RevistaTécnico-Científica |Nº16| dezembrode 2015

http://www.neutroaterra.blogspot.com

EUTRO À TERRAEUTRO À TERRAEUTRO À TERRAEUTRO À TERRA

Instituto Superior de Engenharia do Porto –Engenharia Electrotécnica –Área de Máquinas e Instalações Eléctricas

Honrandoocompromissoque temos convosco, voltamos àvossapresençacoma

publicaçãoda16ªEdiçãodanossarevista“NeutroàTerra”. Aoterminarumanoquefoi

difícil,masqueaomesmotempopermitiupodermosviversemaTroika,esperemosquepor

muitotempo, ouparasempre, aindustriaeletrotécnicaque nãoesteveimune às

dificuldadesquetodossentiram,manteveapesardetudoumadinâmicamuitoapreciável.

Noâmbitodanossarevista,estadinâmicafez-sesentirfundamentalmentenointeresseque

algumas empresas do setor eletrotécnico manifestarampelas nossas publicações,

demonstrandovontadeemcolaborar connosconãosócomapublicaçãodeartigos

técnicos,mastambémcolaborandonodesenvolvimentodeassuntostécnico-científicosem

queváriosdosautoresdanossarevistaseencontramenvolvidos.JoséAntónioBelezaCarvalho,ProfessorDoutor

Máquinas e VeículosElétricos

Pág.05

Produção, Transporte e Distribuição Energia

Pág. 23

InstalaçõesElétricasPág. 37

Telecomunicações

Pág.51

Segurança

Pág. 61

Gestão de Energia e EficiênciaEnergética

Pág.65

Automação, Gestão Técnica eDomótica

Pág. 79

Nº16 ⋅ 2º semestre de 2015 ⋅ ano 8 ⋅ ISSN: 1647-5496

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FICHA TÉCNICA DIRETOR: JoséAntónioBelezaCarvalho,Doutor

SUBDIRETORES: AntónioAugustoAraújoGomes,Eng.ºRoqueFilipeMesquitaBrandão,DoutorSérgioFilipeCarvalhoRamos,Doutor

PROPRIEDADE: ÁreadeMáquinaseInstalaçõesElétricasDepartamentodeEngenhariaElectrotécnicaInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto

CONTATOS: jbc@isep.ipp.pt ;aag@isep.ipp.pt

Índice

03| Editorial

05| MáquinaseveículosElétricos

Requisitosdoprojetoelétricodemotoresdeinduçãoparaacionamentoporvariadordevelocidade

HenriqueGonçalves

Typesandconstructionofpowertransformers.

ManuelBolotinha

Utilizaçãodeumveículoelétricoparaabastecerumaresidêncianohoráriodeponta.

HorstHuldreishArdilaHamadaMarques,FernandoMaurícioDias

23| Produção,TransporteeDistribuiçãodeEnergia

ImpactodaintroduçãodebateriasdearmazenamentodeenergiaemSmartGrids.

DiogoSoares,JuditeFerreira,JoséPuga

PrevisãododiagramadecargadesubestaçõesdaRENutilizandoredesneuronais.

SilvanaMafaldaRocha,MariaTeresaCosta,ManuelJoãoGonçalves

37| InstalaçõesElétricas

Interruptores(mecânicos)parainstalaçõeselétricasfixas,domésticaseanálogas.

AntónioAugustoAraújoGomes

AnálisedaQualidadedeEnergia.InstalaçõeselétricascomMiniprodução.

CarlosSilva,RoqueBrandão

51| Telecomunicações

ITED3–Dimensionamentodasredesdecaboscoaxiais.

JoséEduardoPinho,MarcoRiosdaSilva,SérgioFilipeRamos

ITUR2–Dimensionamentodasredesdecaboscoaxiais.

SérgioManuelCorreiaVieira,MarcoRiosdaSilva,SérgioFilipeRamos

61| Segurança

NFPA850.Firetraceeosfogosemturbinasdevento.

CarlosNeves

65| GestãodeEnergiaeEficiênciaEnergética

Tecnologiasdeproduçãodefrio:Estudoeanálisedemedidasdeeficiênciaenergética.

FernandoBarrias,TeresaNogueira,JoãoPinto

Reduçãodeconsumosnailuminaçãopública.

PedroCaçote,RoqueBrandão

79| Automação,GestãoTécnicaeDomótica

SMARTPANEL:Medição,controloemonitorizaçãonumclique.

LuísCarvalho,PauloVaz

85| Autores

PUBLICAÇÃO SEMESTRAL: ISSN: 1647-5496

EDITORIAL

3

Estimadosleitores

Honrandoocompromissoquetemosconvosco, voltamosàvossapresençacomapublicaçãoda16ªEdiçãodanossarevista

“NeutroàTerra”. Aoterminarumanoquefoi difícil, masqueaomesmotempopermitiupodermosviversemaTroika,

esperemosquepormuitotempo,ouparasempre,aindustriaeletrotécnicaquenãoesteveimuneàsdificuldadesquetodos

sentiram, manteveapesardetudoumadinâmicamuitoapreciável. Noâmbitodanossarevista, estadinâmicafez-sesentir

fundamentalmentenointeressequealgumas empresas dosetor eletrotécnicomanifestarampelas nossas publicações,

demonstrandovontadeemcolaborarconnosconãosócomapublicaçãodeartigostécnicos, mastambémcolaborandono

desenvolvimentodeassuntostécnico-científicosemqueváriosdosautoresdanossarevistaseencontramenvolvidos.

Umfactoimportante,quesedevedestacar,éocrescimentoexponencial quesetemverificadodaprocuraevisualizaçãoda

revista“NeutroàTerra”umpoucoportodoomundo, destacando-senestecasoosEstadosUnidos. Assim, mantemoso

compromissodepublicarumartigodenaturezamaiscientíficaemlínguaInglesa, nestaediçãouminteressanteartigosobre

Transformadores,“TypesandConstructionofPowerTransformers”,daautoriadoEngenheiroManuelBolotinha.

