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Não é a sala da caldeira de seu avô

caldeira de raypak das fazendas noreasternas
Artigo escrito por Jen Zurko, apresentado em Revista GrowerTalks, edição de outubro de 2021

"Esta é a primeira decisão básica - e mais uma vez prós e contras em cada sentido. Geralmente não se percebe: o fato de que as caldeiras centrais, em geral, são cerca de 10% mais eficientes no consumo de combustível do que os aquecedores unitários. Ouvimos com freqüência 75% para uma caldeira, 65% para aquecedores unitários. Além disso, o fato de que as caldeiras centrais normalmente são rapidamente conversíveis de óleo para gás para propano. Estas são duas vantagens muito grandes".

Isto é o que Vic Ball, o falecido e grande editor-chefe de GrowerTalks, escrito na 14ª edição do RedBook de Bolas em 1985. Naquela época, o sistema de aquecimento de escolha era o aquecedor a gás; não havia muitos que estavam instalando caldeiras.

O Vic tirou os benefícios de ter um aquecedor de unidade: eles precisam de menos investimento; geralmente havia mais de um, então se um falhar, o outro pode pegar a folga; você não precisa de espaço para uma sala de caldeiras. Mas foi a eficiência do 10% que ficou com ele.

"... uma penalidade de 10% no custo de combustível durante 10 anos é muito dinheiro", escreveu ele. E como os aquecedores unitários são aéreos, "os sistemas que introduzem o calor para cima no sótão da casa são muito esbanjadores em comparação com o calor distribuído para baixo na superfície do solo".

Vic admitiu que, com relação ao custo, os aquecedores unitários eram muito mais econômicos à partida, mas as caldeiras eram tentadoras com sua maior eficiência, baixos custos operacionais e uso de combustíveis de baixo custo. "Promissor!", ele disse.

Desde então, escrevemos muitos artigos nestas páginas sobre aquecedores e eficiência energética (incluindo um sobre queimar maçarocas de milho e vagens de soja!) e acho que a maioria deles chegou à mesma conclusão: não há uma resposta certa ou errada quando se trata de aquecer sua estufa. Como em muitas decisões sobre insumos, você tem muitos fatores a pesar, incluindo sua localização, o tipo de estufa que você tem, o que você está cultivando e seus recursos.

Em 1985, a indústria ainda estava cambaleando da crise energética do final dos anos 70, onde um barril de petróleo passou de $3 para $12. Embora o embargo original tenha sido levantado após alguns meses, os preços do petróleo permaneceram altos e os efeitos da crise energética se estenderam por quase uma década.

Agora, com o custo do gás natural relativamente estável e as novas regulamentações da consciência climática forçando novas inovações, os produtores têm mais opções para aquecer suas estufas.   

O avô não reconheceria esta caldeira

   

Quando as caldeiras foram introduzidas pela primeira vez na estufa, elas queimavam carvão ou óleo.

Jim Rearden, presidente da BioTherm, é nosso especialista em aquecimento residente e não é um estranho para a RedBook de Bolas ele mesmo. Por causa de seu conhecimento, nós gravamos Jim para escrever os capítulos sobre aquecimento em estufa para as duas últimas edições do Volume 1.

Embora a maioria das operações de estufas utilize principalmente aquecedores unitários porque são relativamente baratos, Jim disse que está vendo mais cultivadores irem um pouco mais longe no que diz respeito aos seus sistemas de aquecimento. Para ajudar a complementar seus aquecedores unitários, alguns cultivadores estão instalando sistemas de aquecimento inferior sob as bancadas para controlar melhor o fluxo e evitar que o calor fique em direção ao telhado.  

"Mas os verdadeiros iluminados estão colocando em um sistema centralizado de água quente com caldeiras e esses sistemas são substancialmente mais eficientes e mais verdes", disse Jim. "E uma vez que as pessoas entram na água quente, elas se agarram a ela".

O uso de caldeiras não é exatamente novo - elas são usadas em estufas há pelo menos 100 anos - mas há algumas diferenças nos modelos mais atuais que as tornam mais eficientes e ecologicamente corretas.

Quando uma pessoa comum pensa em uma sala de caldeiras, ela imagina um equipamento de metal gigante, barulhento e sujo e isso é o que muitos cultivadores tinham há 25 ou 30 anos, disse Jim - um grande navio que parece um motor para uma locomotiva movida a carvão.

"Eram apenas dispositivos de aço ou ferro fundido, grandes vaporizadores", explicou ele. "Voltava-se à Revolução Industrial quando as pessoas precisavam ter coisas grandes que produziam grandes quantidades de vapor e as construíam a partir dos materiais mais disponíveis".

Agora, as salas das caldeiras de hoje se parecem com fazendas de servidores de computador, com filas de caldeiras que parecem armários de arquivos onde você não perde sua audição se estiver ao lado de um. E ao invés de ferro fundido, elas são feitas de metais nobres como cobre e aço inoxidável, o que, afinal, transfere calor muito melhor.

