Aproveitamento de calor residual a partir de sistemas de refrigeração

Abstract

O consumo intensivo de energia por parte da indústria e serviços, e os custos associados a esse consumo, levam a que a eficiência energética seja da maior importância, tornando as empresas mais competitivas e, ao mesmo tempo, cumpridoras da legislação cada vez mais apertada. Com a presente dissertação prova-se que os sistemas de refrigeração podem ser alvo de melhorias em termos energéticos, aproveitando calor que é geralmente rejeitado para o ambiente. A partir do aproveitamento do calor residual rejeitado no condensador do sistema de refrigeração podem ser supridas, parcialmente, necessidades de aquecimento diminuindo assim, o recurso a fontes externas de fornecimento de calor e o consumo energético. Com a implementação de um sistema de recuperação de calor (neste caso, num restaurante) conseguem-se ganhos energéticos a três níveis: ganho energético no pré-aquecimento de água, ganho energético na instalação de AC por diminuição das necessidades de climatização do espaço no verão, e ganho energético por aumento do COP do sistema de refrigeração. Na presente dissertação é estabelecido o modelo para avaliação preliminar da viabilidade de aproveitamento do calor rejeitado no condensador dos sistemas de refrigeração comuns nos restaurantes. Com a simulação energética do sistema é provado que o potencial de recuperação de calor a partir de sistemas de refrigeração é viável. Em termos isolados, a poupança energética obtida no pré-aquecimento de água é de 17,64% face às necessidades totais de aquecimento. A poupança energética no acionamento do sistema de AC é de 3,35% em relação ao sistema de AC sem o sistema de recuperação de calor incorporado. Por último, a diminuição da potência elétrica requerida pelo sistema de refrigeração é de 5,36%, devido a um aumento do COP do sistema de 5,69%.

The intensive consumption of energy by industry and services, and the costs associated with such consumption, make energy efficiency of major importance, making companies more competitive while, at the same time, complying with increasingly tight regulations. With the present dissertation it is proved that the refrigeration systems can be improved in energy terms, through the utilization of the heat usually rejected to the environment. Utilization of the heat rejected in the condenser of the cooling system can partially supply, heating needs, thus allowing reduction of the use of external sources to provide heat and to a decrease in energy consumption. With the implementation of a heat recovery system (in this case, in a restaurant) energy gains can be achieved at three levels: energy gain in water preheating, energy gain in the AC installation due to the reduction of the climatic space requirements in summer, and increase on the COP of the refrigeration system. In the present dissertation is set the model for the preliminary evaluation of the viability of recovering the rejected heat in the condenser of the refrigeration systems commonly used in restaurants. With the energy system’s simulation, it is proved that the potential for heat recovery from refrigeration systems is viable. In isolated terms, the energy savings obtained in water preheating is 17,64% compared to total heating needs. The energy savings in the AC system is 3,35% compared to the AC system without the incorporated heat recovery system. Finally, the decrease in electrical power required by the refrigeration system is 5,36%, due to an increase in the system's COP of 5,69%.