Aindanumâmbitomaiscientífico,destaca-seapublicaçãodoartigo“RequisitosdoProjetoElétricodeMotoresdeInduçãopara

AcionamentoporVariadordeVelocidade”,daautoriadoDoutorHenriqueGonçalves,uminvestigadorsobreoassuntoeque

tambémexerceassuasatividadesnaWEG–EuroIndustriaElétrica,SA.

Nestaediçãodarevistamerecemparticular destaquevários assuntos quecorresponderamatrabalhos deinvestigação

realizadosnoISEP,muitosdelesemcolaboraçãocomváriasEmpresas,tendováriosdelescorrespondidoatrabalhosrealizados

noâmbitodedissertaçõesdemestrado.

Destacam-seaindaapublicaçãodeoutrosinteressantesartigosnoâmbitodasInstalaçõesElétricas(Interruptoresmecânicos

parainstalaçõeselétricasfixas,domésticaseanálogas),noâmbitodasTelecomunicações(ITUR2–Dimensionamentodasredes

decaboscoaxiais),noâmbitodaSegurança(NFPA850.Firetraceeosfogosemturbinasdevento)enoâmbitodaGestãode

EnergiaedaEficiênciaEnergética,comumartigosobretecnologiasdeproduçãodefrioeoutrosobrereduçãodeconsumosde

energiaelétricanailuminaçãopública.

Estandocertoqueestaediçãodarevista“NeutroàTerra”apresentaartigosdeelevadoníveltécnicoecientífico,comelevado

interesseparatodososprofissionaisdosetoreletrotécnico,satisfazendoassimnovamenteasexpectativasdosnossosleitores,

apresentoosmeuscordiaiscumprimentosedesejoatodosumBomAnode2016.

Porto, 29 dezembro de 2015

José António Beleza Carvalho

4

www.neutroaterra.blogspot.com

Visualização de páginas por país

ARTIGO TÉCNICO

65

1. Introdução

Aolongodosúltimosanostemsidocrescenteapreocupação

comosconsumosenergéticos, sendonecessáriointervirde

forma a reduzir os consumos e assimmanter a

sustentabilidadedoplaneta.

Aindústriaalimentarédossetoresmaisimportantes,sendo

ossistemasderefrigeraçãoosseusprincipaisconsumidores

deenergiaelétrica(EE), ocupandoassimamaiorparteda

fatiadoconsumodainstalaçãocercade75%[1]. Desta

formasurgeopresenteartigoquepretendeidentificar

oportunidades de eficiência energética na indústria

alimentar, nomeadamente, nosetor das carnes. Foram

estudadasduasinstalaçõeseidentificadaspossíveismedidas

dereduçãodosconsumosdeEE.

2. Sistemasderefrigeração

Arefrigeraçãoéoatodearrefecer,trata-sedaremoçãode

calor emque os seus princípios básicos assentam

fundamentalmentenasleisdafísicaedatermodinâmica.

Para a compreensãoda refrigeraçãoe dos seus ciclos

começamosporanalisarociclodeCarnot. Trata-sedeum

cicloteóricoideal emqueamáquinatérmicaéomais

eficientepossívelentredoisníveisdistintosdetemperatura.

Os componentes são: ocompressor, ummotor edois

permutadoresdecalor.

Napráticaesteciclotorna-seimpossível deaplicar, poisé

difícilefetuaracompressãoatéaopontodevaporsaturado

easuaexpansão.Assim,ociclomaisamplamenteutilizado

nossistemasderefrigeraçãoéodecompressãoavapor

comoilustraaFigura1.

Figura 1. Diagrama do ciclo de compressão a vapor

Osprocessosdesteciclosãoosseguintes[2]:

(1-2): Compressãoadiabáticareversível.Umfluidoabaixa

pressãoécomprimidooquelevaaoaumentodasua

pressãoetemperatura;

(2-3): Rejeiçãoreversível decalor apressãoconstante.

Duranteesteprocessoélibertadocalor;

(3-4): Expansãoirreversível aentalpia constante.Ofluido

refrigeranteaoatravessaraválvuladeexpansãovê

reduzidaasuapressãoetemperatura;

(4-1): Absorçãoreversível decalor apressãoconstante.

Comofluidoabaixapressãoetemperatura,ocalorà

suavoltaéabsorvido.

2.1. ComponentesdosSistemasdeRefrigeração

Sãovários os componentes mecânicos necessários num

sistemaderefrigeração.Osprincipaissão:

• Compressor;

• Condensador;

• Evaporador;

• Válvuladeexpansão.

Fernando Barrias a, Teresa Nogueira a, João Pinto b

aEngenhariaEletrotécnica –ISEP, bSKK–Refrigeração e Climatização, Lda

TECNOLOGIASDEPRODUÇÃODEFRIO :

ESTUDOEANÁLISEDEMEDIDASDEEFICIÊNCIAENERGÉTICA

ARTIGO TÉCNICO

66

Compressor:

Nocicloderefrigeração, ocompressortemduasfunções

principais: uma épromover a movimentaçãodofluido

frigoríferonoevaporador, demodoqueatemperaturae

pressãodesejadapossamsermantidas.Asegundafunçãoé

aumentarapressãodofluidoatravésdacompressãooque

levaaoaumentodatemperatura.Devidoaesteaumentode

pressãoofluidorefrigerantesobreaquecidoflui atravésdo

sistema.

