Otimização Energética do Sistema de Refrigeração da máquina de impregnar ZELL

Esta dissertação teve como objetivo fundamental a otimização energética do sistema de refrigeração da máquina de impregnar tela ZELL e, como objetivo adicional, a avaliação da qualidade da água do circuito, justificada pela acentuada degradação dos rolos devido à corrosão provocada pela recirculação da água de arrefecimento. Inicialmente fez-se o levantamento de informações do processo produtivo para caracterizar o funcionamento do sistema de refrigeração, tendo-se selecionado duas telas de poliéster designadas neste estudo por P1 e P2 e, também, uma tela de nylon designada por N. Foram efetuados ensaios, um para cada tela, para a atual temperatura de setpoint da água à saída da torre de arrefecimento (30ºC). Realizou-se outro ensaio para a tela N mas com uma temperatura de setpoint de 37ºC, ao qual se chamou N37. Deste modo, determinou-se as potências térmicas removidas pela água de refrigeração e as potências térmicas perdidas por radiação e por convecção, tendo-se verificado que na generalidade dos rolos as referências P1 e P2 apresentam valores mais elevados. Em termos percentuais, a potência térmica removida pela água de refrigeração nos grupos tratores 1 e 3 e no conjunto de rolos de R1 a R29 corresponde a 48%, 10% e 70%, respetivamente. Com a avaliação às necessidades de arrefecimento da máquina ZELL, confirmou-se que os caudais atuais de refrigeração dos rolos garantem condições, mais que suficientes, de funcionamento dos rolamentos. Assim sendo, fez-se uma análise no sentido da diminuição do caudal total que passou de 10,25 L/s para 7,65 L/s. Considerando esta redução, determinou-se o caudal de ar húmido a ser introduzido na torre de arrefecimento. O valor determinado foi de 4,6 m3ar húmido/s, o que corresponde a uma redução de cerca de 32% em relação ao caudal atual que é de 6,8 m3ar húmido/s. Com os resultados das análises efetuadas à água do circuito de refrigeração, concluiu-se que a água de reposição e a água de recirculação possuem má qualidade para uso na generalidade dos sistemas de refrigeração, principalmente devido aos elevados valores de concentração de ferro e condutividade elétrica, responsáveis pela intensificação da corrosão no interior dos rolos.

This dissertation had as the main objective the energy optimization of the cooling system of the cord fabric impregnating machine ZELL and, as an additional objective, the water in the circuit quality evaluation because of the sharp deterioration of the rolls due to corrosion caused by the water recirculation cooling. Initially it was collected information of the production process to characterize how the refrigeration system works, having two cord fabrics of polyester selected in this study designated as P1 and P2, and also a nylon cord fabric designated by N. Tests were made, one for each cord fabric, for the current setpoint temperature of the water at the exit of the cooling tower (30ºC). Another test was performed to the N cord fabric but with a setpoint temperature of 37ºC, which was named N37. Thus, it was determined the heat lost by the cooling water and the heats lost by radiation and convection, where it was found that in most of the rolls the references P1 and P2 have the highest heat load. In percentage terms, the heat removed by the cooling water in the tractor groups 1 and 3 and in the rolls between R1 and R29 corresponds to 48%, 10% and 70%, respectively. By evaluating the cooling requirements of the impregnation machine ZELL, it was confirmed that the current cooling flow of the rolls ensure more than enough operation conditions for the bearings. Therefore, an analysis was made towards the reduction of the total flow from 10,25 L/s to 7,65 L/s. Considering this reduction, it was determined the moist air flow being introduced into the cooling tower. The determined value was 4,6 m3 moist air/s, which corresponds to a reduction of 32% compared to the current flow that is 6,8 m3 moist air/s. With the results of the analysis performed with the water of the cooling circuit, it was concluded that the replenishment and recirculation waters have poor quality to be used in most refrigeration systems, mainly due to the high values of iron concentration and electrical conductivity, which are responsible for the intensification of the corrosion inside of the rolls.