Publicação
Otimização de uma instalação frigorífica a NH3 / CO2, para a indústria alimentar
| authorProfile.email | biblioteca@isel.pt | |
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica | |
| dc.contributor.advisor | Garcia, João Nuno Pinto Miranda | |
| dc.contributor.author | Barroso, Gonçalo Velhinho | |
| dc.date.accessioned | 2026-02-02T10:05:12Z | |
| dc.date.available | 2026-02-02T10:05:12Z | |
| dc.date.issued | 2025-11-20 | |
| dc.description.abstract | A refrigeração tem uma função crucial a nível mundial, sem ela a segurança alimentar ficaria comprometida. No entanto com os desafios ambientais e com os novos regulamentos, os sistemas tradicionais que utilizam fluidos com elevado potencial de aquecimento global (GWP) e com impacto na camada de ozono (ODP) tornam-se cada vez mais obsoletos. Nesse contexto, a utilização de fluidos frigorigéneos que não apresentem esses problemas, tais como o amoníaco e o dióxido de carbono, pode aparecer como uma solução mais sustentável e eficiente. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma proposta de otimização de uma instalação frigorífica já existente, passando de um fluido fluorado, R404A, para fluidos naturais, mais especificamente o dióxido de carbono (R744) e o amoníaco (R717), com o objetivo de melhorar a eficiência energética e reduzir os impactos ambientais. A proposta de otimização consistiu na centralização dos sistemas de refrigeração, que anteriormente eram independentes e integrando-os num sistema em cascata, com o fluido R744 na baixa temperatura, e o R717 na alta temperatura, utilizando os pontos positivos de cada fluido, para tentar maximizar o desempenho energético. Realizou-se o dimensionamento da instalação com os novos fluidos naturais. Os resultados demonstram ganhos expressivos: a potência elétrica absorvida foi reduzida em 35,2%, enquanto o COP registou um aumento de 2,11 para 3,26, correspondendo a uma melhoria de 54,4%. No âmbito ambiental, foi registada uma redução de 39,5% nas emissões anuais de CO₂ e uma diminuição de 40,5% no Índice de TEWI, o que corresponde a uma redução de 4,3 milhões de kgCO₂ ao longo da vida útil. Em termos económicos, os custos anuais de eletricidade baixaram cerca de 39,6%, resultando numa poupança na vida útil da instalação superior a 370 mil euros. O presente trabalho visou reforçar a viabilidade técnica e ambiental da transição para fluidos naturais em instalações industriais e propôs medidas futuras como a integração de fontes de energia renovável, bem como a aplicação de sistemas de controlo avançado, de modo a reforçar mais a eficiência global e o impacto ambiental. | por |
| dc.description.abstract | Abstract Refrigeration plays a crucial role worldwide, without which food safety would be compromised. However, with environmental challenges and new regulations, traditional systems that use fluids with a high global warming potential (GWP) and impact on the ozone layer (ODP) are becoming increasingly obsolete. In this context, the use of refrigerants that do not present these problems, such as ammonia and carbon dioxide, may appear as a more sustainable and efficient solution. This work aimed to develop a proposal for optimising an existing refrigeration installation by switching from fluorinated fluids, R404A, to natural fluids, specifically carbon dioxide (R744) and ammonia (R717), with the aim of improving energy efficiency and reducing environmental impacts. The optimisation proposal consisted of centralising the refrigeration systems, which were previously independent, and including them in the cascade system, with R744 at low pressure and R717 at high pressure, using the positive points of each fluid to try to maximise energy performance. The installation was dimensioned with the new natural fluids. The results show significant gains: the electrical power absorbed was reduced by 35,2%, while the COP increased from 2,11 to 3,26, corresponding to an improvement of 54,4%. In environmental terms, there was a 39.5% reduction in annual CO₂ emissions and a 40,5% decrease in the TEWI Index, corresponding to 4,3 million kgCO₂ less over the lifetime of the installation. In economic terms, annual electricity costs fell by around 39,6%, resulting in savings over the lifetime of the installation of more than €370,000. This work aimed to reinforce the technical and environmental feasibility of the transition to natural fluids in industrial installations and proposed future measures such as the integration of renewable energy sources and the application of advanced control systems in order to further enhance overall efficiency and environmental impact. | eng |
| dc.identifier.tid | 204171024 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.21/22627 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Refrigeração | |
| dc.subject | Fluidos naturais | |
| dc.subject | Otimização | |
| dc.subject | Sustentabilidade | |
| dc.subject | Refrigeration | |
| dc.subject | Natural fluids | |
| dc.subject | Optimization | |
| dc.subject | Sustainability | |
| dc.title | Otimização de uma instalação frigorífica a NH3 / CO2, para a indústria alimentar | |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica, na Área de Especialização de Energia, Refrigeração e Climatização |