Condensador:

Afinalidadedocondensadornumciclodecompressãode

vapor é fazer a permutação de calor, entre o fluido

frigorígeneoeofluidoabsorvedor,emquenormalmenteéo

ar ouágua[3]. Ostiposdecondensadores utilizadosna

refrigeraçãosãodetrêstipos: arrefecidoaar, arrefecidoa

água ou evaporativo. No ar condicionado utiliza-se

maioritariamentecondensadoresarrefecidosaarenquanto

quenarefrigeraçãosãoosevaporativososmaisutilizados.

Evaporador:

Oevaporadoréumpermutadordecalorquepromovea

transferênciadecalorentreofluidofrigorígeneoeomeio

quesepretendearrefecer. Afunçãodoevaporador é

arrefeceroarouolíquido,queporsuavezarrefeceacarga.

Ostiposdeevaporadorsãoarrefecidosaarouaágua. Um

evaporador arrefecidoaar éconstituídopor serpentinas

comalhetas, tendoinstaladoumoumaisventiladores, no

arrefecidoaáguaasserpentinasencontram-sesubmersas

emágua.

VálvuladeExpansão:

Asválvulasdeexpansãosurgemnocircuitoparareduzira

pressãodofluidofrigorigéneoecontrolaraquantidadede

fluidoqueentranoevaporador. Classificam-sedeacordo

comométododecontrolo, as principais são: válvulas

termostáticas,válvulaseletrónicasetuboscapilares.

OutrosComponentes:

Aolongodocircuitoderefrigeraçãoexistemaindaoutros

componentes, destacando-seossistemasdecontrolo,que

permitemcontrolar os várioscomponentes docircuitoe

promoveracomunicaçãoentreelesdeformaadarresposta

ásnecessidadesdainstalação.

2.2. ConsumosdeEnergia

Relativamenteaosconsumosenergéticosnarefrigeração,na

indústriaalimentar, estes ocupammais de50%, oque

globalmenteécercade15%a17%dototal deenergia

elétricaproduzida[4].

Paraumamelhornoçãodecomosedistribuemosconsumos

nas instalações de refrigeração, nomeadamente num

armazémderefrigeração,segue-seaFigura2quemostrao

consumodeenergia elétrica correspondenteaos vários

componentespresentesnasinstalaçõesdefrio[2].Épossível

verificaragrandefatiadarefrigeração, 54%, quealiadaà

descongelaçãoatingiráos75%[1].

Figura 2. Distribuição dos consumos elétricos num

armazém de refrigeração

2.3. MedidasdeEficiênciaEnergética

Naáreadarefrigeraçãopodemser implementadasvárias

medidasaonível daeficiênciaenergética. Algumasdestas

medidaspassampor:utilizarequipamentosmaiseficientes,

reparar os isolamentos das portas e fazer as devidas

manutenções.

Combasenumapesquisapelas várias oportunidades de

eficiência energética comseus os respetivos valores

percentuais da possível poupança energética, foram

encontradosalgunsdocumentos.

ARTIGO TÉCNICO

67

Paraosvariadoresdevelocidadeestesvaloresforamobtidos

apartirde: [4]; [5] e[6]. Osvaloresdailuminaçãoforam

atravésde[7]easrestantesoportunidadescombaseem[6].

Atravésdosestudosreferidosedeformaasintetizarostipos

demedidasdeeficiênciaenergéticaapresenta-seaTabela1.

Tabela 1. Oportunidade de Eficiência Energética nos

Sistemas de Refrigeração

3. Metodologiadeauditoriaaossistemasderefrigeração

Paraodesenvolvimentodametodologiadeauditoriasaos

sistemasderefrigeração,partiu-sedemétodosjáexistentes

bemcomodareflexãodeideiassobrecomoseprevêqueas

auditoriasdecorrametodosospassosnecessáriosaoseu

sucesso.

Deumaformageral sãoquatroasfasesprincipaisaterem

linhadeconta.

Aprimeira,fasedeplaneamento,consisteempreparartodo

odesenvolvimentodasauditorias, inicia-secomadefinição

doâmbitoeobjetivosdasauditorias, serãoescolhidasas

instalaçõesaseremestudadas. Concluídatodaafasede

planeamentosegue-seafasecrucial dotrabalho, afase

campo,emqueconsistefundamentalmentenadeslocaçãoà

instalaçãoerecolhadetodaainformação. Comtodaa

informaçãoobtidanotrabalhodecamposegue-seafasede

organizaçãodainformação,tratamentoeoseuestudo. Por

últimocomtodososdadosobtidosetratadoséfeitaasua

análiseesãoretiradasasdevidasconclusõesdeformaadar

respostaaoobjetivoinicialdaauditoria.

OdiagramadaFigura3representatodasasfasesnecessárias

eumabrevedescriçãodoquecompreendeacadafase.

Figura 3. Diagrama da metodologia desenvolvida

Paraestetipodeauditoriaséindispensável autilizaçãode

algumequipamentoquefacilitaráeauxiliaránastarefasno

momento do trabalho de campo (segunda fase da

metodologia).Idealmenteoequipamentonecessárioserá:

• Medidordedistânciaslaser;

• Termómetro;

• Câmaratermográfica;

• Luxímetro;

• Pinçaamperimétrica;

Oportunidade de Eficiência Energética

Poupança de Energia (%)

Variadores de Velocidade nos Motores e Ventiladores

15-40%; 34%; 7-17%

Controlo dos Ventiladores dos Condensadores

14 %

Controlo dos Ventiladores dos Evaporadores

16 %

Limpeza e Manutenção 20%

Isolamento 14 %

Proteções das portas 16 %

Iluminação LED 8%

Iluminação T5 de alta eficiência 5 %

Controlo da descongelação 30 %

Controlo de sobreaquecimento 5 %

Controlo de subarrefecimento 4%

Válvula de expansão 5%

Temperatura do produto 12%

Ajustes da temperatura da câmara

5%

ARTIGO TÉCNICO

68

• Voltímetro;

• Analisador/monitorizadordeenergia;

• Câmarafotográfica;

• Caudalímetro;

• Medidor de pressão e temperatura do circuito de

refrigeração.

