Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7685_1.pdf: 1055868 bytes, checksum: c4c30b6908a99483316b65cd140d2e3b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A busca continua pelo melhor aproveitamento dos recursos energéticos existentes vem fazendo com que o ser humano desenvolva e investigue meios para se utilizar ao máximo a energia de que dispõe. Nos últimos anos a possibilidade de colapso no sistema de geração de energia elétrica no Brasil trouxe à sociedade uma reflexão sobre a maneira com a qual estamos administrando nossos recursos. O Brasil, neste aspecto, tem a felicidade de possuir uma geografia e natureza propicia para a geração de energia elétrica utilizando como principal fonte os recursos hídricos, atualmente o governo vem incentivando a diversificação desta matriz energética, passando parte dela para a geração distribuída através de usinas termelétricas que utilizem derivados de petróleo, no entanto, sabemos que esta capacidade de geração tem seus limites, não podendo aumentar indefinidamente a produção de energia elétrica, e, à medida que passamos a utilizar meios de geração mais sofisticados, também causamos impactos naturais e os custos se tornam maiores. A utilização de sistemas de termoacumulação entra neste cenário como uma alternativa para aumentar o aproveitamento da energia disponível. Uma de suas principais aplicações é para evitar o uso de energia em horários de maior demanda para sistemas de refrigeração comercial e industrial, com isto auxilia na prevenção de uma sobrecarga do sistema de distribuição de energia elétrica. Por outro lado também atua como uma maneira limpa de captar energia térmica proveniente do sol, utilizando assim uma fonte de energia limpa que não seria utilizada para gerar calor durante um momento em que o mesmo não esteja sendo necessário, armazenando para posterior utilização. Armazenadores térmicos também vêm sendo utilizados associados a sistemas de co- geração de energia, onde é possível se aproveitar parte do calor gerado durante o processo de combustão para se aquecer um fluido. Este trabalho inicialmente apresenta uma visão geral sobre os sistemas de armazenamento, as principais técnicas utilizadas, as maneiras como são empregados e os materiais utilizados. Em seguida fazemos um estudo como alguns parâmetros influenciam no processo de carga de um armazenador tipo leito com cápsulas esféricas contendo um material de mudança de fase, avaliando as perdas de energia e o tempo necessário para que ocorra a completa solidificação do material de mudança de fase. Para este estudo foram desenvolvidas e discretizadas equações que descrevem os fenômenos de transferência de calor do processo e posteriormente implementadas em uma ferramenta computacional. Os resultados levam-nos a conhecer a maneira como cada parâmetro estudado influi no processo de carga, possibilita a eliminação de combinações não interessantes e a busca da melhor combinação de parâmetros de acordo com as necessidades de projeto

Orientador: Vivaldo Silveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-24T19:17:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CintiaCarlaMelgacode_M.pdf: 2012386 bytes, checksum: 17e9e513690eaa1341a66b69e6b22a64 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A busca por equipamentos de refrigeração eficientes e acessíveis é crescente no mercado. Grandes empresas buscam instalar termoacumuladores, armazenamento de energia a baixa temperatura, em suas instalações por fatores econômicos. Com isso, este processo pode ser efetuado em horários fora de pico de energia e ser usado em horário de maior demanda energética, projetando-se então, equipamentos menores para acoplar ao sistema principal e melhorar o dimensionamento do espaço físico. Atualmente, um dos meios utilizado no sistema de resfriamento evaporativo é o uso de bomba de vácuo ou ejetores. Este trabalho tem como objetivo construir e avaliar energeticamente um sistema de resfriamento evaporativo com uso de ejetor, tendo água como fluido que circulará no seu interior, permitindo ser instalado em locais com abundância de água em circulação, perante a substituição ao sistema de resfriamento com uso de dispositivos mecânicos ou geradores. Ejetores são dispositivos usados para arrastar amostras por um jato de um fluido auxiliar, que constam essencialmente de um tubo aspirador e um bocal convergente, alimentando um compartimento convergente-divergente. Após a montagem mecânica e elétrica do sistema, estudou o comportamento do mesmo perante a mudança da vazão volumétrica e da temperatura da água de circulação, temperatura da água de reposição, presença de cavitação e avaliou o coeficiente de desempenho de acordo com as diferentes potências térmicas aplicadas no reservatório de resfriamento. O maior vácuo obtido no reservatório de resfriamento foi de 8,5 kPa nas condições operacionais nominais de 4,1 ± 0,1 m³/h e 5 ± 0,5 °C da água de circulação, atingindo 9,7 ± 0,5 °C a água de resfriamento. Não houve presença de cavitação no bocal do hidroejetor pois a pressão atingida no mesmo não foi inferior a pressão de saturação da água nas condições operacionais da água de circulação. A perturbação gerada, tipo pulso, no reservatório de resfriamento com a reposição da água de resfriamento em diferentes momentos de funcionamento do sistema, não resultou em mudanças expressivas quanto a