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Avaliação econômica da substituição de um chiller de compressão por um chiller de absorção alimentado por coletores solares com base em medições em um prédio da Chesf em Recife

Guilherme Leal de Macêdo, Ney January 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7552_1.pdf: 2087069 bytes, checksum: 6051bc09bfa9e322d9c03b23752cf069 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / A perspectiva de elevação dos preços da energia elétrica e dos combustíveis fósseis, assim como o surgimento de coletores solares e resfriadores (chillers) por absorção mais eficientes, incentivam a retomada de análises visando a utilização de sistemas de refrigeração solar, principalmente em regiões com as características de insolação do Nordeste do Brasil. Considerando esse contexto, a dissertação apresenta uma avaliação econômica onde são comparadas duas opções para substituir o atual resfriador de líquido da central de ar condicionado de um prédio da Chesf em Recife: chiller convencional, por compressão, versus refrigeração solar com chillers por absorção. O sistema existente, por compressão e com acionamento elétrico, tem capacidade de 200 TR. Na metodologia utilizada neste trabalho, a carga térmica do prédio foi estimada a partir das seguintes medições no atual chiller: o consumo de energia elétrica, durante um ano, e a potência térmica fornecida pelo evaporador, durante alguns meses. A potência térmica foi determinada com medições das temperaturas de entrada e saída do evaporador e da vazão de água gelada. Esses dados, juntamente com informações do fabricante, permitiram estimar o COP do chiller existente e a carga térmica do prédio ao longo do ano. Para escolher o novo chiller, foi desenvolvido um modelo computacional, que utilizando dados históricos de insolação e temperatura, a carga térmica do prédio (determinada conforme acima explicado), parâmetros de desempenho dos equipamentos e estratégia de controle dos sistemas, determina o consumo anual de energia elétrica em base horária. Em seguida, considerando a tarifa de energia elétrica, os custos de aquisição, de instalação, de operação e de manutenção, o modelo, levando em conta o período de vida útil do sistema, calcula o valor presente líquido (VPL) e a taxa interna de retorno (TIR). Foi realizada uma avaliação da sensibilidade do VPL e da TIR à variação de diversas grandezas. Mostraram-se como mais importantes: o custo de coletores solares, o preço da energia elétrica, a carga térmica a ser atendida, o COP dos chillers e a insolação local. Os resultados mostraram que, para as condições atuais do prédio estudado, um sistema de solar ainda não é viável, porém, a elevação das tarifas de energia elétrica, os custos decrescentes de coletores solares e uma carga térmica maior, proporcionariam a viabilidade econômica desses sistemas. No semi-árido a situação é ainda mais favorável, com os sistemas solares alcançando a viabilidade econômica, por exemplo, mesmo com os custos atuais dos coletores solares
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Modelagem e simulação de unidades resfriadoras de líquidos por absorção H2O-LiBr de simples e duplo efeito, incluindo o efeito de aditivos e clima local / Modeling and simulation of single and double effect H2O-LiBr absorption chillers , including the effect of additives and local climate

Carvalho, Enio Nascimento 11 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-10-02T19:28:32Z No. of bitstreams: 1 2007_EnioNascimentoCarvalho.pdf: 2105502 bytes, checksum: 65813f4b4858c9fa351308e192c9ae35 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-10-05T12:57:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_EnioNascimentoCarvalho.pdf: 2105502 bytes, checksum: 65813f4b4858c9fa351308e192c9ae35 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-05T12:57:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_EnioNascimentoCarvalho.pdf: 2105502 bytes, checksum: 65813f4b4858c9fa351308e192c9ae35 (MD5) Previous issue date: 2007-11 / A finalidade deste trabalho é a modelagem física e simulação numérica de unidades resfriadoras de Líquidos por absorção a H2O-LiBr, nas configurações a simples e duplo efeito, com análise do efeito da utilização de aditivos na solução de H2O-LiBr e da influência do clima local sobre o desempenho e consumo energético da unidade. O modelamento físico de cada um dos componentes do sistema foi adotado baseando-se nos princípios clássicos da conservação de energia, junto com as correlações aplicáveis da transferência de calor e massa e equações que descrevem as propriedades dos fluidos de trabalho. O modelo adota um conceito semi-empírico, ou seja, parâmetros característicos para cada componente do sistema são utilizados. A aplicação do modelamento e simulação é realizada para quatro estudos de caso. No primeiro estudo de caso é simulada a operação de uma unidade resfriadora de líquido, de simples