Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Luanna Maia (luanna@bce.unb.br) on 2009-03-06T14:13:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Leandro Joffily.pdf: 5652934 bytes, checksum: e670dfb33127ebf7c93edb9d4820b48c (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-03-06T16:08:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Leandro Joffily.pdf: 5652934 bytes, checksum: e670dfb33127ebf7c93edb9d4820b48c (MD5) / Made available in DSpace on 2009-03-06T16:08:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ Leandro Joffily.pdf: 5652934 bytes, checksum: e670dfb33127ebf7c93edb9d4820b48c (MD5) / O presente trabalho tem como finalidade a avaliação de uma metodologia de testes de caracterização de desempenho de compressores, de ar condicionado e refrigeradores. Essa metodologia visa reduzir o tempo para a realização de testes de desempenho e reduzir o consumo de energia para esse mesmo fim. Para a consolidação dessa metodologia, foi construída uma bancada didática e utilizado um modelo computacional, a fim de obter resultados que validem os obtidos aqueles experimentais. A bancada de testes tem configuração física diferente dos ciclos de compressão a vapor. Na bancada, o refrigerante é trabalhado apenas na região de vapor superaquecido. Para alcançar esse objetivo, a bancada é composta por um compressor seguido de um dispositivo de expansão e, posteriormente, um trocador de calor responsável pelo dessuperaquecimento do refrigerante. Uma segunda opção de montagem da bancada é a troca de posição entre o dispositivo de expansão e o trocador de calor, dessa forma o dessuperaquecimento do refrigerante é feito antes de sua expansão. Finalmente, a utilização da combinação entre a primeira e a segunda opção de montagem pode ser utilizada. Nesse caso, o refrigerante sofrerá um pequeno dessuperaquecimento seguido de uma expansão, voltando a ser dessuperaquecido após o dispositivo de expansão. Essa gama de opções é utilizada com a finalidade de ampliar a faixa de testes, já que cada configuração apresenta uma limitação específica. Para um refinamento ainda maior dos resultados uma câmara calorimétrica é montada ao redor do compressor. Os ensaios realizados na bancada mostraram que a metodologia apresenta resultados satisfatórios. A operação da bancada é simples e eficiente, fato comprovado pelos 85% dos ensaios realizados estarem dentro da faixa de operação do compressor e esses ensaios cobrirem 55% da área de operação do mesmo. A agilidade de alterações de condições de ensaio é notória, pois o tempo médio de alteração de condições de operação foi de 30 minutos. Além disso, os resultados aproximaram-se dos dados indicados no catálogo do compressor testado. ___________________________________________________________________ ABSTRACT / The concern with the energy crisis worldwide, which is assessed a methodology for the characterization tests the performance of compressors, air conditioners and refrigerators. This approach aims to reduce the time for the testing of performance and reduce the consumption of energy to the same end. To consolidate this methodology, was built a didactic workbench, along with a computational model in order to obtain results that validate those obtained experimentally. The bench tests have different physical configuration of the steam cycles of compression. At the workbench, the refrigerant is working only in the region of steam overheated. To achieve this goal, the workbench is composed of a compressor followed by a device for expansion and, subsequently, a heat exchanger unoverheated responsible for the coolant. A second option for assembly of the stand is the exchange of position between the device and the expansion of the heat exchanger, so the unoverheated the coolant is done before its expansion. Finally, the use of the combination between the first and the second option of mounting can be used, so the coolant will suffer a small unoverheated followed by an expansion, returning to unoverheated after the device for expansion. This range of options is used for the purpose of broadening the range of tests, as each configuration provides a specific limitation. For an even greater refinement of the results calorimetric chamber mounted around the compressor. Tests conducted in workbench showed that the methodology gives satisfactory results. The operation of the stand is simple and efficient. This fact is evidenced by the 85% of the tests were within the range of operation of the compressor and these tests cover 55% of the area of operation of the same. The speed of change of a test is notorious because the average time for changes to conditions of operation was 30 minutes. In addition, the results are closer to the data listed in the catalog of compressor tested.