desestabilidade do vácuo ou do aumento de temperatura no reservatório de resfriamento. O coeficiente de desempenho (COP), avaliado no sistema na maior inserção de potência térmica, 92,27 W pela água de resfriamento, foi de 0,077, sendo subestimado devido a possíveis problemas de eficiência da bomba. O sistema em estudo não foi ideal para resfriamento de fluido a baixas temperaturas nas condições operacionais estudadas, mas pode ser muito bom quando utilizado para resfriamento de fluido a patamares de temperatura maior, podendo ser complementar aos sistemas de refrigeração principal / Abstract: The search for efficient and affordable cooling equipment is increasing in the market. Big companies are always seeking to use thermal storage as a way to storage energy at low temperatures in their facilities due to economic factors. Therefore, this process can be done in off-peak energy periods and the energy stored can be used in times of high demand. This allows the design of smaller equipment, which can be coupled to the main system, improving the design of the physical space. Currently, evaporative cooling is conducted through the use of vacuum pumps or ejectors. This work aimed to construct and evaluate energy evaporative cooling system using an ejector, using water as the inner circulating fluid, which allows it to be installed in places plenty of water circulation, through the replacement of the cooling system using generators or mechanical devices by ejectors systems. Ejectors are devices used to drag samples by a jet of an auxiliary fluid, built essentially with a sniffer and a converging nozzle, which feeds a convergent-divergent compartment. After mechanical and electrical assembly of the system, the behavior of the system was evaluated by changing the volumetric flow rate and temperature of the circulation water, temperature of makeup water and cavitation water. The performance coefficient was also evaluated according to the different thermal inputs applied in the reservoir cooling. The higher vacuum obtained in the cooling tank was 8.5 kPa in a nominal volumetric flow rate of 4.1 ± 0.1 m³/h and circulating water at 5 ± 0.5 °C. In situation, the cooling water reached 9.7 ± 0.5 °C. There was no cavitation observed in hidroejector nozzle, since the pressure reached was not less than the saturation pressure of water in the operating conditions of the circulating water. The disturbance generated, like pulse, in the cooling reservoir with the replacement of the cooling water at different times, did not result in significant changes in vacuum destabilization or in the temperature rising in the cooling reservoir. The coefficient of performance (COP), evaluated at the greater inclusion of thermal power for cooling water (92.27 W) was 0.077. This value was underestimated due to problems of pump efficiency. The system studied was not ideal for cooling fluids at low temperatures the studied operating conditions, but it can be good enough when used for cooling fluids with higher temperatures, which may be complementary to the main refrigeration systems / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Este trabalho apresenta a otimização de sistemas de acumulação sensível de energia térmica, submetidos a fontes de energia intermitentes (solar). Este tipo de sistema de acumulação é definido pelo seu material de acumulação e pelo fluido de trabalho, que realiza o transporte da energia. A metodologia empregada consiste em aplicar o modelo da capacitância global para descrever o comportamento dinâmico do material de acumulação, disposto na forma de placas planas paralelas, enquanto que o fluido de trabalho foi modelado via balanço de energia. O material de acumulação foi dividido em diversas seções menores, de modo a satisfazer a condição de validade do modelo da capacitância global, resultando em números de Biot menores ou iguais a 0,1, para cada seção. Os parâmetros identificados para a otimização foram a geometria do material de acumulação (número de placas e volume), propriedades do material de acumulação (massa específica e calor específico) e vazão do fluido de trabalho. Definiu-se a função a ser minimizada como o módulo da diferença entre a taxa de energia de saída do sistema de acumulação e a taxa de energia de saída alvo. Os resultados para duas geometrias e materiais distintos (aço AISI304 e granito), foram comparados com simulações efetuadas com o software comercial COMSOL, e os desvios encontrados ficaram na faixa de 10,16% a 8,88% para o aço e de 1,45% a 0,25% para o granito. A formulação proposta neste trabalho foi implementada no programa Engineering Equation Solver (EES), e otimizada com algoritmos genéticos. Observou-se que a massa específica e o calor específico são parâmetros que podem ser avaliados pelo seu produto (capacidade térmica volumétrica), quando a massa do material de acumulação não foi fixada. Para os casos nos quais a massa foi definida, o calor específico e a massa específica devem ser considerados parâmetros independentes, pois cada um atuou de forma diferente sobre o sistema. Observou-se que aumentando a quantidade de parâmetros de otimização, a diferença entre a taxa de energia na saída e a mesma taxa alvo diminuiu. Na simulação com dois parâmetros de otimização, a diferença relativa máxima entre estas taxas foi de 50%, enquanto que para quatro parâmetros de otimização, este