Eficiência energética: câmaras frigoríficas e ventilação

O objetivo da câmara frigorífica é ter um espaço isotérmico onde temos controladas a temperatura e humidade relativa, habitualmente com temperatura inferior à temperatura do espaço exterior.

Há casos em que sendo a temperatura exterior inferior à do espaço isotérmico, se usa o ar exterior para baixar e/ou manter a temperatura no mesmo (câmaras para conservação de batata, cura e/ou secagem, entre outros). É ainda pouco aplicado freecooling, que utilizando apenas a ventilação forçada ou natural, dispensa o sistema frigorífico para atingir a temperatura e humidade relativa no espaço isotérmico. Banalizado no AVAC com sucesso, infelizmente na refrigeração o mesmo ainda não aconteceu!

Na maioria dos casos o sistema frigorífico é o que mantém a temperatura do espaço isotérmico.

Face à crise energética que enfrentamos atualmente, interessa definir o que é espaço isotérmico e como se pode mantê-lo em condições controladas com o menor emprego de energia possível.

Pelas mesmas razões acima referidas, os critérios de seleção do tipo e espessura do isolamento devem ter em conta a orientação das paredes, o que existe sob o chão, (placa aproximadamente +25°C ou terreno aprox +17°C), nas paredes contíguas a outro espaço sob temperatura controlada. Quanto ao teto, convém avaliar o que existe acima do mesmo (placa aproximadamente +25°C ou espaço livre, não ventilado e sob cobertura aproximadamente +15°C a 20°C do que a temperatura ambiente de projeto).

O sistema frigorífico que dá suporte à câmara, retirando-lhe o calor acrescido (entrada de produto, aberturas de portas, descongelações, estiva manual ou por empilhador, calor de máquinas, ventiladores, iluminação ou pessoal conforme a tipologia da câmara). Com o sistema frigorífico o calor dentro da câmara é retirado pelo evaporador ou frigiodifusor e libertado no exterior ou em recuperação de calor no condensador e/ou recuperadores de calor. É por isto que a criteriosa seleção de evaporadores e ainda mais de condensadores é tão importante para o bom desempenho de uma câmara frigorífica. Recordar sempre que o calor retirado da câmara é libertado pelo condensador, pelo que se deve prever capacidade redundante para assegurar o bom funcionamento da câmara, mesmo em situações limite. Deve sublinhar-se que de acordo com o pocesso em causa, há câmaras com regimes de funcionamento muito diversos em termos de temperatura, humidade relativa e caudais de ar.

• do tipo armário (reach in type) em que o operador não entra no espaço sob temperatura controlada;
• do tipo câmara (walk in type) em que o operador entra no espaço sob temperatura controlada.

• conservação em fresco ou congelado de produtos alimentares ou materiais especiais (biotecnologia, farmácia, secadores, câmaras climáticas para vertical farming, testes na indústria em particular automóvel e aeronáutica, entre outros);
• arrefecimento ou congelação rápida de produtos alimentares ou materiais especiais. Neste caso são conhecidas por túneis de arrefecimento ou de congelação;
• secagem produtos alimentares (enchidos, presunto, bacalhau, sementes especiais, entre outros);
• arrefecimento e congelação de alimentos pré-cozinhados, normalmente conhecidas por células de arrefecimento e/ou congelação (pull down);
• túneis de arrefecimento ou congelação rápida contínuos (de tapetes horizontais ou em espiral (girofreezer);
• túneis de vidragem para apoio à embalagem pós produção;
• câmaras para processos especiais -stop fermentação e/ou posterior descongelação massa de pão ou por exemplo preparação do produto congelado para fatiamento, entre outros);
• câmaras para processos especiais na indústria cárnica (malaxagem, carnes verdes (vulgo pós arrefecimento ou estabilização), 'aging ou maturação de carnes';
• câmaras/laboratórios de trabalho (salas de desmancha, embalagem, entre outros), vulgos Klimas;
• câmaras apoio à distribuição, vulgo picking;
• câmaras de apoio à logística/transporte, vulgos cais de receção ou expedição;
• câmaras especiais várias-para cura/tratamento e para armazenagem de batatas normais, batata doce, cebolas e alhos;
• câmaras de conservação de fruta em atmosfera normal ou controlada para longos períodos de conservação, área na qual Portugal quer a nível de clientes finais, quer a nível de instaladores está bastante avançada em relação a muitos países comunitários e não só;
• câmaras maturação de bananas;
• células de arrefecimento rápido pós colheita de frutos vermelhos, ou outros.

Para um bom desempenho e aptidão ao uso, todos os componentes de um sistema frigorífico são importantes, no entanto, vamos focar-nos no ventilador axial e na sua evolução ao longo dos anos. Esta evolução traz benefícios para o bom funcionamento das câmaras, ao mesmo tempo que tem aumentado os caudais disponíveis e o controlo fino das condições do espaço isotérmico.

No caso específico da Ziehl-Abegg, criadora do motor elétrico de rotor externo, as soluções são há vários anos sempre de acoplamento direto, sem recurso a transmissões por correias.

Há várias décadas que o habitual em refrigeração, tanto em condensador como em evaporador, é ver o ventilador aplicado com a sua grelha de suporte e proteção diretamente no chassis da máquina. Esta simplicidade de montagem, tem influência significativa no rendimento do ventilador.

Curva I montagem em embocadura alta – ligação Δ

Curva II montagem em embocadura curta – ligação Δ

Curva III montagem em embocadura curta – ligação estrela

Devido a este ganho de eficiência e para oferecer ao mercado uma solução completa, a Ziehl-Abegg introduziu o ZAplus, um sistema de ventilação com motor de rotor externo, hélice otimizada com desenho biónico, inseridos na posição ótima numa carcaça que ajuda o fluxo de ar a escoar. As instalações com ZAplus beneficiam de mais caudal de ar, maior alcance do jacto de ar e com menores consumos energéticos.

Quando combinado com o motor ECblue, que permite uma variação de velocidade de 0 a 100% através de sinal 0-10V, 4-20mA ou por Modbus, consegue-se ter no espaço isotérmico um meio de controlo fino das condições de temperatura e humidade relativa com baixo consumo energético. Para maiores possibilidades de monitorização remota, estes motores permitem ligação ao smartphone através de Bluetooth e ainda a leitura de dados ao longo do tempo na plataforma ZAbluegalaxy. Para possibilitar manutenção preditiva, a Ziehl-Abegg já disponibiliza este tipo de soluções de indústria 4.0.

Na última edição da feira ChillVenta, em outubro passado, em Nuremberga, a Ziehl-Abegg apresentou a evolução do ZAplus, revelando uma ainda maior redução de potência sonora face às soluções tradicionais e ainda maior eficiência.