"Os fabricantes desses tipos de caldeiras só recentemente viram os tipos de equipamentos que realmente poderiam se aproximar das instalações maiores", disse Jim. "Essa tecnologia nos últimos 10, 15 anos tem realmente crescido, então agora estamos vendo onde está um pouco embaçada as linhas do que é uma 'verdadeira caldeira'".

Estes novos tipos de caldeiras, chamados "caldeiras de baixa massa" (Jim na verdade escreveu um artigo sobre eles em a edição de novembro de 2020 de GrowerTalks) pode lidar melhor com as flutuações naturais de um ambiente de estufa do que uma caldeira antiga de alta massa normal poderia lidar. E eles podem responder a essas flutuações mais rapidamente.

"Como seu carro com cruise control, eles têm a capacidade de realmente modular a quantidade de combustível para corresponder à carga", disse Jim. "Ele está olhando para quantos BTUs precisa fazer naquele momento e abranda para atender a isso; ele não inicia e pára em ciclos curtos, o que tende a prejudicar a eficiência".

E quando se trata de ser mais eficiente, os números falam por si mesmos. Jim disse que a BioTherm ainda tem alguns clientes que têm grandes usinas a vapor dos anos 60 e 70 que funcionam em meados dos anos 40 de porcentagem de eficiência. Mas "pouco a pouco, estamos fazendo com que eles entendam que se colocarem neste novo equipamento de caldeira de baixa massa com queimadores realmente bons, eles poderão conseguir esse número até os anos 90 ou mais", disse Jim.  

Como em muitos dos modernos controles climáticos, alguns sistemas de caldeira vêm com aplicações que lhe dão a capacidade de ver o que está acontecendo lá dentro e alertá-lo se algo não estiver funcionando corretamente. E as melhorias continuam a ser feitas com relação aos níveis de eficiência.  

"A maior caldeira de baixa massa que costumava ser capaz de vender aqueceria talvez meio acre a 2 milhões de BTUs", disse Jim. "Tornou difícil para nós competir com os tipos de alta massa porque eles precisariam de 15 caldeiras por 5 acres". Mas agora, temos equipamentos que irão e aquecerão até
1,5 acres com uma destas eficientes caldeiras de baixa massa.

"Eles estão realmente mudando o velho mundo pensando no que o paradigma das pessoas é de uma caldeira típica". Se você entrar em uma de nossas caldeiras, é como um monte de armários de arquivos, e eles são muito silenciosos e eficientes versus entrar em uma das antigas salas das caldeiras, onde você precisava de um capacete e alguns macacões. Esta não é a sala das caldeiras do seu avô". 

Tendências das caldeiras

Mesmo as caldeiras de alta massa que são maiores e menos sustentáveis que as de baixa massa são mais eficientes e duram mais tempo.

O mercado mudou, como os mercados mudam. E há uma série de razões pelas quais isso é permitido para inovação e novos desenvolvimentos no que diz respeito ao aquecimento em estufa.

Não há dúvida de que novas regulamentações ambientais têm desempenhado um papel significativo, pressionando os fabricantes a desenvolver produtos que funcionem mais limpos - e até mesmo que funcionem com outras formas de energia.

"Bem, na Califórnia, nós sempre lideramos a carga, e a eletrificação se tornou uma coisa enorme", disse Jim. "Daqui a cinco anos, provavelmente estaremos escrevendo um artigo sobre isso. E há municípios onde, se você construir (como em São Francisco agora), não pode ter nada que queime gás ou propano - tudo tem que ser elétrico. E há muito mais lugares como esse".  

Jim disse que mesmo em algumas áreas rurais, como o Vale San Joaquin na Califórnia, as caldeiras e outros tipos de equipamentos de combustão têm que ser "baixo NOX" agora, o que significa baixas emissões. Há até mesmo algumas empresas que estão olhando para as caldeiras movidas a energia solar. Por enquanto, Jim diz que acha que isso é mais adiante, mas ainda é algo a se ter em mente.

Enquanto isso, o que o BioTherm e outros fornecedores de aquecimento estão percebendo ao instalar novos sistemas é que os produtores tendem a planejar um pouco mais adiante. Com os aquecedores unitários, você compra à medida que constrói. Mas com um sistema de caldeira, você pode instalá-lo com a intenção de que ele servirá mais baías no futuro.

"Vemos muitos clientes voltando onde montamos um sistema onde eles podem ter três a quatro fases de crescimento em mente", disse Jim. "Montaremos um sistema que lhes dará a capacidade de expandir sem ter que comprar uma caldeira para tudo o que estão planejando nos próximos 10 anos".

Há alguns anos, a "biomassa" estava em tendência, já que alguns produtores estavam instalando caldeiras a lenha e armazenamento para cavacos de madeira. Este tipo de sistema de aquecimento funciona bem para muitas operações, mas com certas advertências em mente.