No presente trabalho são apresentados resultados de simulação numérica transiente de um sistema de refrigeração doméstico de compressão a vapor considerando o procedimento descrito por JAKOBSEN (1995). O modelo matemático empregado se baseia num sistema de equações algébrico-diferenciais (EAD) de primeira ordem, obtido a partir do balanço de energia nos diferentes componentes do sistema de refrigeração, e de algumas outras relações necessárias para simular o comportamento global do sistema de refrigeração. O sistema de equações resultante é resolvido numericamente no software livre WinDali, da Universidade Técnica de Dinamarca. Dito software permite resolver sistemas de EADs que apresentam descontinuidades matemáticas usando o método de Runge- Kutta de quarta ordem. O modelo matemático empregado permite calcular a eficiência do sistema de refrigeração, predizer o consumo de energia, caracterizar termodinamicamente o sistema de refrigeração e suas interações, e descrever quantitativamente as perdas termodinâmicas (geração de entropia) do sistema funcionando em regime de operação. Esses resultados são obtidos em função da estratégia de controle do compressor, eficiência do compressor e do dimensionamento dos diferentes componentes do sistema de refrigeração. Os resultados comprovam que o modelo matemático e o programa computacional empregados permitem descrever corretamente o comportamento de um sistema de refrigeração doméstico, resultando numa ferramenta muito útil para otimização de refrigeradores domésticos. / In the present work are presented transient numerical simulation results of a vapor compression domestic refrigeration system considering the procedure described by JAKOBSEN (1995). The employed mathematical model is based on first order differential-algebraic equation (DAE) systems, obtained from energy balance in the different components of the refrigeration system, and from others relations that are necessary to simulate the global behavior of a refrigeration system. The resulting equation system is solved numerically in the free software WinDali developed at Technical University of Denmark. This software allows solving DAE systems that present mathematical discontinuities, using the Runge-Kutta method of fourth order. The employed mathematical model allows calculating the refrigeration system efficiency, predict the energy consumption, thermodynamically characterize the refrigeration system and its interactions and quantitatively describe the thermodynamic losses (entropy generation) of the system running in the operation regime. These results are obtained as a function of the compressor control strategy, compressor efficiency, and sizing of different components of the refrigeration system. The results confirm that the mathematical model and the computational program allow describing correctly the behavior of a domestic refrigeration system, resulting in a very useful tool for optimization of domestic refrigerators.

No presente trabalho são apresentados resultados de simulação numérica transiente de um sistema de refrigeração doméstico de compressão a vapor considerando o procedimento descrito por JAKOBSEN (1995). O modelo matemático empregado se baseia num sistema de equações algébrico-diferenciais (EAD) de primeira ordem, obtido a partir do balanço de energia nos diferentes componentes do sistema de refrigeração, e de algumas outras relações necessárias para simular o comportamento global do sistema de refrigeração. O sistema de equações resultante é resolvido numericamente no software livre WinDali, da Universidade Técnica de Dinamarca. Dito software permite resolver sistemas de EADs que apresentam descontinuidades matemáticas usando o método de Runge- Kutta de quarta ordem. O modelo matemático empregado permite calcular a eficiência do sistema de refrigeração, predizer o consumo de energia, caracterizar termodinamicamente o sistema de refrigeração e suas interações, e descrever quantitativamente as perdas termodinâmicas (geração de entropia) do sistema funcionando em regime de operação. Esses resultados são obtidos em função da estratégia de controle do compressor, eficiência do compressor e do dimensionamento dos diferentes componentes do sistema de refrigeração. Os resultados comprovam que o modelo matemático e o programa computacional empregados permitem descrever corretamente o comportamento de um sistema de refrigeração doméstico, resultando numa ferramenta muito útil para otimização de refrigeradores domésticos. / In the present work are presented transient numerical simulation results of a vapor compression domestic refrigeration system considering the procedure described by JAKOBSEN (1995). The employed mathematical model is based on first order differential-algebraic equation (DAE) systems, obtained from energy balance in the different components of the refrigeration system, and from others relations that are necessary to simulate the global behavior of a refrigeration system. The resulting equation system is solved numerically in the free software WinDali developed at Technical University of Denmark. This software allows solving DAE systems that present mathematical discontinuities, using the Runge-Kutta method of fourth order. The employed mathematical model allows calculating the refrigeration system efficiency, predict the energy consumption, thermodynamically characterize the refrigeration system and its interactions and quantitatively describe the thermodynamic losses (entropy generation) of the system running in the operation regime. These results are obtained as a function of the compressor control strategy, compressor efficiency, and sizing of different components of the refrigeration system. The results confirm that the mathematical model and the computational program allow describing correctly the behavior of a domestic refrigeration system, resulting in a very useful tool for optimization of domestic refrigerators.

