Chillers assumem papel determinante na eficiência energética dos edifícios

A redução das emissões antropogénicas de CO2 ficou, recentemente, indelevelmente ligada ao acordo de Paris na (COP21 das Nações Unidas), realizado em 2015. Nesta COP a generalidade dos países do mundo estabeleceu que o aquecimento global do planeta não poderá ultrapassar um aumento de 1,5 °C no final do século, relativamente ao período pré-industrial. Mais recentemente, o acordo de Glasgow enfatizou a necessidade de adaptação da sociedade às alterações climáticas e à necessidade de elevados investimentos para esse efeito; no ano passado, 2022, em Sharm-el-Sheik (COP27) tentou materializar-se o sempre adiado apoio financeiro aos países do Sul, para efetivarem a sua transição energética.

A União Europeia (EU), no seguimento da estratégia para a energia, aprovou em 2021 a Lei do Clima, dando força de lei a acordos anteriores. Pretende-se, de forma mais ambiciosa, que a EU reduza, já em 2030, as emissões de gases com efeito de estufa (GHG) em 55% relativamente a 1990, mantendo-se o objetivo da nulidade carbónica da EU em 2050. Para isso, a nova diretiva dos edifícios (EPBD) propõe renovar 3% dos edifícios por ano e produzir a energia necessária localmente sem afetar as condições de qualidade do ar interior.

Neste cenário, compete aos sistemas de climatização serem intermutáveis, quer em termos de rede, quer em termos de controlo. A existência de redes de água, ou termofluido, deve ser um objetivo de per si na agenda de sustentabilidade de edifícios e indústrias. Os sistemas a água permitem a substituição de um equipamento por outro com maior rendimento/eficiência em qualquer momento da sua vida útil. Permitem ainda a interligação, ampliação e modificação de redes, quer em contexto industrial quer comercial e doméstico. Relativamente aos dados, devem ser definidas redes abertas utlizadas por qualquer equipamento/ marca. A comunicação de dados deve ter protocolos abertos passíveis de leitura pelos mais diversos sistemas.

Neste contexto, as máquinas de refrigeração (refrigeradores - vulgo chillers) água-água ou ar-água têm um papel de relevo como entidade de “produção”. O seu papel no processo de evolução para uma economia sustentável ocorre por três vias- redução do consumo energético, redução de gases refrigerantes com efeito de estufa e redução de uso de matérias-primas.

No que concerne ao primeiro objetivo, a Diretiva EcoDesign 2016/2281 impõe a partir de 2021, objetivos inicialmente considerados impraticáveis, mas progressivamente alcançados. São exemplos, a eficiência sazonal em arrefecimento de 179% e o desempenho energético sazonal de processo a alta temperatura de 5,5, ambos para chillers de potência nominal superior a 400 kW arrefecidos a ar.

Relativamente aos refrigerantes utilizados, a Diretiva F-Gas define para o triénio de 2021-2023 o valor médio do potencial de efeito de estufa (GWP) de 900 para a aquisição de refrigerantes, correspondente a 45% do valor de referência de 2015. O papel do R32 é hoje determinante, relativamente à substituição do R410A, por ter um GWP menor e ser necessário menor carga para uma máquina da mesma potência funcionar, no que resulta um impacto de apenas 25% relativamente ao R410A. A proposta de revisão desta diretiva aponta já para 2024 a reduçãodo GWP médio de 31% relativamente a 2015 inicialmente prevista, para 23,6%.

Há ainda a incluir a redução do uso de matérias-primas no fabrico dos equipamentos. Muito embora a energia embebida nos materiais seja pequena, e o custo inicial represente apenas cerca de 15% dos custos totais do período de vida de um chiller, a depleção de matérias-primas tem de ser reduzida. Deverão ser usados ciclos de reaproveitamento tão curtos quanto possível. Este será o tema de uma próxima diretiva, que considerará a reutilização de equipamentos, a remanufactura total e/ou reaproveitamento de equipamentos de uma máquina. A reciclagem de materiais deve ser a última alternativa a usar num enquadramento de Sustentabilidade.

No contexto atrás definido, a AERMEC é detentora de um vasto grupo de máquinas de refrigeração e bombas de calor que superam largamente as novas exigências de eficiência do segundo nível (tier 2), quer para processo, quer para conforto. Inclui ainda um parque de bombas de calor para aquecimento e produção de água quente sanitária, com temperaturas de saída da água superiores a 60 °C, 65 °C ou mesmo 80 °C. Em particular, é detentora de uma gama de máquinas a 4 tubos (NRP) e a 6 tubos (CPS), estas destinadas a fornecer água fria, quente e água quente para aplicações domésticas, ou de processo a 73 °C. A Figura 1 apresenta uma máquina CPS a 6 tubos.

Figura 1 – Máquina a seis tubos (CPS).

A par da forte evolução no domínio da eficiência energética, a AERMEC tem desenvolvido gamas de equipamentos com baixos ou nulos valores de GWP. A Figura 2 mostra as diversas gamas de chillers, o tipo de refrigerante usado e a gama de potências.

Figura 2 – Gama de Chillers AERMEC (R134A, R32, XP10 e R1234ze).

Nos chillers com compressores Turbocor®, a AERMEC evoluiu dos TBX a R134A para os TBA, a R513A(XP10), e para os TBG a R1234ze, atingindo nesta gama máquinas um GWP praticamente nulo. A gama Turbocor®, TBX, TBA e TBG, compreende máquinas de algumas centenas de kW até valores superiores a 1 MW de potência frigorífica. Nos chillers com compressor centrífugo a evolução é análoga. Passou-se do NSM a R134A, para XP10, e deste para o NSG a R1234ze. Esta gama ultrapassa os 2 MW. Finalmente, na gama de compressores scroll, (NRB, a R410A, e NRG, a R32) existem máquinas desde dezenas de kW de potência frigorífica a mais de 700 kW. Em substituição da gama dos NRP, máquina a 4 tubos a R410A, irá em breve surgir o NPG a R32.

Em breve toda a gama de chillers AERMEC utilizará fluidos refrigerantes com GWP nulo, a par de um incremento contínuo da eficiência. A prazo prevê-se a implementação de políticas de reutilização de componentes.