valor caiu para 24%. / This work presents the optimization of sensible heat storage system, subjected to intermittent energy sources (solar). This type of storage system is defined by its storage material and the working fluid, which transports the energy. The methodology consists of using the global capacitance method to describe the dynamic behavior of the storage material, disposed in the form of parallel flat plates, while the working fluid was modeled via an energy balance. The storage material was divided into several smaller sections in order to satisfy the validity condition of the global capacitance model, resulting in Biot numbers smaller or equal than 0.1 for each section. The optimized parameters were the geometry of the storage material (number of plates and volume), the storage material properties (mass and specific heat) and flow rate of the working fluid. The minimized objective function is the difference between the output energy rate of the storage system and the target output energy rate. The results for two different geometries and materials (steel AISI304 and granite), were compared to simulations performed with the commercial software COMSOL, and the deviations were found in the range of 10.16% to 8.88% for steel and 1,45% to 0.25% for granite. The formulation proposed in this paper is implemented in the Engineering Equation Solver (EES), and optimized with genetic algorithm. It was observed that the density and specific heat are parameters that can be evaluated for its product (volumetric heat capacity) when the mass of the storage material was not defined. For the cases where the mass was defined, the specific heat and the density should be considered independent parameters, as each one act differently in the system. It was observed that increasing the number of optimized parameters, the difference between the output energy rate and the same target rate decreased. In the simulation with two optimized parameters, the maximum relative difference between these rates was 50%, while for four optimized parameters, this value dropped to 24%.

Este trabalho apresenta a otimização de sistemas de acumulação sensível de energia térmica, submetidos a fontes de energia intermitentes (solar). Este tipo de sistema de acumulação é definido pelo seu material de acumulação e pelo fluido de trabalho, que realiza o transporte da energia. A metodologia empregada consiste em aplicar o modelo da capacitância global para descrever o comportamento dinâmico do material de acumulação, disposto na forma de placas planas paralelas, enquanto que o fluido de trabalho foi modelado via balanço de energia. O material de acumulação foi dividido em diversas seções menores, de modo a satisfazer a condição de validade do modelo da capacitância global, resultando em números de Biot menores ou iguais a 0,1, para cada seção. Os parâmetros identificados para a otimização foram a geometria do material de acumulação (número de placas e volume), propriedades do material de acumulação (massa específica e calor específico) e vazão do fluido de trabalho. Definiu-se a função a ser minimizada como o módulo da diferença entre a taxa de energia de saída do sistema de acumulação e a taxa de energia de saída alvo. Os resultados para duas geometrias e materiais distintos (aço AISI304 e granito), foram comparados com simulações efetuadas com o software comercial COMSOL, e os desvios encontrados ficaram na faixa de 10,16% a 8,88% para o aço e de 1,45% a 0,25% para o granito. A formulação proposta neste trabalho foi implementada no programa Engineering Equation Solver (EES), e otimizada com algoritmos genéticos. Observou-se que a massa específica e o calor específico são parâmetros que podem ser avaliados pelo seu produto (capacidade térmica volumétrica), quando a massa do material de acumulação não foi fixada. Para os casos nos quais a massa foi definida, o calor específico e a massa específica devem ser considerados parâmetros independentes, pois cada um atuou de forma diferente sobre o sistema. Observou-se que aumentando a quantidade de parâmetros de otimização, a diferença entre a taxa de energia na saída e a mesma taxa alvo diminuiu. Na simulação com dois parâmetros de otimização, a diferença relativa máxima entre estas taxas foi de 50%, enquanto que para quatro parâmetros de otimização, este valor caiu para 24%. / This work presents the optimization of sensible heat storage system, subjected to intermittent energy sources (solar). This type of storage system is defined by its storage material and the working fluid, which transports the energy. The methodology consists of using the global capacitance method to describe the dynamic behavior of the storage material, disposed in the form of parallel flat plates, while the working fluid was modeled via an energy balance. The storage material was divided into several smaller sections in order to satisfy the validity condition of the global capacitance model, resulting in Biot numbers smaller or equal than 0.1 for each section. The optimized parameters were the geometry of the storage material (number of plates and volume), the storage material properties (mass and specific heat) and flow rate of the working fluid. The minimized objective function is the difference between the output energy rate of the storage system and the target output energy rate. The results for two