geral
A instalação é um sistema booster a CO2 funcionando em regime transcrítico que serve em simultâneo três níveis de temperatura, integra ar condicionado, produção de água quente e descongelação. A Figura 1 reproduz o diagrama funcional da instalação tal como visualizado no sistema de monitorização em condições reais de operação.
Circuitos frigoríficos
A instalação dispõe de três circuitos frigoríficos distintos, correspondentes a três níveis de temperatura de evaporação:
- Temperatura Intermédia (IT) — circuito de ar condicionado, com dois compressores IT1 e IT2, operando à data de recolha de dados com capacidade 0 %, indicando ausência de carga de arrefecimento de conforto;
- Média Temperatura (MT) — circuito de refrigerados (balcões, vitrines, câmaras MT), servido por dois compressores MT1 e MT2. No momento de recolha, MT1 operava a 60 % de capacidade e MT2 estava parado (0 %). Temperatura de descarga MT: 88,2 °C (Sd MT). Temperatura de aspiração: –1,6 °C (T0-MT); sobreaquecimento MT: 23,4 K. Pressão de aspiração MT: 32,38 bar (Po MT);
- Baixa Temperatura (LT) — circuito de congelados (ilhas de congelados, arcas), com dois compressores LT1 e LT2. LT1 estava em 0 % e LT2 operava a 57 % de capacidade. Temperatura de aspiração LT: –25,6°C; sobreaquecimento LT: 30,6 K. Temperatura de descarga LT: 68,4°C (Sd LT). Pressão de aspiração LT: 15,3 bar (Po LT).
Variação de velocidade por compressor
Uma das características de destaque desta instalação é a disponibilidade de variador de velocidade (VSD – Variable Speed Drive) individual para cada compressor, independentemente do circuito a que pertence (…)
Equipa técnica da Gesticool em colaboração técnica com a Danfoss A/S
Carlos Alves, Gesticool, Engenheiro & Diretor Comercial
Paulo Monteiro, Danfoss, Engenheiro & Delegado Comercial
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