Dainformaçãoarecolhernafasedecampodestaca-sea

apresentadanaTabela2.

Tabela 2. Informação a recolher nas instalações

Para implementar a metodologia desenvolvida é assim

necessáriocomeçarporidentificaroâmbitoeoobjetivodas

auditorias.Paraopresentetrabalhooâmbitofoi identificar

oportunidades deeficiência energética nos sistemas de

refrigeração.

Começa-seporselecionarasempresasaseremalvodeste

estudo, apósestaseleçãofez-seumprimeirocontactono

sentidodeexplicar oobjetivodesteestudo. Deseguida

segue-seavisitaàinstalação,aquidestaca-seautilizaçãode

todoomaterial anteriormentereferidobemcomoregistar

todaainformação.Porúltimocomtodaainformaçãofaz-se

umaanálisetécnicadainstalaçãoesãoobtidasasmelhorias

deeficiênciaenergéticapassiveisdeimplementar.

4. Casosdeestudo

Sãoapresentadosdoiscasosdeestudodeduasinstalações

domesmosetor, emquesãomostrados os principais

resultadosobtidosdasauditoriaseasrespetivaspropostas

demelhoria.

4.1. Instalação(A)

Estaprimeirainstalaçãoinsere-senosetordeabatedegado,

ondeéfeitooseuarmazenamentoesuacomercialização.

Aonível decâmarasderefrigeraçãopossui novecâmaras

sendoumadelasdecongelação.Ociclotermodinâmicoéo

decompressãoavapor. Sabe-sequeaolongodosanosa

instalaçãosofreuváriasmelhoriaseviuoseunúmerode

câmarasaumentar. Adatadeconstruçãodascâmarasbem

comodoseuequipamentoédoiníciodosanos90. Mais

tarde foramfeitas melhorias, no ano 2000 e mais

recentemente em2005. Esta instalação tema sua

alimentação em baixa tensão especial (BTE). Os

equipamentosdefrioinstaladosdatamsensivelmentedo

anode2000e2005.

4.1.1 Resultados

Aárea total a refrigerar édecerca de1600m3. As

temperaturasdascâmarasderefrigeraçãosãode0a2ºCea

dacongelaçãoédaordemdos-18ºC. Apotênciainstalada

referenteaos compressores éde46kW, sendoquea

potênciatotal instaladaacrescentandooscompressores, os

motoresdosventiladoreseailuminaçãoperfazumtotal de

53,8kW.

Informação a recolher

Descrição

Dados

genéricos

sobre a

empresa

Setor;

Ano;

Renovações;

Atividadesinternas;

Quantidadedeproduto(t);

FaturasdeEnergiaElétrica.

Informação

das câmaras

frigoríficas

Dimensões(m 3);

Equipamentos: Evaporador, Iluminação,

Ventiladores;

Tipodecâmara(refrigeração/congelação).

Hábitos de

utilização

Tempodeaberturadasportas;

Quantidadedeprodutonascâmaras;

Temperatura do produto quando

colocado.

Inspeção

visual aos

equipamentos

Isolamentos;

Gelo;

Sujidade.

ManutençõesPlanosdemanutenção;

Técnicosresponsáveis.

Monitorizar

equipamentos

Condensador, Evaporador, Compressor,

Sistematotaldefrio.

ARTIGO TÉCNICO

69

Relativamenteàfaturaenergéticaainstalaçãoapresentaum

custototalanualdeEEde34441,18€eumconsumoanual

deenergiade196705kWh(Figura4).

Figura 4. Evolução dos consumos e custo ao longo de um

ano na instalação (A)

Dográficodafigura4conclui-sequeosmesesdemaior

consumosãoosmesesdeverão, jáosdemenorconsumo

sãonovembroefevereiro,omêsdedezembroapresentaum

valorrelativamenteelevadocomparativamenteanovembro,

estefactodeve-seàépocafestivanatalíciaedeanonovo.

Alémdaenergiaativaestainstalaçãoapresentavalores

significativos deenergiareativa, ovalor total anual de

reativafoide31359kVArheorespetivocustode714,66€.

Dadaaquantidadedemotoresedeiluminaçãofluorescente

énotórioovalorelevadodaenergiareativa.

Apósrecolhidaainformaçãoduranteaauditoria, fez-seo

seutratamentoeobteve-seaTabela3, queapresentaos

dadosgeraisdainstalação.PartindodosvaloresdaTabela3

foramcalculados os valores dos indicadores que se

apresentamnaTabela4.

Os indicadores da instalação temutilidade quando

comparadoscomoutrosvaloresdeinstalaçõessemelhantes,

assimépossível perceberondeseencontramosmaiores

desviosedesenvolverumabasededados.

Tabela 3. Dados gerais da instalação

Tabela 4. Indicadores da instalação

Dainspeçãovisual ecomauxíliodacâmaratermográfica

verificaram-sealgunspontosnointeriordascâmarascom

possíveisperdas,nomeadamentenosisolamentosdasportas

enos carris deentradadas carcaças paraas câmaras.

Relativamenteàpresençadegeloverificou-seumblocode

gelo assente no evaporador localizado na câmara de

congelação. Ailuminaçãonointerior dascâmaraséfeita

automaticamente e o tipo de lâmpadas utilizadas são

fluorescentes do tipo T5 de 49Wcom balastros

ferromagnéticos. Noexterior, aonível dos compressores

estes apresentavamalguma ferrugem, os isolamentos

encontravam-sedegradadosereparou-seaindanumafuga

deóleonumdos compressores. Umadas unidades de

refrigeraçãodoexterior encontrava-secomaventilação

obstruídaporpartedeummuro,oqueseencontravaassim

afuncionaremesforço.

