O consumo elétrico de um sistema de controle de temperatura depende muito menos do aquecimento do que as pessoas supõem, e muito mais da bomba e da forma como ela é regulada. Essa é a boa notícia: é exatamente onde se pode agir. Neste artigo explicamos do que depende o consumo de um termorregulador, quais são as cinco alavancas que geram mais economia e como calcular o retorno da sua própria instalação com os seus dados, não com os de um folheto.
Em uma planta de injeção, o controle térmico do molde costuma ser um dos maiores consumidores elétricos que passa despercebido. As bombas de circulação trabalham muitas horas por dia, frequentemente em velocidade máxima de forma contínua, quer o processo precise, quer não. É aí que se concentra o desperdício e, portanto, a oportunidade.
Quanta energia consome um termorregulador?
O consumo depende sobretudo da potência da bomba e de como ela é regulada, mais do que do aquecimento, que só atua para alcançar o setpoint e compensar perdas. Uma bomba de velocidade fixa entrega sempre a mesma vazão e pressão, sejam elas justificadas ou não pelo processo, e esse excesso se converte em eletricidade desperdiçada e em calor que depois precisa ser retirado. Reduzir esse consumo base é o que faz o investimento em um equipamento eficiente se pagar.
As cinco alavancas da economia de energia
O equipamento é a base, mas a economia real vem da combinação de várias medidas. Estas são as cinco de maior peso.
1. A bomba de velocidade variável
Em comparação com uma bomba de velocidade fixa, uma bomba regulada ajusta vazão e pressão ao que cada processo pede. Como a potência consumida cresce de forma acentuada com a velocidade, baixar as rotações ao estritamente necessário corta o consumo de forma desproporcional. É, na maioria das instalações, a alavanca de maior impacto.
2. O dimensionamento e a vazão corretos
Superdimensionar um equipamento ou mover mais vazão do que o necessário não melhora a peça, mas dispara o consumo. O objetivo é a vazão exata para obter regime turbulento no molde e manter o diferencial térmico entre entrada e retorno dentro da tolerância. Nem mais nem menos.
3. A escolha do fluido e do sistema
Trabalhar com água sempre que a temperatura permitir é mais eficiente do que recorrer ao óleo, porque a água transfere melhor o calor. Na MARSE fabricamos termorreguladores —também chamados de unidades de controle de temperatura ou TCU— de água com tanque aberto, água pressurizada de aquecimento direto e indireto, e óleo com tanque ou circuito fechado, justamente para que cada processo use o sistema mais eficiente para sua faixa e não um superdimensionado. Um sistema de baixo volume de fluido em circulação, além disso, precisa de menos energia para aquecer e resfriar. Se estiver em dúvida entre um e outro, explicamos em detalhes em água ou óleo térmico: como escolher o fluido.
4. A distribuição de vazão por circuitos
Distribuir e monitorar a vazão por zonas do molde permite alimentar cada circuito de forma equilibrada e, em muitos casos, atender com um único equipamento o que antes exigia dois. Nossas soluções de distribuição multicircuito e de monitoramento de vazão foram pensadas para isso: menos equipamentos em funcionamento, o mesmo controle do processo e consumo mais baixo.
5. Encurtar e isolar as mangueiras
Instalar o termorregulador perto da máquina reduz o comprimento da tubulação e, com ele, a resistência que a bomba precisa vencer e as perdas de calor para o ambiente. O isolamento ganha importância quanto mais alta for a temperatura do fluido: acima de certo ponto, as perdas pelas mangueiras crescem de forma acentuada e isolá-las deixa de ser um detalhe.
Quanto é possível economizar? Um exemplo ilustrativo
O cálculo a seguir é um exemplo orientativo com valores habituais do setor, não um valor garantido. Cada instalação deve ser medida. Suponhamos um processo a temperatura média em que, somando a passagem para uma bomba de velocidade variável, o dimensionamento correto da vazão e a redução de equipamentos por distribuição, o consumo elétrico do sistema cai de cerca de 4 kW para menos de 1 kW, ou seja, cerca de 3,5 kW a menos.
