A Cogeração é um processo que permite, a partir da queima de combustíveis — que em muitos casos são parte de processos já existentes em planta — a produção simultânea de calor e, consequentemente, energia elétrica, consistindo em aproveitar grande parte deste calor nos demais processos térmicos relacionados. O ganho de eficiência nesse sistema possibilita a produção de energia confiável, muitas vezes ininterrupta e com menor custo. Destaca-se que este é um processo que envolve o reaproveitamento de calor que seria rejeitado na natureza, sendo assim uma ferramenta de sustentabilidade.
Os Sistemas de Cogeração têm múltiplas aplicações, mas sempre relacionadas a diminuir a demanda de energia elétrica fornecida por Concessionárias. Nem sempre a aplicação visa a autossuficiência total; normalmente são processos mistos, por exemplo, reduzir a demanda elétrica de energia de Concessionárias quando o valor do KWh está mais caro, entre outros. Uma das vantagens da Cogeração é que os geradores de energia elétrica são menores e mais econômicos do que outras formas de geração de energia, como solar ou eólica.
Para Sistemas de HVAC, uma interessante aplicação da Cogeração está relacionada ao uso de Chiller por Absorção. É sabido que em edificações comerciais, corporativas e até mesmo em indústrias, o custo de operação de Sistemas de HVAC pode chegar a até 60% do valor do consumo de energia elétrica. Assim, o Chiller por Absorção pode ser uma interessante solução em termos de sustentabilidade econômica e ambiental.
O que distingue o funcionamento dos chillers por absorção dos chillers de compressão (mais comuns) é o fato de ter como princípio de base um “compressor termoquímico” e não um compressor mecânico. Os chillers de absorção permitem produzir água gelada a partir de uma fonte de calor (que pode ser advinda da Cogeração), envolvendo também uma solução de um sal (e.g. brometo de lítio) num processo termoquímico de absorção. Existem dois tipos de Chiller por Absorção:
A. Chiller de absorção de queima direta: nestes sistemas, o calor necessário é obtido queimando diretamente um combustível, em geral, gás natural.
B. Chiller de absorção de queima indireta: nestes sistemas, o calor necessário é fornecido na forma de vapor de baixa pressão, água quente ou de um processo de purga quente, utilizando Sistemas de Cogeração.
Como o Chiller por Absorção opera a partir de um sistema termoquímico, os únicos componentes móveis necessários para o funcionamento do sistema são bombas hidráulicas; assim, estes equipamentos tendem a ter vida útil mais longa e exigir menos manutenção. Do ponto de vista ambiental, nestes casos, a água substitui o uso de fluidos refrigerantes e não é utilizada nenhuma substância nociva para a Camada de Ozônio. Outra vantagem é que o consumo elétrico dos Chillers por Absorção costuma ser cerca de 10% do consumo dos Chillers de Compressão elétricos convencionais.
Os Chillers por Absorção de queima indireta têm como vantagem o fato de funcionar a partir do calor gerado por múltiplas fontes, por exemplo, vapor de baixa pressão, água quente, energia solar e processo de purga quente.
A grande desvantagem dos Chillers por Absorção é o reduzido rendimento energético em comparação aos Chillers habituais; o coeficiente de performance (COP) em geral é mais baixo. Além disso, o investimento inicial no equipamento é significativamente mais alto.
Uma solução interessante é a aplicação de Sistemas mistos, por exemplo, com um Chiller Elétrico como base e um Chiller por Absorção quando a Cogeração é significativa.
Referências Bibliográficas:
ASHRAE Handbook Chapter 7 – Combined heat and power systems. Systems and Equipment. 2016.
Análise da Flexibilidade Operacional, Eficiência Energética e Viabilidade Econômica de uma Planta de Cogeração. Estudo de caso: São Paulo Expo Exhibition &Convention Center. Eng. André Fransolin Rollo. Eng. José Carlos Felamingo.