efeito, para as 8760 horas do ano, com aplicação em um edifício comercial. A simulação de uma unidade por absorção de duplo efeito, com estimativa do consumo de gás natural, durante o período de um ano de operação da máquina, é o objeto do estudo de caso dois. No terceiro estudo de caso, o consumo anual de combustível e desempenho de uma unidade de resfriamento de duplo efeito é comparado, para duas localidades climáticas diferentes. Finalmente, a avaliação da influência do uso de aditivos à solução H2O-LiBr, sobre o desempenho da unidade resfriadora é analisado no quarto estudo de caso, onde, se obteve um ganho no coeficiente de performance de até 5,5%, se comparado ao desempenho com uso da solução convencional de H2O-LiBr. Dessa forma, os resultados obtidos nesse trabalho permitem uma avaliação sobre a influência de vários fatores, no desempenho de unidades resfriadoras de líquidos por absorção e por conseqüência em seu consumo energético. _____________________________________________________________ ABSTRACT / The purpose of this work is the physical modeling and simulation of H2O-LiBr absorption chillers, in the single and double effect settings, with analysis of the effect of the use of additives in the solution of H2O-LiBr, and the influence of local climate on the performance and energy consumption of the unit. The physical modeling of each component of the system was adopted based on the classical principles of the energy conservation, along with the correlations for the heat and mass transfer or equations that describe the properties of the fluids of work. The model adopts a semi-empirical approach, where characteristic parameters for each component of the system are used. The application of physical modeling and simulation is carried out for four case studies. In the first case study is simulated the operation of a single effect chiller unit, for 8760 hours of the year, with implementation in a commercial building. The simulation of a double effect absorption machine with estimated consumption of natural gas during the period of one year of operation of the machine is the subject of the second case study. In case study three, the annual consumption of fuel and performance of a double effect absorption machine is compared for two different climatic areas. Finally, the evaluation of the influence of the use of additives to the solution H2O-LiBr, on the performance of the absorption chiller is analyzed in the fourth case study, where, was obtained an improvement in the COP of the system up to 5.5%, when compared with the COP of the conventional solution of H2O-LiBr. Thus, the results obtained in this work provide an assessment on the influence of various factors in the absorption chiller performance and result in their energy consumption.
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Modelagem do absorvedor e do gerador de ciclos de refrigeração por absorção de calor com o par amônia/água baseados na tecnologia de filme descendente sobre placas inclinadas. / Modeling of the absorber and the generator of ammonia/water heat absorption refrigeration cycle base on the falling film technology on inclined plates.

Leite, Bruno Medeiros 16 December 2015 (has links)
Esse trabalho constitui o desenvolvimento da modelagem térmica e simulação por métodos numéricos de dois componentes fundamentais do ciclo de refrigeração por absorção de calor com o par amônia/água: o absorvedor e o gerador. A função do absorvedor é produzir mistura líquida com alta fração mássica de amônia a partir de mistura líquida com baixa fração mássica de amônia e mistura vapor mediante retirada de calor. A função do gerador é produzir mistura líquido/vapor a partir de mistura líquida mediante o fornecimento de calor. É proposto o uso da tecnologia de filmes descendentes sobre placas inclinadas e o método de diferenças finitas para dividir o comprimento da placa em volumes de controle discretos e realizar os balanços de massa, espécie de amônia e energia juntamente com as equações de transferência de calor e massa para o filme descendente. O objetivo desse trabalho é obter um modelo matemático simplificado para ser utilizado em controle e otimização. Esse modelo foi utilizado para calcular as trocas de calor e massa no absorvedor e gerador para diversas condições a partir de dados operacionais, tais como: dimensões desses componentes, ângulo de inclinação da placa, temperatura de superfície e condições de entrada da fase líquida e vapor. Esses resultados foram utilizados para estabelecer relações de causa e efeito entre as variáveis e parâmetros do problema. Os resultados mostraram que o ângulo de inclinação da placa ótimo tanto para o absorvedor como para o gerador é a posição vertical, ou 90°. A posição vertical proporciona o menor comprimento de equilíbrio (0,85 m para o absorvedor e 1,27 m para o gerador com as condições testadas) e se mostrou estável, pois até 75° não foram verificadas variações