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Devido ao aquecimento global e o peso energético que os sistemas de refrigeração têm em termos de consumo, os fluidos frigorigéneos ditos naturais têm vindo a ganhar relevo na indústria de refrigeração e ar condicionado e a eliminar gradativamente os fluidos frigorigéneos convencionais (HCFCs e HFCs), de acordo com as regularizações definidas pelo protocolo de Montreal-Emenda de Kigali. A presente dissertação de mestrado pretende dimensionar um sistema de refrigeração para um matador fictício de frangos. Trata-se de uma instalação frigorífica para apoiar uma linha de abate de frangos de um matadouro situado nas ilhas Seychelles. O sistema proposto pela presente dissertação é definido por um sistema de refrigeração a dois estágios com recuperação de calor para lavagem industrial, usando o fluido frigorigéneo CO₂. Nesta dissertação são efetuadas duas simulações numéricas por meio do software EES (Engineering Equation Solver) do sistema de refrigeração, isto é um estudo comparativo entre uma simulação do EES onde a potência frigorifica do estágio de baixa temperatura e do estágio de média temperatura são considerados variáveis independentes e a outra simulação em que as potências frigorificas (baixa e média) são variáveis dependentes e são aplicadas equações polinominais fornecidos por um fabricante (Bitzer) para o cálculo das potências do compressores, consumo elétrico do compressores e os caudais mássicos dos compressores. Também são comparados os resultados efetuados com a simulação numérica a partir do EES e do software da Bitzer. Igualmente, são descritos alguns componentes do sistema de refrigeração, nomeadamente: -Arrefecedor de Gás -Recuperador de Calor -Compressor -Evaporador -Permutador de Calor Interno -Válvulas de Expansão -Válvula de alta temperatura -Válvula de By-pass Para finalizar, efetuou-se uma análise financeira para demonstrar a viabilidade económica em usar a recuperação de calor do sistema de refrigeração para o aquecimento das águas para lavagem industrial, em vez de uma caldeira a gás natural. Due to global warming and the energy weight that refrigeration systems have in terms of consumption, the so-called natural refrigerants have been gaining prominence in the refrigeration and air conditioning industry and gradually eliminating conventional refrigerants (HCFC’s and HFC’s), as per the regulations defined by the Montreal-Kigali Amendment Protocol. The EES software will perform the numerical simulation. A two-stage refrigeration system with heat recovery. The refrigerant fluid that the refrigeration system uses is CO₂. The present master’s dissertation intends to design a refrigeration system for a fictional chicken abattoir. It is a refrigeration plant to support a chicken slaughterhouse located in the Seychelles Islands. The system proposed for the present thesis is defined as a two-stage refrigeration system with heat recovery, using the refrigerant fluid CO₂. In the dissertation, two numerical simulations are performed using the EES (Engineering Equation Solver) software of the refrigeration system The simulations are: a comparative study between an EES simulation where the refrigeration power of the lowtemperature stage and the medium temperature stage are considered independent variables; and a simulation in which the refrigerating powers (low and medium) are dependent variables and polynomial equations supplied by a manufacturer (Bitzer) are applied to calculate the compressor powers, the compressor's electrical consumption and the compressor's mass flow rates. The results obtained with the numerical simulation using the EES and the Bitzer software are also compared. Some components of the refrigeration system are dimensioned, namely: -Gas Cooler -Heat recovery -Compressor -Evaporator -Internal Heat Exchanger -Expansion Valves -High temperature valve By-pass valve Finally, a financial analysis is carried out to demonstrate the economic feasibility of using heat recovery from the refrigeration system to heat up hot water for industrial sanitarium necessities compared to a natural gas boiler. |