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:55:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:55Z : No. of bitstreams: 1 000505950.pdf: 2040911 bytes, checksum: 6a6c3699938e4a1059984533329b05ad (MD5) / Devido à extrema necessidade de se diversificar as fontes de energia renováveis, torna-se necessário a busca por métodos de reciclagem de energia pela utilização de rejeitos térmicos de equipamentos. Assim, o aproveitamento desses rejeitos pode ser utilizado, como uma nova fonte de energia, para o aquecimento de água e armazenamento da mesma em reservatório para uso doméstico. Devido a isso, é proposta a construção de um aparato experimental de um reservatório de armazenamento térmico cilíndrico, onde o objetivo da pesquisa será o levantamento dos coeficientes de desempenho relativo aos refrigeradores convencional e modificado, além de realizar uma análise da armazenagem da água quente, através da técnica da estratificação térmica utilizando um refrigerador com condensador modificado. O rejeito térmico coletado, através do princípio do termosifão, será armazenado na forma de energia térmica. Os resultados mostraram que os coeficientes de desempenho dos sistemas, calculados pelas técnicas relativas às perdas térmicas teóricas e experimentais, apresentaram grande diferença. Observou-se o comportamento dinâmico das termoclinas, através do efeito da estratificação térmica e a evolução das temperaturas em função do tempo, mostrando maior viabilidade do refrigerador modificado, gerando assim maior conforto térmico aos usuários além de produzir água quente para uso doméstico. / Due to the extreme necessity to diversify renewable energy sources, the search for energy recycling methods through the utilization of thermal losses from equipment has become fundamental. Thus, these losses can be used as new source of energy for water heating and storage in Domestic Hot Water Storage Tanks (DHWST). For this reason, the construction of an experimental apparatus with a cylindrical thermal storage tank is proposed, in which the objective of the study will be a survey of the Coefficient of Performance concerning conventional and modified refrigerators, as well as to perform an analysis of hot water, through the thermal stratification technique using a refrigerator with a modified condenser. The collected thermal loss, as per the thermosiphon principle, will be stored as thermal energy. The results showed that the coefficient of performance for the systems, calculated using techniques for theoretical and experimental thermal losses, presented great differences. The dynamic behavior of the thermal distribution was observed through the thermal stratification effect and temperature evolution in terms of time, showing greater variability of the modified refrigerator generating more thermal comfort to users in addition to providing domestic hot water.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-07-25T23:39:27Z No. of bitstreams: 1 CARLOS EDUARDO DA SILVA ALBUQUERQUE – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 4080439 bytes, checksum: 940fff54d861725d16972dec4bb0ee8c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T23:39:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS EDUARDO DA SILVA ALBUQUERQUE – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 4080439 bytes, checksum: 940fff54d861725d16972dec4bb0ee8c (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / CNPq / Esta pesquisa apresenta uma análise energética e exergética de uma unidade de refrigeração de água gelada de grande porte, chamada chiller. O refrigerador em estudo realiza o ciclo termodinâmico de refrigeração com auxílio de um compressor mecânico, usualmente acionado por um motor elétrico, de forma a aumentar a pressão em determinada fase do ciclo termodinâmico do sistema, o que gera um alto consumo de energia elétrica. Com avanço da tecnologia, a cada dia surgem novos tipos de compressores que possuem um menor consumo de energia e melhoram o desempenho da unidade como um todo. O objetivo deste trabalho é avaliar os comportamentos energético e exergético, baseados respectivamente na primeira lei e na segunda lei da termodinâmica, de um chiller que fornece água gelada e trabalha com um compressor tipo parafuso. Este estudo foi realizado baseando-se no comportamento real de um chiller de compressão de vapor, instalado em um shopping da região de João Pessoa-PB. Através de simulação numérica, foi possível avaliar o comportamento do equipamento com a mudança de alguns dos parâmetros normais de trabalho, como pressões de condensação e evaporação, temperatura s de condensação e evaporação e fluido refrigerante. Neste estudo, são apresentados dados do desempenho do equipamento em função das pressões do evaporador e do compressor, da temperatura de evaporação, entre outros parâmetros. Os resultados das simulações, realizadas com auxilio do software EES, mostraram que o desempenho da unidade melhora ao diminuir a variação de pressão entre o condensador e o evaporador e que as eficiências energética e exergética sofrem um acréscimo com o aumento da temperatura de evaporação