Em um funcionamento em três turnos, da ordem de 6.000 horas por ano, e com um preço da eletricidade de aproximadamente 0,17 €/kWh, a economia seria de cerca de 3.570 € por ano por equipamento. Em plantas com muitos equipamentos iguais, essa economia se multiplica. Com esses números concretos o retorno é rápido, mas vale insistir: o período de amortização depende do preço que você paga pela energia, das suas horas reais de funcionamento e do ponto de partida da sua instalação. Não existe um número universal.
Como calcular seu próprio retorno
A fórmula é simples e você pode aplicá-la com os seus dados reais:
- Economia anual (€) = diferença de potência em kW (antes − depois) × horas de funcionamento por ano × preço do kWh
- Período de retorno (anos) = investimento ÷ economia anual
Para que o cálculo seja confiável, convém medir o consumo real antes e depois, não estimá-lo, porque as diferenças entre uma bomba fixa a plena carga e uma regulada costumam ser maiores do que se espera. Essa abordagem está alinhada com o que explicamos em redução do custo total de propriedade: o que conta não é o preço de compra, mas o que o equipamento custa ao longo de sua vida útil.
A economia não termina na conta de energia
Reduzir o consumo traz benefícios que não aparecem na fatura, mas contam da mesma forma. Um equipamento que não trabalha a plena carga sofre menos desgaste, o que prolonga sua vida útil e espaça a manutenção. Uma vazão controlada e estável melhora a repetibilidade do processo e, com ela, a qualidade da peça e o índice de refugo. E menos consumo significa menos emissões associadas, algo cada vez mais relevante nas estratégias de sustentabilidade e nos requisitos de clientes e auditorias. Em conjunto, a eficiência energética e a confiabilidade do processo andam juntas.
Perguntas frequentes
Em quanto tempo um termorregulador eficiente se paga?
Depende do consumo evitado, das horas de funcionamento e do preço da energia, portanto não existe um número válido para todos. Em instalações que passam de bombas de velocidade fixa para equipamentos modernos bem dimensionados, o retorno costuma ser rápido, mas a única forma correta de saber é medir o consumo antes e depois e aplicar a fórmula de economia com seus próprios dados.
O que mais economiza em um sistema de termorregulação?
Na maioria dos casos, a bomba de velocidade variável, porque a potência consumida cresce muito com a velocidade e ajustá-la à vazão necessária reduz o consumo de forma desproporcional. Em seguida vêm o dimensionamento correto e a redução de equipamentos por meio da distribuição de vazão.
O que consome mais: um termorregulador a água ou a óleo?
Em sua faixa de trabalho, a água transfere melhor o calor e costuma consumir menos; por isso convém usar água, em equipamentos atmosféricos ou pressurizados, sempre que a temperatura do processo permitir, e reservar o óleo para as temperaturas que a água não alcança.
Adianta isolar as mangueiras?
Sim, sobretudo em temperaturas altas, onde as perdas de calor pelas mangueiras crescem rapidamente. Encurtá-las colocando o equipamento perto da máquina, além de isolá-las, reduz as perdas e o esforço da bomba.
Posso reduzir o número de termorreguladores da minha planta?
Em muitos casos, sim. Com uma distribuição e um monitoramento de vazão adequados, é possível alimentar e controlar de forma equilibrada o que antes exigia vários equipamentos, mantendo a estabilidade do processo e reduzindo o consumo global.
Vamos calcular sua economia?
Na MARSE fabricamos termorreguladores de água e de óleo desde 1978, com mais de 80.000 equipamentos instalados em mais de 70 países. Se quiser saber quanto poderia economizar na sua instalação, conte-nos seu processo, as horas de funcionamento e seu consumo atual e ajudamos você a estimar o retorno com os seus números.
Fale com um técnico da MARSE ou escreva para marse@marse.es.
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