Descrição Valor

Consumo Total Anual de EE 196705 kWh

Quantidade de Produto Anual 3120 t

Volume Total das Câmaras 1605,02 m 3

Potência Total dos Compressores 45,93 kW

Potência Instalada de Frio 53,76kW

Custo Anual EE 34441,18 €

Indicador Valor

Consumo Especifico de EE 63,05 kWh/t

Consumo de EE por Volume das Câmaras

122,56 kWh/m3

Quantidade de Produto por Volume 1943,90 kg/m3

Potência Instalada por volume 33,49 W/m3

Potência dos compressores por volume

28,62W/m 3

Custo de EE por Tonelada 11,04€/t

Custo médio anual do kWh 0,1751€/kWh

ARTIGO TÉCNICO

70

Relativamenteaoshábitosdeutilização, osfuncionáriosda

instalaçãonãotêmgrandescuidadoscomasportasdecais,

mantendo as abertas por períodos prolongados em

momentossemnecessidade. Osmotoresdosventiladores

nãopossuemqualquer tipodecontrolodevelocidade,

estandoapenasligadooudesligado.Umaspetopositivofoia

existênciadecortinasdelamelasnacâmaradecongelação.

4.1.2 SoluçõesSugeridas

Combasenosresultadosesuaanálise, reparou-sequea

instalaçãopodeser alvodevárias melhorias. Das várias

melhoriasafazersugerem-seasseguintes:

• Isolamentosnastubagensqueligamoscompressores

aosevaporadores;

• Manutenções;

• Variadoresdevelocidade;

• Substituição de balastros ferromagnéticos por

eletrónicos;

• Corrigirofatordepotência;

• Melhoraroshábitosnagestãodaaberturadasportas

decais;

• Alteraralocalizaçãodaunidadederefrigeração;

• Estudar apossibilidadedeinstalar umacentral de

frio;

• Estudarapossibilidadedesubstituiçãodailuminação

fluorescenteporLED.

Destassoluções, algumasapresentamcustosrelativamente

baixoscommelhoriassignificativas, taiscomofazer uma

revisãodosisolamentosemanutençõesaonível dosvários

equipamentos, como compressores e evaporadores.

Controlar melhor otempoemqueas portas decais se

encontramabertastambémseráumamedidainteressante

namedidaemquediminui asvariaçõesdetemperaturao

que, reduzirá o número de arranques do sistema de

refrigeração.

4.2. Instalação(B)

Àsemelhançadainstalação(A) estainsere-senomesmo

setor, já ao nível das suas funções para alémda

comercializaçãoearmazenamento, estainstalaçãoefetua

abate de gado, tendo assimuma área dedicada ao

matadouro. AalimentaçãoéfeitaemMédiaTensão(MT)

havendoumtransformador de630kVA. Osistemade

refrigeraçãoécentralizado,compostopordoiscompressores

comcontrolodecarga. Ociclotermodinâmicoéode

compressãoa vapor, tendocomofluidorefrigeranteo

amoníaco.

4.2.1 Resultados

Ainstalaçãopossui18câmaras,sendoasmaispequenascom

volumenaordemdos37m 3 easmaioresde250m 3, o

somatóriodovolumedecadacâmaraperfazumtotal de

2460m 3.Tratam-setodasdecâmarasderefrigeraçãosendo

oseuvalordetemperaturainteriorcompreendidoentre0a

2ºC. RelativamenteaoscomponentesconsumidoresdeEE

nointeriordascâmaras, osventiladoresdosevaporadores

têmumapotênciade370WeailuminaçãoédotipoT5de

49W,utilizandobalastrosferromagnéticos.

A potência instalada dos principais equipamentos da

instalaçãodefrioapresenta-sedistribuídaporcomponentee

comasuarespetivapotênciatotalcomopodeserverificado

naTabela5.

Tabela 5. Potência de frio instalada

OconsumototaldeEEanualéde747081kWheorespetivo

custototalde85355,11€.Talcomonainstalação(A)operfil

deconsumosegueamesmatendência, verificando-seos

mesesdemaiorconsumonoverãoeodemenorfevereiroe

novembro,comoilustraaFigura5.

Equipamento Potência (kW)

Compressores 90

Ventiladores 15,17

Torre de refrigeração 8,25

Iluminação 3,97

Total 117,40

ARTIGO TÉCNICO

71

Figura 5. Evolução dos consumos e custo ao longo de um

ano na instalação (B)

ArelaçãoentreoconsumodeEEequantidadedeproduto

emtoneladasquepassapelasinstalações,representa-seno

gráficodaFigura6.

Figura 6. Relação entre o consumo de EE e quantidade de

produto em toneladas

Daquiobserva-se,demodogeral,umaevoluçãocoincidente

dosconsumoscomaquantidadedeproduto, comexceção

domêsdeagostoedezembroemqueestatendêncianãose

verifica, comosãoosmesesdeextremosousejaomais

quenteemaisfrioconclui-seoqueatemperaturaexterior

temuma maior influência nos consumos do que a

quantidadedeproduto, nestecasoacarneederivados,

presentesnointeriordascâmaras.

Comosdadosrecolhidosépossívelobterindicadoresacerca

dasinstalações. ATabela6resumeosvalorestotaispara

cálculodosindicadoresapresentadosnaTabela7.

Tabela 6. Dados gerais da instalação

Tabela 7. Indicadores da instalação

Aonível dosisolamentos, verificou-seaexistênciadegelo

emtornodastubagens.Aempresaapresentapreocupações

egrandesexigênciasaoníveldeumaboagestãodaabertura

efechodeportas,tantodascâmarascomoasportasdecais.

Umproblemaverificadofoi comadescongelação, quenão

estáimplementadadeformaautomática. Ascâmarasde

refrigeraçãonãopossuíamisolamentossecundários.