e uma redução com a elevação da temperatura de condensação. / This research presents energetic and exergetic analysis of a water refrigeration unit, called Chiller. The Chiller under study performs the thermodynamic cycle of the refrigeration with the assistance of a mechanical compressor, usually triggered by an electric motor, in order to increase the pressure in a certain stage on the thermodynamic cycle of the system, which generates high energy consumption. However, with the advance of the technology, every day emergs new types of compressors that have lowest energy consumption and improves the performance of the unit as a whole. The purpose of this work is to evaluate both e nergetic and exergetic behavior, of a chiller that provides cold water and works with a screw type compressor, based on the first and second laws of thermodynamics . This study was based on the actual behavior of a steam compression chiller from a mall in the city of João Pessoa-PB. Through numerical simulation, it was possible to evaluate the behavior of the equipment with the change of some of the normal parameters of work, as condensation and evaporation pressures, condensation and evaporation temperature and refrigerant fluid. In this study, the performance of the equipment data is presented as a function of the evaporator and compressor pressures, the evaporation temperature and other parameters. The results of the simulations, that were realized with support of software EES, showed that the unit performance was improved by decreasing the pressure variation between condenser and the evaporator and also has proved that the energetic and exergetic efficiences are increased by raising the evaporation temperature and a reduction happens by increasing the condensation temperature.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2012-05-29T12:40:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ZigmantasSimulacaoSistemasSimples.pdf: 2976848 bytes, checksum: c79813a200468f113de57854cc48e701 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho(irvana@ufpa.br) on 2012-05-29T12:52:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ZigmantasSimulacaoSistemasSimples.pdf: 2976848 bytes, checksum: c79813a200468f113de57854cc48e701 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-29T12:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ZigmantasSimulacaoSistemasSimples.pdf: 2976848 bytes, checksum: c79813a200468f113de57854cc48e701 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2006 / Na atualidade, o estudo do desempenho térmico de um sistema de refrigeração por compressão de vapor representa uma ferramenta importante no auxílio do desenvolvimento de novos produtos ou melhoria dos já existentes. Um modelo de simulação em regime permanente foi elaborado para avaliar o desempenho do sistema frigorífico. O sistema estudado inclui uma Central de Ar Condicionado, modelo PA HILTON, constituída de um compressor alternativo do tipo semi-hermético, evaporador e condensador compacto de tubos e aletas e uma válvula de expansão termostática. O modelo do condensador considera três regiões distintas de troca de calor as quais são respectivamente a região de dessuperaquecimento, condensação e subresfriamento. Para a modelagem do evaporador, foram consideradas as regiões de evaporação e superaquecimento. No modelo de simulação foram utilizadas correlações adequadas para a estimativa dos coeficientes de transferência de calor e perda de pressão para cada região do evaporador e condensador. Não foram consideradas a transferência de calor e queda de pressão nas linhas de conexão entre os componentes. A solução do sistema de equações não lineares resultantes da modelagem matemática dos componentes do sistema simulado foi obtida utilizando-se o método das substituições sucessivas com o emprego do software Engineenng Equation Solver . Os resultados obtidos pelo modelo de simulação apresentaram erros inferiores a 9% em relação aos valores experimentais. / Nowadays, the thermal performance of refrigeration systems of vapor compression is a very important toll to aid on the development of News Products or Upgrading them. A steady state simulation model is presented to estimate the refrigeration systems performance.The studied system considers a air conditioning equipment Model PA HILTON, that includes a semi-hermetic alternative compressor, a compact tube and fins evaporator and condenser and finally a thermostatic expansion valve. The condenser mathematical model takes account of three different regions of heat transfer : cooling, condensing and sub-cooling.The evaporator mathematical modeling considers the evaporating and superheated regions. Depending of the region studied, in the model simulated includes appropriate correlations of heat transfer and pressure droops. The heat transfer and pressure drop inside the lines between the components are not considered. The solution of non linear equation systems is obtained trough a interactive method using the Engineering Equation Solver Software. The comparations between experimental and simulated values shows a very good agreement.