different geometries and materials (steel AISI304 and granite), were compared to simulations performed with the commercial software COMSOL, and the deviations were found in the range of 10.16% to 8.88% for steel and 1,45% to 0.25% for granite. The formulation proposed in this paper is implemented in the Engineering Equation Solver (EES), and optimized with genetic algorithm. It was observed that the density and specific heat are parameters that can be evaluated for its product (volumetric heat capacity) when the mass of the storage material was not defined. For the cases where the mass was defined, the specific heat and the density should be considered independent parameters, as each one act differently in the system. It was observed that increasing the number of optimized parameters, the difference between the output energy rate and the same target rate decreased. In the simulation with two optimized parameters, the maximum relative difference between these rates was 50%, while for four optimized parameters, this value dropped to 24%.

Este trabalho apresenta a otimização de sistemas de acumulação sensível de energia térmica, submetidos a fontes de energia intermitentes (solar). Este tipo de sistema de acumulação é definido pelo seu material de acumulação e pelo fluido de trabalho, que realiza o transporte da energia. A metodologia empregada consiste em aplicar o modelo da capacitância global para descrever o comportamento dinâmico do material de acumulação, disposto na forma de placas planas paralelas, enquanto que o fluido de trabalho foi modelado via balanço de energia. O material de acumulação foi dividido em diversas seções menores, de modo a satisfazer a condição de validade do modelo da capacitância global, resultando em números de Biot menores ou iguais a 0,1, para cada seção. Os parâmetros identificados para a otimização foram a geometria do material de acumulação (número de placas e volume), propriedades do material de acumulação (massa específica e calor específico) e vazão do fluido de trabalho. Definiu-se a função a ser minimizada como o módulo da diferença entre a taxa de energia de saída do sistema de acumulação e a taxa de energia de saída alvo. Os resultados para duas geometrias e materiais distintos (aço AISI304 e granito), foram comparados com simulações efetuadas com o software comercial COMSOL, e os desvios encontrados ficaram na faixa de 10,16% a 8,88% para o aço e de 1,45% a 0,25% para o granito. A formulação proposta neste trabalho foi implementada no programa Engineering Equation Solver (EES), e otimizada com algoritmos genéticos. Observou-se que a massa específica e o calor específico são parâmetros que podem ser avaliados pelo seu produto (capacidade térmica volumétrica), quando a massa do material de acumulação não foi fixada. Para os casos nos quais a massa foi definida, o calor específico e a massa específica devem ser considerados parâmetros independentes, pois cada um atuou de forma diferente sobre o sistema. Observou-se que aumentando a quantidade de parâmetros de otimização, a diferença entre a taxa de energia na saída e a mesma taxa alvo diminuiu. Na simulação com dois parâmetros de otimização, a diferença relativa máxima entre estas taxas foi de 50%, enquanto que para quatro parâmetros de otimização, este valor caiu para 24%. / This work presents the optimization of sensible heat storage system, subjected to intermittent energy sources (solar). This type of storage system is defined by its storage material and the working fluid, which transports the energy. The methodology consists of using the global capacitance method to describe the dynamic behavior of the storage material, disposed in the form of parallel flat plates, while the working fluid was modeled via an energy balance. The storage material was divided into several smaller sections in order to satisfy the validity condition of the global capacitance model, resulting in Biot numbers smaller or equal than 0.1 for each section. The optimized parameters were the geometry of the storage material (number of plates and volume), the storage material properties (mass and specific heat) and flow rate of the working fluid. The minimized objective function is the difference between the output energy rate of the storage system and the target output energy rate. The results for two different geometries and materials (steel AISI304 and granite), were compared to simulations performed with the commercial software COMSOL, and the deviations were found in the range of 10.16% to 8.88% for steel and 1,45% to 0.25% for granite. The formulation proposed in this paper is implemented in the Engineering Equation Solver (EES), and optimized with genetic algorithm. It was observed that the density and specific heat are parameters that can be evaluated for its product (volumetric heat capacity) when the mass of the storage material was not defined. For the cases where the mass was defined, the specific heat and the density should be considered independent parameters, as each one act differently in the system. It was observed that increasing the number of optimized parameters, the difference between the output energy rate and the same target rate decreased. In the simulation with two optimized parameters, the maximum relative difference between these rates was 50%, while for four optimized parameters, this value dropped to 24%.

