Orientadores : Sergio Gama, Judit Zoltan Halasz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-16T21:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ordonez_JonhsonFrancisco_M.pdf: 1513568 bytes, checksum: a097d9b06c8f3c771775092a826e387b (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Os trocadores de calor criogênicos podem ser usados numa infinidade de sistemas onde devem-se promover trocas térmicas entre dois ou mais fluidos, a citar: Refrigeradores/Liquefatores de nitrogênio, h61io, hidrogênio, oxigênio, etc. Este trabalho consta, essencialmente, do dimensionamento, fabricação e testes de dois tipos de trocadores do calor usados em Refrigeradores/Liquefatores de ciclo Stirling: um trocador de calor compacto tipo casco-tubo o um trocador do calor regenerativo criogênicos. Na apresentação: 1) faz-se um esboço dos principais trocadores de calor usados em processos criogênicos; 2) apresenta-se os Refrigeradores/Liquefatores de ciclo Stirling; 3) finalmente, particulariza-se o dimensionamento, fabricação e tostes de dois tipos específicos de trocadores de calor para refrigeradoes criogênicos do ciclo Stirling: um trocador de calor regenerativo criogênicos, feito com 1g de cobre, e um trocador tipo casco-tubo do 11cm do diâmetro o 251 tubos de O,12cm do diâmetro / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Joaquim Severino de Paiva Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T19:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sanchez_CaioGlauco_M.pdf: 1818131 bytes, checksum: 1dfc824606dd52760ee8c6c045997505 (MD5) Previous issue date: 1982 / Resumo: Um sistema de ar condicionado que utiliza água resfriada durante a noite em uma piscina é desenvolvido neste trabalho. Pouco antes do sol nascer a água é armazenada e utilizando-se de um trocador de calor, mantém-se o ambiente em condições de conforto a 80°F. O sistema é apropriado para regiões onde, no verão se tenha noites frias e dias solares quentes, como nos Planaltos Brasileiros. A energia consumida é de somente 10% daquela conseguida por um sistema convencional de compressão-varpor. O sistema se ajusta muito bem com as condições sócio-econômicos de países em desenvolvimento. / Mestrado / Mestre em Ciências

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300945.pdf: 7691802 bytes, checksum: a79a29074aa4a3a99f8245213c58a3ba (MD5) / No Brasil, o consumo de energia no setor residencial é liderado pelo segmento de refrigeração e condicionamento de ar, com uma participação percentual da ordem de 50%, o que corresponde a aproximadamente 10% de toda eletricidade produzida no país. Tal valor se deve tanto ao grande número de produtos no mercado como ao seu baixo desempenho termodinâmico. Em um sistema de refrigeração por compressão mecânica de vapor, largamente utilizado na refrigeração doméstica, o ponto de operação do sistema depende da interação entre seus componentes. As pressões de condensação e evaporação afetam diretamente a capacidade do compressor e vazão mássica fornecida pelo tubo capilar e vice-versa. Já a carga de refrigerante afeta tanto a pressão de condensação como a de evaporação, através do excesso ou da falta de fluido nos trocadores de calor. Diferentes autores mostraram que o coeficiente de desempenho de um refrigerador doméstico pode ser melhorado pela simples escolha do tubo capilar e da carga de refrigerante. Porém, há escassez de trabalhos na literatura com foco no efeito simultâneo de tais parâmetros. Neste trabalho desenvolveu-se um procedimento experimental que permite a variação da carga de refrigerante e da restrição do dispositivo de expansão em refrigeradores domésticos. Para tanto, utilizam-se um dispositivo de carga de fluido refrigerante e uma válvula de expansão micrométrica instalada em série com um tubo capilar de diâmetro superior ao original. O dispositivo de carga é constituído por um cilindro suspenso em uma célula de carga e por duas válvulas solenoides de ação direta, conectadas às linhas de sucção e descarga do compressor. A combinação "válvula + tubo capilar" permite aumentar ou restringir a abertura do dispositivo de expansão em relação à situação original. Um modelo numérico foi também desenvolvido para simular o escoamento de fluido refrigerante através de tubos capilares diabáticos e adiabáticos. Esse programa permitiu a determinação do diâmetro interno do tubo capilar que origina a mesma vazão mássica obtida com o conjunto válvula mais capilar. O consumo de energia foi medido em regime permanente, o que diminui substancialmente o tempo de ensaio, sem comprometer as análises realizadas. O ponto ótimo de operação do refrigerador foi obtido através do mapeamento do consumo de energia em todas as condições de operação impostas ao sistema. Ao todo, foram realizados 95 ensaios experimentais. Verificou-se que há uma ampla região de operação onde o consumo de energia é mínimo, região esta que engloba diversas combinações de tubo capilar e carga de refrigerante. Por sua vez, uma combinação inadequada de carga de refrigerante e restrição do dispositivo de expansão pode provocar aumentos de consumo de energia de até 30%. Por fim, propôs-se uma correlação empírica para estimar o consumo de energia de um refrigerador doméstico específico em função da restrição do dispositivo de expansão e da carga de refrigerante. Um procedimento, baseado num número reduzido de testes experimentais, foi também desenvolvido e validado para derivar tais parâmetros. Um algoritmo de minimização foi utilizado para determinar o ponto ótimo de operação. / According to the 2007 National Brazilian Energy Consumption Habits Research, the refrigeration and air conditioning equipment are responsible by 50% of the total energy consumption of the residential sector, which correspond to approximately 10% of the Brazilian overall energy production. This figure highlights the importance of undertaking research activities focused on the energy consumption of household refrigerators. There is plenty of evidence in the literature showing that each system requires an optimum refrigerant charge in order to reach a maximum efficiency level. In other words, the energy consumption is not only affected by the system components but also by the refrigerant charge. In this study an experimental apparatus was developed to simultaneously vary the refrigerant