Submitted by Luciano Guimarães Alves (luciano_kouros@hotmail.com) on 2018-10-05T00:31:18Z No. of bitstreams: 1 Tese - Luciano Guimarães Alves - 02-10-18_Versão Final.pdf: 3679805 bytes, checksum: a7d506e1df21202b74acc947a1ce92bb (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-10-05T18:42:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_lg_dr_guara.pdf: 3679805 bytes, checksum: a7d506e1df21202b74acc947a1ce92bb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T18:42:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_lg_dr_guara.pdf: 3679805 bytes, checksum: a7d506e1df21202b74acc947a1ce92bb (MD5) Previous issue date: 2018-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As indústrias queimam combustíveis para produzir energia térmica para um processo. Em alguns casos, uma fração dessa energia não é completamente utilizada. Com o intuito melhorar a eficiência do sistema, essa fração de energia térmica não utilizada pode ser usada para acionar um Sistema de Refrigeração por Absorção (SRA). Nas últimas décadas, o interesse em usar SRA aumentou consideravelmente por conta da possibilidade de se utilizar vapor, água quente e gases de exaustão de sistemas de potência. Além disso, melhorias tecnológicas permitiram uma melhor eficiência do SRA. Uma modelagem termodinâmica do SRA foi realizada para analisar o desempenho de uma máquina em termos energéticos e exergéticos para obter água gelada a 5, 7, 9, 11 e 15 oC com uma fonte de água quente a 80, 90, 100, 110, 120 e 130 oC . A primeira e segunda lei da termodinâmica, tabelas e equações das propriedades da solução aquosa de brometo de lítio e água foram utilizadas para modelar o ciclo e efetuar os cálculos. As hipóteses básicas consideradas foram regime permanente, água pura, bomba isentrópica e processos adiabáticos. Através da análise dos resultados, que essa metodologia pode ser aplicada para determinar o comportamento da variação do COP e eficiência exergética em função da temperatura da água quente que alimenta o gerador e da água gelada obtida no evaporador. Realizou-se análise energética e exergética em cada componente do sistema. Com base nesses dados, pode-se verificar que a faixa de temperatura de água quente que o SRA deve ser alimentado de modo a operar na maior eficiência energética e exergética é de 90 a 100 oC. Ao analisar a distribuição exergética nos componentes, nota-se que as maiores perdas de exergia estão no gerador e absorvedor. / Industries burn fuels to produce thermal energy for a process. In some cases, a fraction of this energy is not fully utilized. In order to improve the efficiency of the system, this waste of energy can be used to drive an Absorption Refrigeration System (ARS). On the last decades, the interest in using ARS increased considerably because of the possibility of using steam, hot water or exhaust gases from thermal engines. Furthermore, technological improvements increased efficiency of this cycle. A thermodynamic model of an ARS was developed to calculate the required energy to generate cold water at 5, 7, 9, 11 e 15 oC from a heat source at 80, 90, 100, 110, 120, 130 oC. First law of thermodynamic, tables and equations of property of aqueous solution of lithium bromide and water were used to model the cycle. The basic hypothesis considered was steady state, pure water, isentropic pump and adiabatic processes. Analysis of the results revealed that this methodology can be applied to study the relationship between COP and exergetic efficiency as a function of the inlet hot water temperature and outlet cold water . Energetic and exergetic analysis were performed for each component. The results show that the highest COP and exergetic efficiency were obtained for hotwater temperature range between 90 to 100 oC. The distribution in terms of exergy in main components were studied and revealed that the high losses of exergy occurred in evaporator and absorber / 1586376