Orientador: Vivaldo Silveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:39:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sampaio_KliciaAraujo_M.pdf: 9372633 bytes, checksum: 97ee089783099e97ff258983516fbdc1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Vivaldo Silveira Junior, Flavio Vasconcelos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T23:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fiori_JulianoJose_M.pdf: 6880493 bytes, checksum: d6458b990115262a0934b2886b8c7fb0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A utilização racional da energia é, atualmente, uma preocupação mundial. As questões ambientais referentes à degradação da camada de ozônio e ao aquecimento global caminham concomitante ao bom uso energético. A refrigeração destaca-se como sendo grande consumidora de energia elétrica, devido principalmente aos compressores. Focar um estudo no funcionamento desses componentes mostra-se coerente e vantajoso economicamente. Durante o horário de ponta, que corresponde a três horas do dia (das 18:00 as 21:00), há a possibilidade dos sistemas de refrigeração serem desligados, utilizando a energia a baixa temperatura que foi termoacumulada durante o período fora de ponta, com a diferença entre capacidade nominal e a necessária nas outras 21 horas do dia, podendo resultar em investimento fixo e custo variável menores, justificando o objetivo principal deste estudo. Apesar do coeficiente de performance (COP) de um sistema com fluido primário ser maior, a economia que ocorre em um sistema termoacumulado está no deslocamento da carga para horários em que a tarifa elétrica é menor. Estudando-se uma curva típica de carga térmica para uma câmara de estocagem pode-se verificar a aplicabilidade e economia de energia vinculada à utilização de um sistema com fluido secundário e termoacumulação. Para isso, foi realizado um estudo na carga térmica de uma câmara de estocagem de produtos resfriados com unidade frigorífica monobloco e localização interna a um prédio, avaliando-se diversas perturbações na mesma. Também foi construída uma instalação de fluido secundário (solução de propileno glicol) de um sistema de refrigeração (chiller) à câmara, adequandose trocadores de calor, tanques, isolamento térmico e instrumentação necessária. A estratégia de termoacumulação privilegiou o calor sensível, isto é, sem mudança de fase. Os ensaios realizados com o sistema construído e a estratégia de calor sensível mostraram que são eficientes para manter a temperatura da câmara abaixo de 5 ºC durante três horas no horário de ponta, racionalizando as curvas de demanda elétrica e térmica / Abstract: El uso racional de la energía es, en la actualidad, una preocupación mundial. Las cuestiones ambientales relativas a la degradación de la capa de ozono y el calentamiento global van conjuntamente al buen uso energético. La refrigeración se destaca como grande consumidora de energía eléctrica, debido principalmente al uso de los compresores. Hacer un estudio sobre el funcionamiento de estos componentes es coherente y económicamente ventajoso. Durante las horas punta, lo que corresponde a tres horas al día (de las 18:00 hasta las 21:00), existe la posibilidad de que no sea necesario el uso de los sistemas de refrigeración, utilizando la energía que se termoacumuló durante las horas fuera de punta, pudiendo resultar en la inversión fija y el costo variable inferiores, justificando el objetivo principal de este estudio. A pesar de que el coeficiente de performance (COP) de un sistema refrigerante primario sea superior, la economía que se produce en un sistema termoacumulado está en el desplazamiento de la carga durante horas en que la tarifa eléctrica es más baja. Estudiándose una típica curva de carga de calor para una cámara fría, se puede verificar la aplicabilidad y el ahorro de energía vinculado a la utilización de un sistema de fluido secundario y termoacumulación. Para ello, se realizó un estudio en la carga de calor de una cámara de almacenamiento en frío de productos alimenticios localizada interiormente a un edificio. También se construyó una instalación secundaria a la cámara del líquido utilizado (solución de propilenglicol) por el sistema de refrigeración (chiller), adecuándose intercambiadores de calor, tanques, aislamiento e instrumentación necesaria. La estrategia se concentró en la termoacumulación sensible, es decir, sin cambio de fase. Los ensayos realizados con el prototipo construido junto con la estrategia de calor sensible demostraron que son eficaces para mantener la temperatura de la cámara por debajo de 5 grados centígrados durante tres horas en el horario de punta, racionalizando las curvas de demanda eléctrica y térmica / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Vivaldo Silveira Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:38:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_SamuelScarassatti_M.pdf: 3413897 bytes, checksum: 5e01dabc6101fefebe4dd9a0e9e103c1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Dentro