no funcionamento do absorvedor e gerador. Dentre as condições testadas para uma placa de 0,5 m verificou-se que as maiores efetividades térmicas no absorvedor e gerador foram respectivamente 0,9 e 0,7 e as maiores efetividades mássicas no absorvedor e gerador foram respectivamente 0,6 e 0,5. É esperado que os dados obtidos sejam utilizados em trabalhos futuros para a construção de um protótipo laboratorial e na validação do modelo. / This work presents the development of thermal modeling and simulation by numerical methods of two fundamental components of an ammonia/water heat absorption refrigeration cycle: absorber and generator. The function of the absorber is produce high ammonia mass fraction liquid mixture from low ammonia mass fraction liquid mixture and vapor mixture by heat removal. The function of the generator is produce vapor mixture from liquid mixture by heat addition. It is used the falling film technology over Inclined plates and the finite difference method to slice the plate length in discreet control volumes and do the mass, ammonia specie and energy balances along with the heat and mass transfer equations to the falling film. The aim of this work was obtain a simplified mathematical model to be used in control and optimization. This model was used to calculate the exchanges of heat and mass of both absorber and generator in many conditions from operational data such as: components dimensions, plate angle, surface temperature and inlet condition of liquid and vapor phase. These results were used to establish relations of cause and effect between the problem variables and parameters. The results showed that the optimum plate angle for both absorber and generator is the vertical position, or 90°. The vertical position provides the smallest equilibrium length (0,85 m to the absorber and 1,27 to the generator in tested conditions) and it proves itself to be stable, because until 75° no variations in the function of absorber and generator were detected. Among the tested condition for a 0,5 m plate length the highest thermal effectiveness for absorber and generator were respectively 0,9 and 0,7 and the highest mass effectiveness for absorber and generator were respectively 0,6 and 0,5. The obtained data is expected to be used in future works for the construction of a laboratorial prototype and in the model validation.
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Otimização exergoeconômica de sistema tetra-combinado de trigeração. / Exergoeconomic optimization of tetra-combined trigeneration system.

Burbano Jaramillo, Juan Carlos 03 June 2011 (has links)
A energia é o maior contribuinte para os custos de operação de uma indústria, portanto, estudos para melhoria da eficiência dos sistemas que utilizam alguma fonte de energia são indispensáveis. O presente trabalho tem por objetivo a obtenção de configurações ótimas para satisfazer demandas de eletricidade e cargas térmicas de aquecimento e refrigeração a partir de uma fonte primaria de energia, avaliando o impacto dessas nos custos de produção de eletricidade, vapor e água gelada. Estes tipos de sistemas são conhecidos como sistemas de trigeração. A avaliação de desempenho dos sistemas de trigeração é conduzida através da aplicação da análise exergética e exergoeconômica das alternativas propostas para a determinação do rendimento exergético e custos em base exergética de produção de utilidades desse tipo de sistema. Após apresentar uma breve discussão sobre o uso eficiente e racional de energias primárias e mostrar um panorama da situação para a aplicação de sistemas de trigeração para satisfazer demandas energéticas na indústria e o setor terciário, são descritas diferentes tecnologias envolvidas neste tipo de sistemas e algumas configurações propostas por vários pesquisadores nos anos recentes. O trabalho mostra o impacto das tecnologias de trigeração nos custos em base exergética dos produtos: eletricidade, vapor para processo e água gelada. Sistemas de refrigeração por absorção de efeito simples, duplo efeito e o sistema híbrido de absorção/ejeto compressão são analisados, como parte do estudo dos sistemas de trigeração. Diversos sistemas de trigeração, incluindo o sistema tetra-combinado, são comparados satisfazendo demandas energéticas para três aplicações diferentes: indústria de laticínios, hospital e indústria de bebidas. As configurações em estudo são otimizadas usando o método de algoritmo genético. Os resultados mostram que o sistema de refrigeração híbrido de absorção/ejeto compressão é uma boa alternativa para a produção da água gelada porque o coeficiente de desempenho (COP) e a eficiência exergética são maiores do que no sistema de refrigeração por absorção de efeito simples. Observando o impacto na formação dos custos de conversão de energia para os sistemas de trigeração propostos, os sistemas que utilizam unidade de refrigeração por absorção de duplo efeito são os que apresentam