"Há pessoas que podem colocar o suficiente neles para que fiquem limpos, mas de modo geral, não vemos muito disso acontecendo", disse Jim. "É uma luta para fazê-los queimar limpo e há uma tremenda quantidade de manutenção que eclipsa algumas das economias potenciais". Geralmente, é uma despesa muito maior e você tem que designar funcionários para operá-los". Palavras-chave e necessidades da caldeira  

Se você estiver no mercado para uma nova caldeira ou estiver procurando uma atualização, há algumas coisas a se ter em mente. Primeiro, olhe para seu espaço. Com um sistema de caldeira, você tem o luxo de ter uma grande área de espaço de estufa controlada a partir de uma área.

"Você deveria pensar em montar seu espaço com tubulações que possam aceitar mais equipamentos para não ter que refazer a infra-estrutura", disse Jim. "Muitas vezes, as pessoas vêm até nós e dizem: 'Vamos construir um acre agora, mas queremos construir 10 acres ao longo dos próximos 10 anos'. Então montaremos seu sistema mecânico naquela sala para que a tubulação seja suficientemente grande para acrescentar equipamentos à medida que eles forem andando".

Em segundo lugar, descubra a que tipo de combustível você tem acesso, se é gás natural ou propano, e quanto lhe custará. Jim disse que a maioria dos produtores ainda pode comprar gás natural a cerca de 55 a 60 centavos de dólar por termelétrica, o que é 100.000 BTUs brutos. Se você tiver que considerar o transporte, a maioria das operações de estufas está vendo cerca de 70 centavos ou menos por termelétrica. Geralmente, o propano é o dobro disso.

Em 1985, quando Vic estava escrevendo sobre caldeiras, a maioria delas usava petróleo ou carvão, mas como o petróleo continua sendo um dos tipos de combustível mais caros, não são mais muitos os produtores que o utilizam. Durante os últimos 30 anos, as empresas de gás natural expandiram-se significativamente, instalando linhas de gás em todo o país, de modo que o combustível mais barato está mais prontamente disponível.

Em terceiro lugar, observe todos os regulamentos de sua área - especialmente se você vive na Califórnia, que possui as mais rigorosas leis de combustão. E Jim sugere que você continue prestando atenção porque a nova legislação aparece o tempo todo, então você precisará saber o que está vindo pelo gasoduto (trocadilho pretendido).

Finalmente, conheça a linguagem. Jim disse que a nova palavra-chave no mundo das caldeiras é "eficiência condensadora". Isto é quando o gás que passa pela chama é muito frio porque a água fria no lado do retorno do sistema está extraindo a maior quantidade de energia possível durante o processo de combustão. Ter boa eficiência de condensação pode economizar até 10% a 15% de sua conta de energia, portanto isto é algo que você deve procurar ao comprar um novo sistema de caldeira.

"Há muitas caldeiras que estão sub-condensando onde eles apenas queimam o combustível", disse Jim. "Quando se queima combustível, é um produto bastante agressivo". A coisa que sai do processo de combustão é que o pH é cerca de 4, e se você o deixar permanecer dentro da unidade até esfriar, ele vai enferrujá-lo e corroê-lo. Caldeiras mais novas feitas com os metais mais nobres como cobre ou aço inoxidável podem suportar o baixo pH. E as caldeiras de eficiência de condensação podem ser classificadas como 99%, o que é o máximo teórico que se pode obter.

 "Não deve ser seu primeiro custo, deve ser o custo de propriedade durante 10 a 15 anos, e a maioria das caldeiras deve trabalhar até 15 a 20 anos, em geral".

Sua caldeira está funcionando...?

Se você já é um adotante de um sistema de aquecimento de caldeira, há duas maneiras de garantir que ele esteja funcionando da maneira mais eficiente possível. Jim disse que muitos cultivadores entram na armadilha de ver quanto combustível está realmente sendo queimado, entrando na água e subindo pela chaminé. Ele diz "armadilha" porque isto não é responsável por "perdas em espera", especialmente se você tiver um sistema de alta massa. Os tipos que são ligados no outono e ficam praticamente ligados até a primavera não têm a capacidade de ajustar a saída com base em variáveis. A verdadeira maneira de ver como sua caldeira está funcionando é descobrir qual é a sua "eficiência sazonal".  

"Se você olhar apenas para sua eficiência de combustão constante, você pode acreditar que sua caldeira está chegando ao 80% ou 82%, que é geralmente o que os sistemas mais antigos conseguiriam", explicou Jim. "Mas se você olhar para suas cargas anuais e seu uso anual de combustível, você pode descobrir que está tendo muitas cargas parasíticas de perdas em espera, perdas na chaminé e nas tubulações, etc. que acabam suprimindo qual é sua verdadeira eficiência".

Jim disse que o resultado final é que se você está comprando uma certa quantidade de combustível, seja gás natural ou propano, você quer ter certeza de que está recebendo o valor de seu dinheiro por cada unidade e evitando o máximo de desperdício possível.  

"Assim, em vez de caldeiras que têm temperaturas de chaminé que estão nas altas centenas de graus, temos agora caldeiras que basicamente fazem um vapor de vapor que sai por uma abertura de plástico em vez de ter que ter uma grande chaminé de aço que pode suportar centenas de graus", disse ele. "Os produtores pouparão muito dinheiro se realmente prestarem atenção ao que é sua eficiência sazonal".

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