da indústria, os equipamentos de refrigeração ocupam um destacado papel no que se refere ao consumo de energia elétrica. A tarifação deste insumo vem sofrendo freqüentes reajustes, na medida em que sua demanda cresce e atende as necessidades econômicas do país. Os sistemas de termoacumulação representam uma alternativa para a economia do consumo energético nos períodos de maior tarifação, o que tende a atenuar os gastos com a energia elétrica. Neste trabalho, foi proposta a construção de um sistema de termoacumulação, com o objetivo de comparar esta técnica com um sistema tradicional de expansão seca em termos de consumo e demanda energética. O estudo envolveu a montagem da derivação da linha de refrigeração, a partir de um chiller, até o evaporador de uma câmara frigorífica, onde foram instalados sensores de temperatura, pressão e vazão, permitindo a avaliação das condições do processo por expansão seca. Em paralelo, foi montada uma linha de escoamento para o fluido refrigerante secundário que interligou um circuito onde o fluido é resfriado pelo sistema de refrigeração, termoacumulado em um tanque e bombeado ate um trocador de calor instalado dentro da câmara, onde é utilizado para resfriar o ambiente. A aplicação da termoacumulação objetivou alcançar as mesmas condições da câmara, mantidas pela expansão seca, com a posterior avaliação do consumo energético apresentado pelos dois sistemas. Foram instalados sensores de temperatura na linha de refrigerante secundário e também dentro da câmara. O consumo de potência da bomba e do compressor foram registrados e utilizados na comparação energética dos sistemas. A avaliação qualitativa englobou o cálculo da carga térmica empírica da câmara, bem como o registro das condições de funcionamento dos sistemas durante a expansão seca e a refrigeração do circuito secundário. A comparação dos sistemas frente ao consumo energético indicou uma economia superior a 42% na utilização da termoacumulação durante o período de ponta em comparação com o sistema de expansão seca. A aplicação da termoacumulação manteve a temperatura do interior da câmara estável durante as três horas em que o compressor permaneceu desligado, mostrando ser uma técnica de grande economia energética quando comparada com o sistema secundário sem termoacumulação, apresentando uma economia de 26% nos gastos em função deste período / Abstract: In the industry, refrigeration equipments possess a detached function in electric energy consumption. The price of this input has been frequently adjusted. In the same way that the demand grows and fills the economic needs of the country. the cool storage systems represent an alternative for save power consumption during periods of peak pricing, tending to decrease spending on energy consumption. In this paper, it was proposed the construction of a system for cool storage, in order to compare that technique with a traditional dry-expansion system, in terms of consumption and energy. The study involved the derivation of the assembly line cooling from a chiller evaporator until a cold chamber, on the line, temperature, pressure and flow sensors, were installed allowing the evaluation of process conditions for dry expansion . In parallel, a line was built, through which the refrigerant is pumped through a secondary circuit where it is cooled by the cooling system, stored in a tank at low temperature, and pumped to a heat exchanger installed inside the chamber where it is used to cool the environment. . The cool storage application had as an objective maintains the room conditions as the same in dry expansion, With the subsequent evaluation of the energy consumption of each system. Temperature sensors were installed in the secondary coolant line and also inside the chamber. The power consumption of the pump and compressor were recorded and used to comparing the two systems. The evaluation, has included the empirical calculation of the heat load for the cold chamber and the recording data of the system operating conditions during the dry-expansion and the cooling by the secondary circuit The comparison between the systems has indicated energy savings of more than 42% in the use of the cool stored system during the peak period. The application of cool storage kept the temperature inside the camera steady during the three hours when the compressor was off, proving to be a technique of great energy savings when compared to the secondary system without termoacumulação, showing a 26% saving in costs due this period / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-06-26T22:57:56Z No. of bitstreams: 1 43.pdf: 3316113 bytes, checksum: 59a696189af2b9803f0adedd6828d93e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-26T22:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 43.pdf: 3316113 bytes, checksum: 59a696189af2b9803f0adedd6828d93e (MD5) Previous issue date: 2012 / Banco Santander / Banespa / O trabalho apresenta um estudo do sistema de climatização