menor impacto. O sistema tetra-combinado apresenta um menor impacto quanto comparado com o ciclo combinado com unidade de refrigeração por absorção de simples efeito. O consumo de combustível e a destruição de exergia dos diferentes sistemas são refletidos nos custos em base exergética dos diferentes produtos. A otimização com algoritmos genéticos mostrou ganhos importantes nos custos em base exergética dos produtos, mediante a maximização da eficiência exergética dos diferentes sistemas de trigeração. O método dos algoritmos genéticos mostra-se como um método robusto para a otimização de sistemas de conversão de energia, mesmo que exija um grande esforço computacional. / Energy is the largest contributor to operating costs of any industry; therefore, studies for improving systems efficiency that use some energy source are essential. This work aims to obtain optimal configurations in order to satisfy required demands for electricity and thermal loads for heating and cooling from a primary source of energy, evaluating the impact of the electricity, steam and chilled water production costs. These types of systems are known as trigeneration systems. The performance evaluation of trigeneration systems is carried out by the application of exergy and exergoeconomic analysis of the proposed alternatives in order to determine exergy efficiency and exergy based costs on production of this type of system utilities. After presenting a brief discussion about efficient and rational use of primary energies and an overview of situation for trigeneration systems application, various technologies involved in this type of systems and some configurations proposed by several authors are described. This research shows the impact of trigeneration technologies in exergy-based costs of products: electricity, steam process and chilled water. Absorption refrigeration systems of simple effect, double effect and the hybrid absorption/ejecto compression are analyzed, as part of the trigeneration systems study. Several trigeneration systems, including the tetra-combined system, are compared with each other, satisfying energetic demands for three different applications: a dairy industry, a hospital and a drinks industry. The configurations in study are optimized using the Genetic Algorithm method. The results show that the hybrid absorption/ejecto compression refrigeration system is a good alternative for chilled water production due to that the coefficient of performance (COP) and the exergetic efficiency are higher than simple effect absorption refrigeration system. Observing the impact in the formation of the energy conversion costs for trigeneration systems proposed, the systems that use a double effect absorption refrigeration system presents the less impact. When tetra-combined system is compared with the system using a simple effect absorption refrigeration system, the results show a reduction in the impact of costs formation. The fuel consumption and exergy destruction of the different systems is reflected in the exergy based costs of the different products. The optimization with genetic algorithms shown important profits in the exergy based costs of products, by means of the exergetic efficiency maximization of the different trigeneration systems. The genetic algorithm method is a robust method for energy conversion systems optimization, even that it demands a great computational effort.
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Análise termodinâmica de um sistema de refrigeração por absorção para conforto térmico de ambientes /

Campos, Renner Augusto Toledo January 2017 (has links)
Orientador: Elaine Maria Cardoso / Resumo: Sistemas de refrigeração são indispensáveis para o modo de vida do homem atual, porém o grande gasto energético, de fontes não renováveis, e os impactos ambientais, levam-nos a estudar e a pensar em outras fontes de energia, de preferência renováveis, e em outros ciclos de refrigeração com gasto energético menor. Este trabalho tem como objetivo a modelagem de um sistema de refrigeração por absorção de vapor para o conforto térmico de ambientes, verificando a viabilidade desse sistema de refrigeração para aplicação em salas de aula. No presente trabalho mostra-se o sistema de refrigeração como sendo umas das alternativas ao sistema de refrigeração por compressão de vapor, o qual possui um alto gasto energético. Para o funcionamento do sistema de refrigeração por absorção de vapor foi proposto a energia solar como fonte de energia térmica do gerador, pois em regiões como Rio Verde – GO (localizada na região de latitude 17°47’S e longitude 50°58’W, onde o clima tropical predomina em quase todos os meses do ano, com temperatura mínima de ~20 ° C e máxima de ~30 °C) o condicionamento do ambiente é imprescindível. Foi utilizado o software EES para a simulação e modelagem do sistema de absorção de vapor, baseado nas trocas de calor entre os componentes desse sistema, desprezando perdas energéticas e de pressões que ocorrem em um ciclo real de absorção de vapor. As simulações e resultados mostraram que, nessa região tropical, o clima é propício para o uso de energia solar e que sua t... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Cooling systems are indispensable for today's man's way of life, but the high energy expenditure from non-renewable sources and environmental impacts lead us to study and think about other sources of energy, preferably renewable, and in other refrigeration cycles with lower energy expenditure. The objective of this work is the modeling of a vapor absorption refrigeration system for the thermal comfort of environments, verifying the viability of this refrigeration system for application in classrooms. In the present work is shown the refrigeration system as one of the alternatives to the system of refrigeration by compression of steam, which has high energy expenditure. For the operation of the vapor absorption refrigeration system, solar energy was proposed as the generator's thermal energy source, since in regions such as Rio Verde - GO (located in latitude 17° 47' S and longitude 50° 58' W, where the tropical climate prevails in almost every month of the year, with a minimum temperature of ~ 20° C and maximum of ~ 30° C), the ambient air-conditioning is essential. EES software was used for the simulation and modeling of the vapor absorption system based on the heat exchanges between the components of this system, disregarding energy and pressures losses that occur in a real vapor absorption cycle. The simulations and results showed that, in this tropical region, the climate is favorable to use solar energy and its transformation into thermal energy is sufficient for the ope... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Análise termodinâmica e de transferência de calor para dimensionamento de um sistema de refrigeração por absorção para aplicações em baixas temperaturas usando gás natural / Thermodynamic and heat transfer analysis for design of a absorption refrigeration system for applications at low temperatures using natural gas.

Silva, Josinaldo Calixto da 24 April 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 945763 bytes, checksum: fe2d85f78a6046f40c390d8192e6b90a (MD5) Previous issue date: 2009-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The absorption refrigeration cycle studied in this work it uses as working fluid a mixture of water and ammonia and it is fed by thermal energy provided by direct burning of the natural gas. The objective is to produce cold in low temperatures for applications in the conservation of foods in general, especially in areas less favored by the electric net, as the fishing sector, or even for economical subjects of electric power rationing. The used cycle presents two sections of recovery interns of heat - one in the generator and the other in the absorber - for reduction in the amount of thermal energy supplied by burning natural gas directly. For a fixed temperature of cooling, the input parameters are optimized to obtain the best coefficient of performance based on the second law of thermodynamics. From the obtained results of the thermodynamics analysis, it is made the analysis of the transfer of heat for dimensionar the devices of the system where transfer of heat occurs. All simulation of the cycle was made with the creation of a code computacional in programming platform EES. / O ciclo de refrigeração por absorção aqui estudado usa como fluido de trabalho uma mistura de água e amônia e é alimentado com a energia térmica proveniente da queima direta do gás natural. O objetivo é produzir frio em baixas temperaturas para aplicações na conservação de alimentos em geral, principalmente em regiões pouco favorecidas pela rede elétrica, como o setor pesqueiro, ou mesmo por questões econômicas de racionamento de energia elétrica. O ciclo usado apresenta duas seções de recuperação interna de calor uma no retificador e a outra no absorvedor visando à redução na quantidade de energia térmica fornecida pela queima direta do gás natural. Para uma temperatura de refrigeração fixada, os parâmetros de entrada são otimizados até se obter o melhor coeficiente de performance baseado na segunda lei da termodinâmica. A partir dos resultados obtidos da análise termodinâmica, é feita a análise da transferência de calor para dimensionar os dispositivos do sistema onde ocorrem transferência de calor. Toda simulação do ciclo foi feita com a criação de um código computacional em plataforma de programação EES.
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Estudo termodinâmico e avaliação experimental do protótipo 01 do sistema de refrigeração por absorção com o par água-brometo de lítio da Recogás. / Thermodynamic study and experimental evaluation of the prototype 01 of a cooling system for absorption using water-lithium bromide pair in Recogás.

