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Otimização do funcionamento de centrais frigoríficas de CO2 no regime transcrítico
| dc.contributor.advisor | Castro, Olga dos Remédios Sobral | |
| dc.contributor.author | Teixeira, João Pedro Sousa | |
| dc.date.accessioned | 2021-09-03T15:15:47Z | |
| dc.date.available | 2024-07-12T00:30:49Z | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.description.abstract | O dióxido de carbono, CO2, como fluido frigorigéneo, reúne todas condições impostas pela regulamentação para aplicações de refrigeração, no entanto, este fluido exige diversos cuidados na sua utilização, devido às elevadas pressões de operação. Deste modo, o número de instalações frigoríficas com funcionamento a CO2, tem vindo a aumentar nos últimos anos, sendo que, em climas mediterrânicos como em Portugal, verifica-se, que o funcionamento mais eficiente ocorre no regime transcrítico. A conceção e fabrico de centrais frigoríficas a operar com CO2 têm vindo a ser desenvolvidas, com o objetivo de simplificar, aumentar a segurança e aumentar a eficiência energética. Foi efetuado um estudo de otimização de quatro centrais frigoríficas existentes, aplicadas no setor de refrigeração comercial, que se focou na análise da viabilidade de substituição dos compressores e na melhoria do controlo de operação das mesmas. Tendo em consideração, dados reais de consumo elétrico anual dos compressores e os custos de investimento e de utilização. Assim, foi possível estimar o período de amortização do investimento e a respetiva economia anual, em função da temperatura de projeto e da temperatura média anual do local, sendo considerado constante o tempo de funcionamento dos compressores. Verificou-se uma mais-valia na alteração para outro modelo de apenas dois compressores, em instalações com necessidades de refrigeração inferiores a 150 kW. Já para instalações frigoríficas com necessidades de refrigeração superiores a 150 kW, verificou-se como vantagem da substituição da totalidade dos compressores. Tendo sido estimados os tempos de amortização do investimento, que variam entre três e seis anos para a temperatura ambiente de projeto. No entanto, para uma temperatura ambiente média anual do local, os tempos de amortização foram, em média, superiores em três anos. Relativamente à análise do controlo de operação das centrais frigoríficas, as alternativas estudadas resultaram em otimizações de construção, de seleção de componentes e de melhoria do design, permitindo obter uma redução do custo de 25%, em comparação com a solução atualmente utilizada nessas centrais frigoríficas. | pt_PT |
| dc.description.abstract | Carbon dioxide, CO2, as a refrigerant, meets all the conditions imposed by the refrigeration regulations, however it has several implications that should be taken into consideration, especially the high operating pressures. Thus, the number of installations operating with CO2 has been increasing in recent years and in Mediterranean climates, such as Portugal, it appears that the most efficient operation occurs in the transcritical regime. The design of refrigeration plants operating with CO2 has been changing with the aim of simplifying, increasing the safety, and increasing the energy efficiency. A study was carried out to optimize existing refrigeration plants for the commercial refrigeration sector. The focus was on analyzing the feasibility of changing the compressors and improving their operation control while taking into account actual data of annual electrical consumption of existing compressors, investment and operating costs. Therefore, it was possible to estimate the investment’s payback period and the respective annual savings depending on the design temperature and the average annual temperature of the site. There was an added value in the replacement of only two compressors, in installations with refrigeration capacities below 150 kW. For refrigeration installations above 150 kW, there was an advantage of replacing all the compressors. The investment payback times, between three and six years considering the design ambient temperature, were estimated. However, for local average annual ambient temperature, average payback times were, higher in three years. Regarding the analysis of the operation control of the refrigeration plants, the studied alternatives resulted in construction optimizations in the selection of their components and in the improvement of their design, which led to a 25% cost reduction compared to the solution currently used in the refrigeration installations. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202758907 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/18309 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.subject | Instalação frigorífica | pt_PT |
| dc.subject | Otimização | pt_PT |
| dc.subject | Dióxido de Carbono | pt_PT |
| dc.subject | Regime transcrítico | pt_PT |
| dc.subject | Refrigeration installation | pt_PT |
| dc.subject | Optimization | pt_PT |
| dc.subject | Carbon dioxide | pt_PT |
| dc.subject | Transcritical regime | pt_PT |
| dc.title | Otimização do funcionamento de centrais frigoríficas de CO2 no regime transcrítico | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia Mecânica - Energia | pt_PT |
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