do aeroporto da cidade de Porto Alegre, visando determinar e mensurar as oportunidades de redução dos seus custos operacionais utilizando o tanque de termoacumulação já existente, recurso que por razões diversas encontra-se atualmente inoperante. Para possibilitar uma avaliação global do comportamento do sistema em estudo, tanto a edificação do terminal de passageiros quanto os equipamentos integrantes da sua planta de climatização foram modelados e simulados através do programa EnergyPlus, com uso de arquivo climático específico para a cidade de Porto Alegre. As simulações ratificaram as previsões de que o sistema de climatização do aeroporto de Porto Alegre trabalha atualmente com custos de operação superiores àqueles que poderiam ser obtidos caso o sistema de termoacumulação estivesse em operação. A economia integrada ao longo de um ano pela redução de custos com as faturas de energia do aeroporto atingiu R$ 312.206,00. Ficou evidente que a redução da demanda e consumo de energia em horário de ponta são as parcelas com maior representatividade na diminuição dos custos operacionais do sistema de climatização do aeroporto, respondendo, respectivamente, por 77% e 18% sobre todas as economias obtidas nas faturas de energia após o uso da termoacumulação. Constatouse que além da redução nos valores pagos pela utilização de energia elétrica em horário de ponta, a participação da termoacumulação possibilita também redução no consumo energético dos equipamentos da planta de climatização, motivada por estratégias de operação mais eficientes. Desta forma, considerando apenas os meses de verão, as simulações apontaram uma redução média de 11% no consumo referente aos equipamentos da planta de climatização. Se para o mesmo período forem também contabilizadas as economias devido redução de demanda e consumo em horário de ponta dos equipamentos de climatização, a redução total sobre a fatura de energia do aeroporto a partir do uso da termoacumulação situase em 30%. Outra importante questão relacionada ao uso da termoacumulação diz respeito à ampliação da capacidade frigorífica que a mesma proporciona ao sistema de climatização, efeito de elevada relevância para fazer frente ao aumento na movimentação de passageiros da aviação civil dos últimos anos. Nesse sentido, as simulações apontaram um incremento de cerca de 25% na capacidade de refrigeração da planta atual, após participação do tanque de termoacumulação. Tal efeito representa notória contribuição ao aumento da longevidade das instalações existentes, limitando ou eliminando a necessidade de maiores intervenções para aumento de capacidade de refrigeração da planta até o momento em que o terminal de passageiros venha a sofrer ampliações mais significativas. / The study presents the heating, ventilation and air conditioning system (HVAC) used in Porto Alegre city airport, aiming cost reductions opportunities due to its cool storage tank operation, a feature that for various reasons is currently out use. To enable a comprehensive assessment of the system’s behavior, both the passenger terminal building and HVAC equipment were modeled and simulated using the EnergyPlus software, along with the weather file that contains Porto Alegre’s meteorological data. The simulations have reaffirmed the predictions that Porto Alegre’s airport HVAC system is currently working with operating costs above those that could be obtained if the cool storage system were in operation. The integrated economy over a year by reducing costs to the electricity bills from the airport reached R$ 312.206,00. It became notorious that the reduction of demand and energy consumption during the peak hours are the most representative from all economies, accounting respectively for 77% and 18% of the total energy bills savings after cool storage tank operation. It was found that, besides the reduction in the amounts paid for electricity at peak hours, the participation of cool storage also enables reduction in energy consumption for HVAC plant equipments, driven by more efficient operating strategies. Thus, considering only the summer months, the simulations showed an average reduction of 11% in HVAC plant equipment consumption. As for the same period, if it is also accounted for the savings due to electric demand and consumption reduction during peak hours, the total energy bill reduction for the airport after applying the cool storage tank stands at 30%. Another important issue related to the use of cool storage is the HVAC cooling capacity increase, very relevant if considering the terminal passenger handling increase along last years. In that sense, the simulations showed a 25% increase in cooling capacity for the current system after the cool storage has joined the HVAC plant. This effect is a noticeable contribution to the existing installations longevity, as it limits or eliminates the need for further increase in the airport cooling capacity, not until the time when the passenger terminal may suffer significant enlargements.