Cordeiro, Marcos Cézar Lima 27 September 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 5206307 bytes, checksum: 032db8e5ad423ee5a0fc6cfc786bd065 (MD5) Previous issue date: 2012-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study describes a theoretical and experimental analysis of the Prototype 01, this being an absorption refrigeration machine of simple effect with the pair water-lithium bromide as a working fluid and uses natural gas as an energy source for the steam generator, aiming the simulation of waste heat cogeneration. The unit has been developed and constantly improved in Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE building present in Instituto de Energia Sustentável (IES) at the Universidade Federal da Paraíba. This unit has a carbon steel frame, using a stainless steel pipe. One goal of the study is an approximation of the results obtained experimentally in this study with the theoretical results for SANTOS (2005). In order to purpose validation was used Engineering Equation Solver (EES) software to obtain the properties, especially those inherent to the working fluid, using input data obtained experimentally. Still aims to expose inherent and unique aspects of an essentially experimental work, which will be addressed experimental methodology applied by the use of the materials used, the discussions regarding aspects of construction and operation of the unit, problems identified, interventions in the pilot plant and finally proposing solutions to some of the observed problems. / O presente estudo descreve uma análise teórico-experimental do Protótipo 01, este sendo uma máquina de refrigeração por absorção de simples efeito com o par água brometo de lítio como fluido de trabalho e que utiliza gás natural como fonte energética para o gerador de vapor, visando a simulação de cogeração de rejeitos térmicos. A unidade vem sendo desenvolvida e constantemente aperfeiçoada no prédio da Rede Cooperativa de Pesquisa Norte/Nordeste do Gás Natural RECOGÁS-N/NE, presente no Instituto de Energia Sustentável (IES) da Universidade Federal da Paraíba. Tal unidade possui uma estrutura de aço carbono, utilizando uma tubulação de aço inoxidável. Um dos objetivos do estudo visa uma aproximação dos resultados obtidos experimentalmente neste estudo com os resultados obtidos teoricamente por SANTOS (2005). Para efeito de validação, foi utilizado o software Engineering Equation Solver (EES) para a obtenção das propriedades, principalmente as inerentes ao fluido de trabalho, utilizando-se dados de entrada obtidos experimentalmente. Ainda visa-se expor aspectos inerentes e exclusivos de um trabalho essencialmente experimental, onde será abordada a metodologia experimental aplicada com o uso dos materiais utilizados, as discussões em relação aos aspectos construtivos e de funcionamento da unidade, problemas detectados, intervenções realizadas na unidade piloto e, por fim, a proposição de soluções de alguns dos problemas observados.
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Avaliação teórica - experimental de um sistema de refrigeração por absorção acoplado a uma unidade de microcogeração. / Theoretical and experimental evaluation of a absorption cooling system coupled to a unit of microcogeneration

Queiroz, Daniel Ferreira 26 August 2013 (has links)
Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 3553755 bytes, checksum: 970cd8561fb907e2d361fd3f3d48f4ca (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present study presents a theoretical and experimental analysis of a cogeneration plant composed of one absorption chiller that uses technology NH3/H2O, a heat exchanger and a generator by natural gas. A thermodynamic model was developed in computational platform EES (Engineering Equation Solver) and it's based on ideal processes, information supplied by the engine manufacturer and the absorption chiller, as well as experimental results and literature. This work also aims to expose constructive characteristics, experimental methodology adopted, problems identified, interventions and the solutions adopted in the resolution of problems occurring. / O presente trabalho apresenta uma análise teórico-experimental de uma planta de cogeração, composta por um chiller de absorção que utiliza a tecnologia NH3/H2O, um recuperador de calor e um grupo gerador a gás natural. A modelagem termodinâmica foi desenvolvida na plataforma computacional EES (Engineering Equation Solver) e está embasada em processos ideais, dados fornecidos pelo fabricante do motor e do chiller de absorção, bem como em resultados experimentais e da literatura. Este trabalho visa também expor características construtivas, metodologia experimental adotada, problemas detectados, intervenções realizadas e as soluções adotadas na resolução dos problemas ocorridos.
