Grupo Condensador

Na selecção do grupo condensador é muito importante ter em conta a característica que mais influencia o consumo de cada equipamento, o coeficiente de desempenho, COP, o coeficiente entre a energia consumida e a energia produzida. Relaciona a energia eléctrica de consumo com a energia termodinâmica de produção. Para uma dada quantidade de energia eléctrica consumida o grupo condensador conseguirá produzir mais energia térmica consoante o seu valor do COP. Quanto maior for este valor, mais capacidade de refrigeração terá, para a mesma unidade de energia consumida. É possível calcular o COP através da equação 4.9, demonstrada de seguida.

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COP = _𝑃𝑐𝑜P𝑝 (4.9)

Onde:

𝐶𝑂𝑃 – Coeficiente de desempenho

𝑃𝑝 – Potência calorifica produzida [W]

𝑃𝑐𝑜 – Potência de consumo [W]

Admitindo apenas um armário de 96 cacifos, como referenciado no capítulo de apresentação do projecto, e analisando as principais empresas que comercializam compressores/grupos condensadores, obteve-se a tabela 4.11, onde se pode observar as capacidades calorificas, COP’s e consumos.

Foi estudada a hipótese de alimentar cada armário com dois ou três sistemas de refrigeração, estudando a sua viabilidade consoante o consumo eléctrico e a sua capacidade de produção de energia térmica, o COP.

Tabela 4.11- Características dos Grupos Condensadores

N° Circuitos

Cap.

Necessária [W] Cap. Unit. [W] Grupo Cond. COP

Consumo Eléct. [W] GRUPO SECOP 2 522,3 558 CUFR11G0000CE 1,57 355,4 3 348,2 335 CUFR6G00000CE 1,78 188,2 GRUPO HUAYI 2 522,3 533 CGL90TB_N 2,18 244,5 3 348,2 361 CGL60TB_N 2,06 175,3 GRUPO EMBRACO 2 522,3 553 UEMT6170Z 1,93 286,5 3 348,2 376 UEMT6144Z 1,97 190,7

Partindo do princípio de que todos os grupos condensadores seleccionados são capazes de produzir as necessidades previstas, analisando o COP de cada grupo condensador, para obter o menor consumo eléctrico possível, escolheu-se o grupo da Cubigel-Huayi, CGL90TB. O grupo condensador escolhido inclui depósito de líquido e as características enumeradas na Tabela 4.12.

Tabela 4.12 - Características técnicas Grupo Condensadores Seleccionado

Versão Depósito Líquido [l] Válvula Sucção [in] Válvula Descarga [in] Peso [kg] Dim. (C x L x Alt) [mm] 3P 0,9 3/8 1/4 19,6 340x425x235

A versão seleccionada, 3P, contempla válvula de serviço, depósito líquido e pressostato. Ao dimensionar os restantes componentes, é importante ter em conta as dimensões dos diâmetros das linhas de sucção e descarga do grupo condensador. Usualmente, apesar de

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grande parte dos componentes do sistema venham a ser de dimensão 1/4, opta-se por seleccionar tubagem 3/8. Isto deve-se ao facto principal de evitar possíveis estrangulamentos nas linhas e evitar que seja necessário alterar o circuito. De notar que isto é possível dado à pequena diferença de diâmetro, neste caso estamos a fazer de 6,35 mm para 9,52 mm. Desta forma garante-se o bom funcionamento e previne-se eventuais problemas de mau funcionamento devido ao estrangulamento.

Para mais informações técnicas relativamente ao grupo condensador seleccionado, consultar Anexo 11.

4.4.1.2. Evaporador

Tal como nos frigoríficos domésticos, os evaporadores utilizados, são os evaporadores estáticos. Nestes, a troca de calor entre o ar no interior do cacifo e a superfície do evaporador se dá através do efeito de convecção, onde o ar quente sobe e o ar frio desce. Ao subir, este ar irá entrar em contacto com o evaporador que está localizado por cima do último cacifo. Os cacifos estão todos ligados entre si através de grelhas, como é possível ver na figura 4.8, por onde passa o ar, com a ajuda de ventiladores que serão seleccionados no seguimento do trabalho.