charge and the restriction of the expansion device. This apparatus is comprised of a charging device connected to a modified household refrigerator with a larger inner diameter capillary tube, and a step motor actuated needle valve installed in series and before the capillary tube. The charging device is comprised of a refrigerant cylinder, a load cell and two solenoid valves connected to the compressor suction and discharge lines. The combination of needle valve plus capillary tube allows the modulation of the restriction of the expansion device to values lower or higher than that of the original system. A mathematical model to simulate the refrigerant flow through diabatic capillary tubes was developed, validated and used to calculate the internal diameter of a capillary tube which is equivalent in terms of mass flow rate to the restriction imposed by the capillary tube and needle valve combination. Steady-state energy consumption tests were carried out, varying the refrigerant charge and the restriction of the expansion device. Such an approach was adopted to speed up the process without losing the experimental tendency. A total of 95 measurements were made. The energy consumption was plotted in a contour map with the restriction of the expansion device on the x-axis and the refrigerant charge on the y-axis. It was shown that there is a wide region where the energy consumption reaches a minimum, which stretches over a range of expansion device restriction and refrigerant charge. It was also shown that an inappropriate combination of charge and expansion device can increase the energy consumption by up to 30%. Ultimately, an empirical correlation was proposed to estimate the energy consumption of a household refrigerator based on the restriction of the expansion device and refrigerant charge. A new methodology, based on a small amount of experimental data was proposed and validated. A minimization algorithm was also developed and used to identify the point of minimum energy consumption.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:59:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta uma análise do desempenho energético de edificações comerciais com base na influência da transmitância e da capacidade térmica das paredes externas e coberturas de edificações comerciais. A análise foi realizada através de simulação computacional, utilizando o programa EnergyPlus. Foram simulados casos com diferentes condições de carga interna, absortância solar externa, padrão de uso, razão de área de janelas nas fachadas, entre outros parâmetros; sempre analisando a influência destes em relação ao consumo anual de energia elétrica das edificações. Adotaram-se três climas: Florianópolis, Curitiba e São Luís. Foram adotadas duas tipologias sendo que a tipologia 1 representa um edifício de 5 pavimentos e a tipologia 2 uma loja comercial de 1 pavimento. Para analisar os ganhos e as perdas de calor dos componentes opacos da edificação realizou-se o cálculo do balanço térmico das edificações, o qual envolve os processos de condução, convecção e radiação. O sistema de iluminação, pessoas, equipamentos, condicionamento de ar e infiltração também fazem parte do cálculo do balanço térmico. Na análise dos casos observou-se que o aumento da transmitância térmica das paredes da tipologia 1 para todos os climas analisados proporcionou uma redução do consumo anual da edificação, principalmente para os casos simulados em conjunto com alta densidade de carga interna ou alto padrão de uso e com baixa absortância solar externa. Nos casos referentes à tipologia 2, notou-se que o aumento da transmitância térmica da cobertura representou um aumento do consumo anual da edificação para todos os casos simulados nos três climas adotados. Observa-se que os resultados encontrados para os valores de transmitância térmica contestam os limites adotados pela ASHRAE Standard 90.1, podendo estes limites ser excedidos uma vez que para os três climas analisados a utilização de uma parede com alto valor de transmitância térmica facilita a dissipação dos ganhos internos para o ambiente externo reduzindo o consumo do sistema de condicionamento de ar. Foram analisados os picos de carga do sistema de condicionamento de ar e o dimensionamento da potência da máquina calculada pelo programa EnergyPlus, que deve ser instalada nos ambientes para que estes permaneçam em condições de conforto. This work presents an analysis of the energy performance of commercial buildings as a function of the influence of thermal transmittance and thermal capacity of external walls and roof. Cases with different internal load densities, exterior absorptance, patterns of use, window to wall ratio and other parameters were simulated to analyze their influence on the annual energy consumption. The analysis was accomplished through computer simulation by using the EnergyPlus programme and weather files of Florianopolis, Curitiba and Sao Luis. Two architectural typologies were adopted: the typology 1 represents a building of a 5-storey office building and the typology 2 represents a 1 storey commercial store. To analyze the heat gain and loss through the opaque elements of buildings, heat balance calculation was utilized which involves the process of convection, conduction and radiation. The lighting system, people, equipment, air conditioning system and infiltration are also part of the calculation of the heat balance. Analyzing the cases were simulated and it was observed that increasing thermal transmittance of walls of typology 1 resulted in reduction of the building annual energy consumption, mainly for those cases with high internal load densities or high patterns of use and with low exterior absorptance. In those cases simulated using the typology 2, it was noticed that increasing the thermal transmittance of roof represented an increase of the annual consumption for all the cases. These results show that the limits adopted by ASHRAE Standard 90.1 can be exceeded as using high values of thermal transmittance in the walls of those weathers can help to dissipate the internal heat gain to the exterior, minimizing the air conditioning energy consumption. The peaks of the air conditioning consumption and its sizing which should be installed in the ambient to have a best comfort condition had been analyzed. xviii