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Análise termodinâmica de um sistema de refrigeração por absorção para conforto térmico de ambientes / Thermodynamic analysis of an absorption refrigeration system for thermal comfort of environments

Campos, Renner Augusto Toledo [UNESP] 23 March 2017 (has links)
Submitted by RENNER AUGUSTO TOLÊDO CAMPOS null (renneraugustocampos@gmail.com) on 2017-05-12T23:46:36Z No. of bitstreams: 1 Dissertação de Renner Campos - engenharia mecanica.pdf: 2528183 bytes, checksum: 3649363ab3dc4c5005953cf561fd4c6c (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-16T13:35:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 campos_rat_me_ilha.pdf: 2528183 bytes, checksum: 3649363ab3dc4c5005953cf561fd4c6c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T13:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 campos_rat_me_ilha.pdf: 2528183 bytes, checksum: 3649363ab3dc4c5005953cf561fd4c6c (MD5) Previous issue date: 2017-03-23 / Sistemas de refrigeração são indispensáveis para o modo de vida do homem atual, porém o grande gasto energético, de fontes não renováveis, e os impactos ambientais, levam-nos a estudar e a pensar em outras fontes de energia, de preferência renováveis, e em outros ciclos de refrigeração com gasto energético menor. Este trabalho tem como objetivo a modelagem de um sistema de refrigeração por absorção de vapor para o conforto térmico de ambientes, verificando a viabilidade desse sistema de refrigeração para aplicação em salas de aula. No presente trabalho mostra-se o sistema de refrigeração como sendo umas das alternativas ao sistema de refrigeração por compressão de vapor, o qual possui um alto gasto energético. Para o funcionamento do sistema de refrigeração por absorção de vapor foi proposto a energia solar como fonte de energia térmica do gerador, pois em regiões como Rio Verde – GO (localizada na região de latitude 17°47’S e longitude 50°58’W, onde o clima tropical predomina em quase todos os meses do ano, com temperatura mínima de ~20 ° C e máxima de ~30 °C) o condicionamento do ambiente é imprescindível. Foi utilizado o software EES para a simulação e modelagem do sistema de absorção de vapor, baseado nas trocas de calor entre os componentes desse sistema, desprezando perdas energéticas e de pressões que ocorrem em um ciclo real de absorção de vapor. As simulações e resultados mostraram que, nessa região tropical, o clima é propício para o uso de energia solar e que sua transformação em energia térmica é suficiente para o funcionamento do gerador de um ciclo de absorção de vapor, viabilizando o conforto térmico do ambiente a ser refrigerado. / Cooling systems are indispensable for today's man's way of life, but the high energy expenditure from non-renewable sources and environmental impacts lead us to study and think about other sources of energy, preferably renewable, and in other refrigeration cycles with lower energy expenditure. The objective of this work is the modeling of a vapor absorption refrigeration system for the thermal comfort of environments, verifying the viability of this refrigeration system for application in classrooms. In the present work is shown the refrigeration system as one of the alternatives to the system of refrigeration by compression of steam, which has high energy expenditure. For the operation of the vapor absorption refrigeration system, solar energy was proposed as the generator's thermal energy source, since in regions such as Rio Verde - GO (located in latitude 17° 47' S and longitude 50° 58' W, where the tropical climate prevails in almost every month of the year, with a minimum temperature of ~ 20° C and maximum of ~ 30° C), the ambient air-conditioning is essential. EES software was used for the simulation and modeling of the vapor absorption system based on the heat exchanges between the components of this system, disregarding energy and pressures losses that occur in a real vapor absorption cycle. The simulations and results showed that, in this tropical region, the climate is favorable to use solar energy and its transformation into thermal energy is sufficient for the operation of the generator of a vapor absorption cycle, allowing the thermal comfort of the environment.
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Otimização exergoeconômica de sistema tetra-combinado de trigeração. / Exergoeconomic optimization of tetra-combined trigeneration system.