Em relação à selecção do evaporador, sabe-se que tem que ter uma capacidade térmica semelhante à do grupo condensador escolhido, cerca de 533 W, enunciado na tabela 4.11. O calor absorvido dentro do espaço a climatizar tem que ser libertado no condensador e o mesmo terá que ter essa capacidade. Habitualmente ainda se seleccionam grupos condensadores com uma potência ligeiramente maior por causa dos ganhos de calor (quando a funcionar num dia de Verão) nas tubagens do sistema. Nesta fase surge o principal desafio em relação ao evaporador, o espaço disponível. Um espaço que permita a circulação do ar de forma homogénea e que permita a transferência da carga térmica. Após a análise de catálogos de várias empresas e fábricas, chegou-se à conclusão que se iria necessitar de um evaporador especial devido ao facto do espaço necessário não estar dentro dos parâmetros normais para os evaporadores com as mesmas capacidades calorificas. Para o efeito, foi necessário contactar a Centauro Internacional, empresa Nacional situada em Castelo Branco e especializada no fabrico de permutadores de calor. Após o contacto foi possível obter as informações pretendidas sobre o desenvolvimento de um evaporador com as dimensões e a capacidade térmica pretendida.

As condições disponíveis de espaço são 200 mm de largura máxima, 150 mm de altura máxima e 1550 mm de comprimento máximo. Para além das condições anteriormente referidas, é necessária uma secção de tubagem de 3/8” para coincidir com o resto da tubagem.

Para mais informações técnicas relativamente ao evaporador seleccionado, consultar Anexo 12.

69 4.4.1.3. Ventiladores

Num circuito habitual de refrigeração existem, como dito anteriormente, ventiladores, quer na evaporação, quer na condensação para ajudar o ar a passar nas alhetas e haver uma transferência de calor mais eficiente.

Nos frigoríficos domésticos, não existe ventilador na evaporação. A transferência de calor dá se segundo as leis da convecção. As leis da convecção explicam como o ar se movimenta de acordo com a sua temperatura e densidade: o ar quente sobe por ser menos denso e o inverso acontece com ar frio.

Posto isto, não existe à partida necessidade de dimensionar ventiladores para os cacifos, como é explicado no 4.2.3.2. Por outro lado, existe uma grande diferença de temperaturas entre o interior do cacifo e o exterior e a constante abertura e fecho de portas o que vai prejudicar, e muito, a capacidade de manter a temperatura dentro dos cacifos. Para que tal não se verifique, dimensionam-se ventiladores de modo a, não só permitir uma transferência de calor mais eficiente com a mistura forçada do ar, mas também para criar uma espécie de cortina de ar dentro do cacifo, à entrada do mesmo. Esta cortina de ar irá prevenir e/ou reduzir a entrada e mistura do ar exterior no compartimento do cacifo, bem como a saída do ar interior, climatizado, diminuindo assim a possibilidade de aquecimento do ar interior.

Os ventiladores foram dimensionados de acordo com dois parâmetros considerados imprescindíveis: Dimensões disponíveis no interior dos cacifos e o consumo.

O tipo de ventilador escolhido foi o tangencial da ebm-papst. O modelo seleccionado é o QL4 porque é o único modelo que permite absorver e insuflar verticalmente como é necessário para o projecto. Para além deste facto, ocupa um espaço consideravelmente reduzido em comparação com as outras opções da mesma marca.

Devido ao consumo de cada ventilador, optou-se por instalar apenas 48 ventiladores, 24 em cada armário de cacifos. Nos cacifos superiores (12 ventiladores) e na fila do meio (12 ventiladores) de modo a que o ar possa fluir de forma homogénea e ao mesmo tempo impeça a troca de calor com o exterior quando uma das portas de um cacifo se abre. Para mais informações técnicas relativamente aos ventiladores seleccionados, consultar um exemplo no Anexo 13.