A busca por maior eficiência energética e menor impacto ambiental tem levado os supermercados a rever suas estratégias de refrigeração, uma das áreas de maior consumo de energia nesse tipo de operação. No Grupo Carrefour, esse movimento resultou na implantação de uma arquitetura híbrida baseada exclusivamente em refrigerantes naturais na unidade Sam’s Club de Uberlândia (MG).
Selecionada como projeto piloto, a loja de 3.500 m² permitiu testar uma solução desenvolvida desde a etapa de projeto para uma operação contínua, 24 horas por dia, sete dias por semana. A proposta considerou tanto a redução das emissões diretas associadas a vazamentos de refrigerante quanto a diminuição das emissões indiretas decorrentes do consumo de eletricidade ao longo da vida útil do sistema.
O projeto teve início em 2024 e reuniu a NTC Refrigeração, responsável pela arquitetura e integração do sistema; a Copeland, parceira em tecnologias de compressão, controles e engenharia de aplicação; e a Universidade Federal de Uberlândia (UFU), que participou da validação científica dos resultados. A intenção era desenvolver uma solução que pudesse ser replicada em outras unidades do Carrefour.
Desafios
Entre os principais requisitos estava a utilização exclusiva de refrigerantes naturais de ultrabaixo GWP, em conformidade com a ABNT NBR ISO 5149, incluindo os critérios relacionados a projeto, instalação, operação, manutenção, limites de carga, ventilação, detecção de vazamentos e segurança.
Outro desafio era obter redução mensurável no consumo de energia em comparação com sistemas convencionais utilizados nas lojas monitoradas do Carrefour no Brasil. A solução também deveria manter desempenho elevado em condições de temperaturas ambientes mais altas, característica relevante para a operação de supermercados em regiões de clima quente. Além da eficiência, a arquitetura precisava garantir estabilidade, confiabilidade e modulação da capacidade de acordo com as diferentes cargas de refrigeração. Como projeto-piloto, o sistema também deveria apresentar características que permitissem sua futura padronização e implantação em outras lojas da rede.
Solução
A arquitetura desenvolvida combina chillers modulares de R-290 (propano) com um sistema centralizado de refrigeração por CO₂ subcrítico. A configuração foi definida para atender às aplicações de média e baixa temperatura, utilizando compressores scroll de velocidade variável.
Nos chillers de R-290, responsáveis pela refrigeração de média temperatura, foram utilizados compressores scroll Copeland YHV119 com motor de ímã permanente sem escovas (BPM). A tecnologia permite maior eficiência e precisão no controle de temperatura, especialmente em condições de carga parcial, predominantes durante boa parte da operação.
As áreas de alimentos frescos, laticínios e hortifrúti são atendidas por circuitos de glicol alimentados por dois chillers de R-290. Com essa configuração, o propano permanece confinado aos chillers e fora das áreas ocupadas da loja.
Para os congelados, foi adotado um sistema centralizado de CO₂ subcrítico. Dois outros chillers de R-290 realizam a rejeição de calor do rack de CO₂ por meio de um circuito de glicol, permitindo manter a operação subcrítica mesmo em condições de temperatura ambiente elevada. O rack utiliza compressores scroll de velocidade variável Copeland ZOV, desenvolvidos para aplicações com CO₂. As duas plataformas de compressores utilizam inversores de frequência e válvulas de expansão eletrônicas, permitindo ajustar a capacidade de refrigeração em tempo real. Os controles também coordenam a operação dos compressores, ventiladores EC, bombas e resistências anti-condensação, buscando adequar continuamente a produção frigorífica à demanda da loja.
A arquitetura conta ainda com controladores programáveis Copeland iProLite e iProRack e integração com a plataforma XWEB, que permite monitoramento remoto, gerenciamento de alarmes e acompanhamento das condições de operação. Para o projeto, foi desenvolvida uma aplicação de controle personalizada de acordo com os requisitos definidos pela NTC Refrigeração.
Outro aspecto considerado foi a segurança na utilização do R-290. A carga foi limitada a 1,6 kg por circuito e o refrigerante ficou confinado aos chillers, enquanto a distribuição de frio ocorre por meio de glicol e CO₂ subcrítico. O sistema também conta com detecção de vazamentos em conformidade com a ABNT NBR ISO 5149.
Ao todo, foram instalados quatro chillers de R-290: dois destinados à refrigeração de média temperatura e dois à rejeição de calor do sistema de CO₂ de baixa temperatura. As temperaturas de evaporação alcançam -8 °C nas aplicações de média temperatura e -28 °C nas de baixa temperatura.
A implantação envolveu desde a definição da arquitetura e seleção dos componentes até a engenharia de aplicação, otimização dos controles, partida e comissionamento. Durante a fase de entrada em operação, a Copeland forneceu seis dias de suporte técnico presencial, além de apoiar a análise dos primeiros dados operacionais e a transferência de conhecimento para as equipes da NTC e do Carrefour.
Resultados
Os resultados obtidos na unidade de Uberlândia indicaram ganhos tanto em eficiência energética quanto na redução do impacto ambiental associado à refrigeração. Segundo os dados do projeto, o sistema apresentou redução de 26,9% no consumo de energia elétrica em comparação com os sistemas convencionais de refrigeração monitorados na rede Carrefour no Brasil. O desempenho também se destacou entre as 192 lojas monitoradas pelo grupo no momento da avaliação. A operação apresentou 98% de eficiência operacional, com modulação estável da capacidade e funcionamento normalmente entre 50% e 65% da capacidade total.
Entre os resultados registrados estão ainda o menor impacto ambiental direto proporcionado pelo uso de refrigerantes naturais, incluindo R-290 com GWP próximo de zero, além da conformidade com a ABNT NBR ISO 5149 para sistemas que utilizam refrigerantes naturais.
Para o coordenador técnico nacional do Grupo Carrefour Brasil, Cláudio Adei Vieira da Rosa, os resultados obtidos na unidade de Uberlândia foram suficientes para orientar a expansão da tecnologia. “Atualmente, este é o sistema com o melhor desempenho energético dentro de uma frota monitorada de 192 lojas em operação. Diante dos excelentes resultados, decidimos padronizar essa tecnologia em nossos novos projetos de refrigeração”, aponta o coordenador.
A experiência demonstra, assim, a possibilidade de combinar diferentes tecnologias de refrigeração com refrigerantes naturais para atender às demandas de supermercados instalados em regiões de clima quente. A integração entre chillers de R-290, CO₂ subcrítico, compressão de velocidade variável e controles avançados permitiu associar eficiência energética, confiabilidade operacional e possibilidade de replicação da arquitetura em novas unidades.