Juan Carlos Burbano Jaramillo 03 June 2011 (has links)
A energia é o maior contribuinte para os custos de operação de uma indústria, portanto, estudos para melhoria da eficiência dos sistemas que utilizam alguma fonte de energia são indispensáveis. O presente trabalho tem por objetivo a obtenção de configurações ótimas para satisfazer demandas de eletricidade e cargas térmicas de aquecimento e refrigeração a partir de uma fonte primaria de energia, avaliando o impacto dessas nos custos de produção de eletricidade, vapor e água gelada. Estes tipos de sistemas são conhecidos como sistemas de trigeração. A avaliação de desempenho dos sistemas de trigeração é conduzida através da aplicação da análise exergética e exergoeconômica das alternativas propostas para a determinação do rendimento exergético e custos em base exergética de produção de utilidades desse tipo de sistema. Após apresentar uma breve discussão sobre o uso eficiente e racional de energias primárias e mostrar um panorama da situação para a aplicação de sistemas de trigeração para satisfazer demandas energéticas na indústria e o setor terciário, são descritas diferentes tecnologias envolvidas neste tipo de sistemas e algumas configurações propostas por vários pesquisadores nos anos recentes. O trabalho mostra o impacto das tecnologias de trigeração nos custos em base exergética dos produtos: eletricidade, vapor para processo e água gelada. Sistemas de refrigeração por absorção de efeito simples, duplo efeito e o sistema híbrido de absorção/ejeto compressão são analisados, como parte do estudo dos sistemas de trigeração. Diversos sistemas de trigeração, incluindo o sistema tetra-combinado, são comparados satisfazendo demandas energéticas para três aplicações diferentes: indústria de laticínios, hospital e indústria de bebidas. As configurações em estudo são otimizadas usando o método de algoritmo genético. Os resultados mostram que o sistema de refrigeração híbrido de absorção/ejeto compressão é uma boa alternativa para a produção da água gelada porque o coeficiente de desempenho (COP) e a eficiência exergética são maiores do que no sistema de refrigeração por absorção de efeito simples. Observando o impacto na formação dos custos de conversão de energia para os sistemas de trigeração propostos, os sistemas que utilizam unidade de refrigeração por absorção de duplo efeito são os que apresentam menor impacto. O sistema tetra-combinado apresenta um menor impacto quanto comparado com o ciclo combinado com unidade de refrigeração por absorção de simples efeito. O consumo de combustível e a destruição de exergia dos diferentes sistemas são refletidos nos custos em base exergética dos diferentes produtos. A otimização com algoritmos genéticos mostrou ganhos importantes nos custos em base exergética dos produtos, mediante a maximização da eficiência exergética dos diferentes sistemas de trigeração. O método dos algoritmos genéticos mostra-se como um método robusto para a otimização de sistemas de conversão de energia, mesmo que exija um grande esforço computacional. / Energy is the largest contributor to operating costs of any industry; therefore, studies for improving systems efficiency that use some energy source are essential. This work aims to obtain optimal configurations in order to satisfy required demands for electricity and thermal loads for heating and cooling from a primary source of energy, evaluating the impact of the electricity, steam and chilled water production costs. These types of systems are known as trigeneration systems. The performance evaluation of trigeneration systems is carried out by the application of exergy and exergoeconomic analysis of the proposed alternatives in order to determine exergy efficiency and exergy based costs on production of this type of system utilities. After presenting a brief discussion about efficient and rational use of primary energies and an overview of situation for trigeneration systems application, various technologies involved in this type of systems and some configurations proposed by several authors are described. This research shows the impact of trigeneration technologies in exergy-based costs of products: electricity, steam process and chilled water. Absorption refrigeration systems of simple effect, double effect and the hybrid absorption/ejecto compression are analyzed, as part of the trigeneration systems study. Several trigeneration systems, including the tetra-combined system, are compared with each other, satisfying energetic demands for three different applications: a dairy industry, a hospital and a drinks industry. The configurations in study are optimized using the Genetic Algorithm method. The results show that the hybrid absorption/ejecto compression refrigeration system is a good alternative for chilled water production due to that the coefficient of performance (COP) and the exergetic efficiency are higher than simple effect absorption refrigeration system. Observing the impact in the formation of the energy conversion costs for trigeneration systems proposed, the systems that use a double effect absorption refrigeration system presents the less impact. When tetra-combined system is compared with the system using a simple effect absorption refrigeration system, the results show a reduction in the impact of costs formation. The fuel consumption and exergy destruction of the different systems is reflected in the exergy based costs of the different products. The optimization with genetic algorithms shown important profits in the exergy based costs of products, by means of the exergetic efficiency maximization of the different trigeneration systems. The genetic algorithm method is a robust method for energy conversion systems optimization, even that it demands a great computational effort.

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