4.2.2 SoluçõesSugeridas

Apresentam-seasmelhoriaspropostasparaainstalação(B):

Isolamentos;

• Manutenções;

• Variadoresdevelocidade;

• Substituição de balastros ferromagnéticos por

eletrónicos;

Descrição Valor

Consumo Total Anual de EE 747081 kWh

Quantidade de Produto Anual 5394,80 t

Volume Total das Câmaras 2460,33 m 3

Potência Total dos Compressores 90 kW

Potência Total de Frio 117,40 kW

Custo Anual EE 85355,11 €

Indicador Valor

Consumo Especifico de EE 138,5 kWh/t

Consumo de EE por Volume das Câmaras

303,7 kWh/m3

Quantidade de Produto por Volume 2193 kg/m3

Potência Instalada por volume 47,7 W/m3

Potência dos compressores por volume

36,6W/m 3

Custo de EE por Tonelada 15,82€

Custo médio anual do kWh 0,1143 €/kWh

ARTIGO TÉCNICO

72

• Estudarapossibilidadedesubstituiçãodailuminação

fluorescenteporLED;

• Automatizaradescongelação;

• Atualizarosistemadegestãodarefrigeraçãoparaum

maisatual.

Comoobservadona instalação(A) aqui a questãodos

isolamentos emanutenções tambémseriaumapossível

medida de melhoria. A instalação de variadores de

velocidadetambémpassaporserumamedidainteressante,

no sentido que permitirá ajustar a velocidade dos

ventiladoresconformeassuasnecessidades, aoinvésdese

encontrarligado,àvelocidademáxima,oudesligado.

5. Conclusões

PartindodohistóricodosconsumosdeEEaolongodeum

ano e da quantidade de produto da instalação (B),

verificaram-sequeascondiçõesambientais,nomeadamente

a temperatura externa, temummaior impacto nos

consumosdoqueaquantidadedeprodutoquepassapelo

interiordasinstalações.Dosindicadoresparacadainstalação

sãonotóriasasdiferençasaoníveldosconsumosespecíficos,

verificando-se assimque a instalação (B) temvalores

superioresaoda(A), poisdeve-seofactodosprocessos

internosseremdecertaformadistintos,poisainstalação(B)

fazabatedegado. OcustomédiodokWhéinferior na

instalação(B)ondeaquientramvaloresdetarifáriorelativos

à MT, já na instalação(A) ocustoésuperior pois é

alimentadaemBTE.

Dasmedidassugeridasdestaca-seumamelhorianagestão

comportamental, sendoestaumamedidadecustonuloou

reduzidoquepoderátergrandeinfluêncianosconsumos,

poisaaberturaefechodeportaspermiteinfiltraçõesdeara

temperaturassuperioresqueconduzemànecessidadede

maiorconsumodeenergiadosistemaderefrigeraçãopara

manteratemperaturadacâmara.

Deumaformageral ecombasenestasduasinstalações

conclui-sequeaáreaarefrigeraçãotembastantemargem

deaumentodeeficiênciaenergética.

Para finalizar, este trabalho apresenta assim uma

metodologiadeauditoriasorientadaparaossistemasde

refrigeração,oquepoderáservircomobaseparaeventuais

trabalhosfuturos.

Referências

[1] Alexander, B. Lekov, ThompsonLisa, T. McKaneAimee,

AlexandraRockoff, andPietteMaryAnn. Opportunities

forEnergyEfficiencyandAutomatedDemandResponse

inIndustrialRefrigeratedWarehousesinCalifornia,2009.

[2] Dinçer, I., andM. Kanoglu. 2010. RefrigerationSystems

andApplications.Wiley,2ªed.,2010

[3] Hundy, G. F. , A. R. Trott , andT.C. Welch. 2008.

RefrigerationandAirConditioning.BH,4ªed.,2010.

[4] Mulobe, N. J., andZ. Huan. 2012. Energy efficient

technologiesandenergysavingpotentialforcoldrooms.

PaperreadatIndustrial andCommercial UseofEnergy

Conference(ICUE), 2012Proceedingsof the9th, 15-16

Aug.2012.

[5] Mulobe, N.J. Huan, Z. "Optimal Energy SavedUsing

VariableAirVentilationforColdRooms."IEEE,2014

[6] Evans,J.A.,E.C.Hammond,A.J.Gigiel,A.M.Fostera,L.

Reinholdt, K. Fikiin, andC. Zilio. 2014. "Assessmentof

methodstoreducetheenergyconsumptionoffoodcold

stores."AppliedThermal Engineering, vol. 62, pp. 697-

705,2014.

[7] Trust, Carbon. RefrigerationSystems - Guidetokey

energysavingopportunities,2011

Portarian.º252/2015,de19deagosto

ProcedeàalteraçãodaPortarian.º949-A/2006,de11de

setembro, que aprovou as Regras Técnicas das

Instalações Elétricas de Baixa Tensão (RTIEBT), nos

termos previstos no artigo 2.º do Decreto-Lei n.º

226/2005,de28dedezembro,poraditamentodasecção

722–Alimentaçãodeveículoselétricos, àparte7das

RTIEBT- Regras Técnicas das Instalações Elétricas de

BaixaTensão.

Notassoltas:

85

AntónioAugustoAraújoGomes aag@isep.ipp.pt

Mestre emEngenharia Eletrotécnica e Computadores, pela Faculdade de Engenharia daUniversidadedoPorto.ProfessordoInstitutoSuperiordeEngenhariadoPortodesde1999. CoordenadordeObrasnaCERBERUS-EngenhariadeSegurança, entre1997e1999. Prestação, paradiversasempresas, deserviçosdeprojetodeinstalaçõeselétricas, telecomunicaçõesesegurança, formação,assessoriaeconsultadoriatécnica.

