Cortina de ar horizontal para refrigeradores

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Cortina de ar horizontal para refrigeradores

  1. 1. Cortina de ar horizontal: descarga e sucção de ar alinhadas Atenuação de infiltração de carga térmica Julio Barros Eng. Químico-Unicamp
  2. 2. Fatos observados• 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.
  3. 3. Fatos observadosGeladeira fechada: Geladeira aberta Geladeira aberta,Interior refrigerado brevemente: ar período longo: ar frio escoando refrigerado completamente escoado
  4. 4. Horizontais x Verticais • 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. • Facilidade de acesso –3ª idade • Maior capacidade de estocagem para mesmo footprint • Perda de ar frio com abertura da porta!!
  5. 5. Testando a perda energéticaTeste para determinar o efeito de abrir a porta como funçãodo tempo de abertura
  6. 6. Testando a perda energéticaPorta aberta por x segundos:
  7. 7. Testando a perda energéticaAnálise de resultados:Porta aberta por Minutos adicionais de operação % do estacionário 15" 4a5 44% 15" 15 176% 20" 4a5 62% 45" 12 150% 5" 1a2 18%Temperatura ambiente mais quente, irradiado de sol de verãoPS:Testes realizados sem controle de temperatura ou umidadedo ambiente, refrigerador quase vazio .
  8. 8. Testando a perda energéticaAbertura da porta: estimativa de temperatura interna(na ausência de refrigerador comercial, testado comrefrigerador residencial)• 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.
  9. 9. Proposta de soluçãoCortina de ar horizontal formada por descarga e sucção de ar nafronteira entre ambiente externo e compartimento refrigerado.
  10. 10. Proposta de soluçãoCortina de ar horizontal formada por descarga e sucção de ar nafronteira entre ambiente externo e compartimento refrigerado.
  11. 11. Protótipo
  12. 12. Teste com cortina de arAnálise de resultados: 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%PS:Testes realizados sem controle de temperatura ou umidade doambiente. Protótipo sem precisão de engenharia.
  13. 13. Vantagens• 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
  14. 14. Vantagens• Minimiza área de sombra da cortina ao acessar o interior• Funcionamento independente do compressor• Cortina horizontal, ataca apenas um diferencial de pressão. • 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.
  15. 15. Estimativas• Refrigerador comercial (0 a -6 C) - Armazenagem: 497L - Potência: 580 wUm refrigerador, em PDV operando 16h/dia, porta aberta 70vezes/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.
  16. 16. 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).
  17. 17. Estimativas• Custo energia: R$0,45/kWh• Para eficiência de cortina em 65%• R$16,45/mês de economia• Em 5 anos, economia de R$987,20 (deflacionado)• 36,56 kWh de economia/mês• 2193,75 kWh de economia/5 anos• Consumo em iluminação, escritório 100m²:320kWh/mes• Em 5 anos com cortina, alimenta luz do escritório por 6,8 meses.
  18. 18. Obrigado Julio Barrosjulioafb@yahoo.com.br 11 9272 3890

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