cortina de ar horizontal para refrigeradores
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Cortina de ar horizontal: descarga e sucção de ar alinhadasAtenuação de infiltração de carga térmica
Julio Barros
Eng. Químico-Unicamp
• Morando sozinho alimentos demoravam mais para estragar.
• Caminhão de gelo descarregando: ar frio vazando (portanto, ar quente entrando)
• Geladeiras em bares com termômetro ao alto: alteração no valor quando da porta aberta.
• Motivo: diferença de densidade. Resfriado, o ar fica mais
denso do que na temperatura ambiente.
Fatos observados
Geladeira fechada:
Interior refrigerado
Geladeira aberta
brevemente: ar
frio escoando
Geladeira aberta,
período longo: ar
refrigerado
completamente
escoado
Fatos observados
• Não tem perdas de ar termicamente tratado – mais eficiente
• Footprint pior aproveitado
• Obstrução ao acesso aos produtos do fundo
• Melhor visibilidade –marketing
• Facilidade de acesso –se acha o mais frio, facilmente retirado, deixando o mais quente gelar.
• Maior capacidade de estocagem para mesmo footprint
• Facilidade de acesso –3ª idade
Horizontais x Verticais
• Perda de ar frio com abertura da porta!!
Teste para determinar o efeito de abrir a porta como função do tempo de abertura
Testando a perda energética
Porta aberta por x segundos:
Testando a perda energética
Análise de resultados:
Testando a perda energética
Porta aberta por Minutos adicionais de operação % do estacionário
15" 4 a 5 44%
15" 15 176%
20" 4 a 5 62%
45" 12 150%
5" 1 a 2 18%
Temperatura ambiente mais quente, irradiado de sol de verão
PS:Testes realizados sem controle de temperatura ou umidade do ambiente, refrigerador quase vazio .
Abertura da porta: estimativa de temperatura interna
(na ausência de refrigerador comercial, testado com refrigerador residencial)
Testando a perda energética
• Range de operação, porta fechada: 2 C 6 C
• Tempo de operação do compressor, sem abrir porta: 8 min
• Baixa de 6 C para 2 C em 8 min = 0,5 C / minuto
• Abrindo a porta em dia quente, compressor opera por 22 minutos
• 22 minutos a 0,5 C/min = motor venceu diferença interna de 11 C, total de 13 C interno, com abertura da porta.
• Efeitos:
• Nos alimentos: acelera degradação
• Cerveja: contínua alteração de temperatura pode promover mudança nas características
• Em ambos: gasto energético passível de ser evitado.
Cortina de ar horizontal formada por descarga e sucção de ar nafronteira entre ambiente externo e compartimento refrigerado.
Proposta de solução
Cortina de ar horizontal formada por descarga e sucção de ar nafronteira entre ambiente externo e compartimento refrigerado.
Proposta de solução
Protótipo
Análise de resultados:
PS:Testes realizados sem controle de temperatura ou umidade do ambiente. Protótipo sem precisão de engenharia.
dia mais quente dia mais frio
Média intervalo liga/desliga sem abrir a porta
gap on gap off gap on gap off
minutos7,48 10,95 6,875 15,195
gap on cortina on gap on cortina off gap on cortina on gap on cortina off
min operação 11,615 14,83 7,78 8,69
min a mais q média 4,14 7,35 0,905 1,815
% a mais 55,36% 67,15% 13,16% 26,40%
% entre elas 11,78% 13,24%
Teste com cortina de ar
• Minimiza infiltração de carga térmica.
• Maximiza o tempo de armazenamento de alimentos sem perecer.
• Sucção e descarga, maior eficiência ao longo do trajeto.
• Compressores mais fracos e menor área de troca térmica para a mesma demanda -> menor custo de produção
• Não utiliza ar do compressor, não fica sujeito a gargalos de vazão, além de não desperdiçar ar refrigerado.
• Sendo horizontal, o percurso do ar é menor se comparado com a vertical->velocidades mais baixas com mesma eficiência, menor rejeição do público
Vantagens
• Minimiza área de sombra da cortina ao acessar o interior
• Viável discutir em eliminar o ventilador interno para forçar convecção e homogeneizar a temperatura interna.
• Comprovada a eficiência, o Procel pode rever os padrões de eficiência em suas análises dos equipamentos.
• Funcionamento independente do compressor
• Cortina horizontal, ataca apenas um diferencial de pressão.
Vantagens
• Refrigerador comercial (0 a -6 C)- Armazenagem: 497L
- Potência: 580 w
Um refrigerador, em PDV operando 16h/dia, porta aberta 70 vezes/dia.
• Com eficiência obtida, 13%, economia de 2% no consumo elétrico.
• Se cortina otimizada com eficiência de 30%, economia de 4% no consumo elétrico.
• Cenário mais favorável: eficiência de 65%, economia de 7,6% no consumo elétrico.
Estimativas
No refrigerador doméstico, estimativas de temperatura interna do ar após abrir a porta. Na análise sem cortina, a temperatura interna chegou a 13 C.
• Com eficiência obtida, 13%, temperatura interna atinge 8 C
• Se cortina otimizada com eficiência de 30%, 6,9 C
• Cenário mais favorável: eficiência de 65%, 4,45 C (supondo temperatura interna estava em 2 C antes de abrir a porta).
Estimativas
• Custo energia: R$0,45/kWh
• R$16,45/mês de economia
• 36,56 kWh de economia/mês
• Consumo em iluminação, escritório 100m²:320kWh/mes
• Para eficiência de cortina em 65%
• Em 5 anos, economia de R$987,20 (deflacionado)
• 2193,75 kWh de economia/5 anos
• Em 5 anos com cortina, alimenta luz do escritório por 6,8 meses.
Estimativas