CarlosAndréRodriguesdaSilva 1030399@isep.ipp.pt

MestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.DiretorTécnicodeProjetoeGestãodeCentraisFotovoltaicasdaempresaCAPA.

CarlosValbomNeves c.neves@tecnisis.pt

ComformaçãoemEngenhariaEletrotécnica, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadeLisboa, elicenciaturaemGestãodeEmpresas, tendocolaboradocomaFESTO, PHILIPS, ABB–AseaBrownBoveri, Endress&Hauser eTECNISIS. ÉespecialistaemInstrumentação, ControledeProcessosIndustriaiseemSistemasdeAquecimentoeTraçagemElétrica.Temcercade25anosdeexperiênciaadquiridaemcentenasdeprojetosexecutadosnestasáreas.VivenoEstoril,emPortugal.

Tecnisis éespecialistaemSistemas deextinçãoautomáticadeincêndios, eminstrumentaçãoindustrial, emsistemasparazonasperigosasATEX eemmediçãodevisibilidadeedeteçãodeincêndiosemtuneisrodoviários.ATecnisistem25anosdeatividadeemPortugalcommilharesdeaplicaçõesemtodosossegmentosdaindustria.www.tecnisis.pt

DiogoFilipePintoDantasSoares diogodantas.soares@gmail.com

LicenciadoeMestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.EstagiárionaEDPProdução,DireçãoeGestãodeObras–GestãodeObraseEquipamentos(DGO–GOEQ),desdeJunho2015.

FernandoJorgeJustoTaveiraBarrias 1070157@isep.ipp.pt

LicenciadoeMestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia, peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.RealizouumestágiocurricularnaempresaSKK–RefrigeraçãoeClimatização,Ldasobreatemáticadaeficiênciaenergéticanossistemasderefrigeração,resultandonadissertaçãodemestrado.

FernandoMauricioTeixeiraDeSousaDias fmd@isep.ipp.pt

DoutoremEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores,naÁreaCientíficadeSistemasElétricosdeEnergia.TítulodeEspecialistanaáreadeEletricidadeeEnergia.Professor AdjuntonoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto, departamentodeEngenhariaEletrotécnica.DiretordaRevistaELEVAREdaáreadosequipamentosdeelevação.MembrodaComissãoTécnicaCT-63AscensoreseMontaCargas.PresidentedaAssembleiaGeraldaONGEngenho&Obra.

COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :

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HenriqueNunoBaptistaGonçalves ngoncalves@gmail.com

DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.Desde2015atéàdata: Engenheiro–Pesquisa, DesenvolvimentoeCertificação, WEGeuro-IndústriaEléctrica,S.A..De2009a2014,InvestigadorAuxiliarnoGrupodeEletrónicadePotênciaeEnergia–CentroAgoritmi –UniversidadedoMinho. De2006a2009, ProfessordeInformática,MinistériodaEducação-DireçãoRegional deEducaçãodoNorte. De1999a2006, DocentenoInstitutoPolitécnicodeBragança-DepartamentodeEletrotecnia.De1998a1999,InvestigadornaEFACECUniversalMotorsS.A.-DepartamentodeEstudosEstratégicos.

HorstHuldreishArdilaHamadaMarques ho_huldreish@hotmail.com

Brasileiro, ingressouentreos5primeirosalunosnocursotécnicodemecatrônicaem2008, naEscolaTécnicaEstadual Prof. BasilidesdeGodoy. Formadocombolsadeestudosintegral emEngenhariaElétrica-SistemasdePotência,EnergiaeAutomaçãopelaUniversidadePresbiterianaMackenzie,UPM,ganhouprêmiospela3ªmelhormédiageral docursoe3ºmelhorTrabalhodeConclusãodeCursodosformandosdaquelesemestre. MestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosDeEnergiapeloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto,ISEP,foio1ºalunodestecursoaconcluiroacordobilateraldeDuplaTitulaçãocelebradoentreUPMeISEP,fazendoumadissertaçãoconjuntacomorientadoresbrasileiroeportuguês.Atualmente,trabalhacomoEngenheirodeComprasnaSiemensLTDA."

JoãoPauloPinto jpp@skk.pt

LicenciadoemEng.MecânicanaFEUP,temumDESpeloInstitutFrançaisduPetrole,umMBApeloentãoInstitutoSuperiordeEstudosEmpresariasdaUniversidadedoPortotendorealizadováriasformaçõesexecutivasemdiversasescolas,emparticular,emHarvard,MITeInsead.DepoisdetersidoconsultornaAccenture,esteve18anosnoGrupoSonaeondefoiadministradordeváriasempresas,emváriossetoresdeatividadeeváriospaíses.EmMarçode2014fundouaSKK,LdaempresadaqualéoCEO

JoséEduardoMendesSaavedraDePinho 1060398@isep.ipp.pt

FrequentouaLicenciaturaemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergia(LEE-SEE)noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP), tendocompletadoograuem2014/2015. As suas áreas deinteresseestãovocacionadas paraastelecomunicações,bemcomoenergiasrenováveis.

JoséRicardoTeixeiraPuga jtp@isep.ipp.pt

DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.ProfessordaunidadecurriculardeEletromagnetismo, noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.Detémaindaresponsabilidadesdevice-diretordaLicenciaturadeEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergiaedeVice-DiretordoCentrodePrestaçãodeServiços–TID.

LuisRicardoMatosCunhaVianadeCarvalho luiscunhacarvalho@gmail.com

LicenciadoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadorespelaUniversidadedeTrás-os-MonteseAltoDouro,eMestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergiapeloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.DesdeOutubrode2015quedesempenhafunçõesnaSchneider-ElectricPortugal,comoFieldSalesSpecialistEngineer.

COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :

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ManuelBolotinha manuelbolotinha@gmail.com

Licenciou-seem1974emEngenhariaEletrotécnicanoInstitutoSuperior Técnico, ondefoiProfessorAssistente.Temdesenvolvidoasuaatividadeprofissionalnasáreasdoprojeto,fiscalizaçãodeobrasegestãodecontratosdeempreitadasdeinstalaçõeselétricas,nãosóemPortugal,mastambémemÁfrica,naÁsiaenaAméricadoSul.MembroSéniordaOrdemdosEngenheiroseMembrodaCigré,étambémFormadorProfissional,credenciadopeloIEFP, conduzindocursosdeformação, decujosmanuaiséautor, emPortugal,ÁfricaeMédioOriente.

ManuelJoãoDiasGonçalves mdg@isep.ipp.pt

LicenciadoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores, pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ExercefunçõesdocentesnoInstitutoSuperiordeEngenharia,nacategoriadeProfessorAdjunto,noDepartamentodeEngenhariaEletrotécnica.

MarcoAurélioRiosdaSilva masi@isep.ipp.pt

MestreemEngenhariaEletrotécnica–Sistemas Elétricos deEnergia(MEESEE) noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP). Desdeoutubrode2007quedesempenhafunçõesnoGECAD,comoinvestigador.Assuasáreasdeinvestigaçãosãorelacionadascomgestãodosrecursosenergéticosdistribuídos.

MariaJuditeMadureiraDaSilvaFerreira mju@isep.ipp.pt

DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores.ProfessoradediversasunidadescurricularesemEngenhariaEletrotécnica, noInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.ÉtambémdetentoradocargodediretoradaLicenciaturadeEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergiaedediretoradoCentrodePrestaçãodeServiços–TID.

MariaTeresaDoValleMouraCosta mco@isep.ipp.pt

LicenciadaemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores, pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto, recebeuograudeMestreemInvestigaçãoOperacional eEngenhariadeSistemas,peloInstitutoSuperiorTécnicodaUniversidadeTécnicadeLisboaeograudeDoutoremCiênciasdeEngenharia,pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ExercefunçõesdocentesnoInstitutoSuperiordeEngenharia,nacategoriadeProfessorAdjunto,noDepartamentodeMatemática. OcupaocargodeDiretor deCursodeLicenciaturaemEngenhariadeSistemas.

PauloMartinsVaz paulo.vaz@schneider-electric.com

LicenciaturaemEngenhariaEletrotécnica–RamodeEletrónica, InstrumentaçãoeComputaçãopelaUniversidadedeTrás-os-MonteseAltoDouro,VilaReal.KeyAccountPanelBuidersnaSchneiderElectric-AcompanhamentoTécnico-Comercial RededeFabricantes de Quadros Elétricos, aconselhamento de produtos e soluções à escala dasnecessidadesdomercado.

PedroMiguelSoaresCaçote 1130264@isep.ipp.pt

MestreemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergia peloInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto.

COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :

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RoqueFilipeMesquitaBrandão rfb@isep.ipp.pt

DoutoremEngenhariaEletrotécnicaedeComputadores,naÁreaCientíficadeSistemasElétricosdeEnergia,pelaFaculdadedeEngenhariadaUniversidadedoPorto.ProfessorAdjuntonoInstitutoSuperiordeEngenhariadoPorto, departamentodeEngenhariaEletrotécnica.Consultortécnicodealgunsorganismospúblicosnaáreadaeletrotecnia.

Sérgio Filipe Carvalho Ramos scr@isep.ipp.pt

DoutoradoemEngenhariaEletrotécnicaedeComputadorespeloInstitutoSuperiorTécnicodeLisboa.DocentedoDepartamentodeEngenhariaEletrotécnicadocursodeSistemasElétricosdeEnergiadoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto. Prestação, paradiversasempresas, deserviçosdeprojetodeinstalaçõeselétricas,telecomunicaçõesesegurança,formação,assessoriaeconsultadoria técnica. Investigador no GECAD(Grupo de Investigação emEngenharia eComputaçãoInteligenteparaaInovaçãoeoDesenvolvimento),doISEP.

SérgioManuelCorreiaVieira 1110096@isep.ipp.pt

LicenciadoemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergianoISEP(2015). EstágiocurricularnoGECADondedesenvolveuumaaplicaçãodeauxilioaodimensionamentoderedesdecabocoaxialnasITURPrivadas(2015).AlunodoMestradoemEngenhariaEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergianoISEP. CursoProfissional deTécnicodeInstalaçõesElétricasnaEscolaSecundáriaCarlosAmaranteemBraga(2011).EstágionaempresaOTISElevadores,delegaçãodeBraga,naáreademanutençãoereparaçõesdeelevadores(2011).

SilvanaMafaldadaSilvaRocha 1131360@isep.ipp.pt

MestreemEngenhariaEletrotécnica–SistemasElétricosdeEnergianoInstitutoSuperior deEngenhariadoPorto–InstitutoPolitécnicodoPorto(ISEP/IPP). ElicenciadaemCiênciasdeEngenharia–PerfildeEngenhariaEletrotécnicanaFaculdadedeCiênciasdaUniversidadedoPorto(FCUP). Assuasáreasdeinteresseestãovocacionadasparaasenergiasrenováveisesistemaselétricosdeenergia.

TeresaAlexandraFerreiraMourãoPintoNogueira (tan@isep.ipp.pt)

DoutoramentoemEngenhariaEletrotécnicaeumaexperiênciade20anosdedocêncianoISEP.Desde2010édiretoradocursodemestradoemEng.ªEletrotécnica-SistemasElétricosdeEnergia.Áreas detrabalho: mercados deeletricidade, energias renováveis, eficiência energética equalidadedeserviçoelétrico.Trabalhou5anoscomoprojetistademáquinaselétricas:transformadoreseaparelhagemelétrica.

COLABORARAMNESTAEDIÇÃO :