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Previous issue date: 2014-12-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The heat pump is a refrigeration unit with several applications in commercial,
industrial and residential sectors. The heat pump is basically constituted of five
components: compressor, condenser, expansion device, evaporator and fan. A heat pump
was developed herein for air dehumidification and heating at moderate temperatures for
drying of thermosensitive products. A thermodynamic model was developed to study the
heat pump, based on the Law of Conservation of Mass and First and Second Laws of
Thermodynamics. Measurement instruments were installed to obtain the necessary
experimental data for the energy and exergy analysis. The experiments took place in
different days between the months of May and November of 2014. The experiment that
best represented the air dehumidification and heating was selected, due to an adequate
isentropic efficiency of 93%. A computational code was developed in the Engineering
Equation Solver software 9.0 (ESS 9.0) for the simulation of this study. Results obtained
via EES, through solution of the system of equations, were mass flow (air, condensed
water), heat transfer rates, COP, entropy generation rates, irreversibility rates, and exergy
variation. It was verified that the heat pump system is technically viable and provides
very satisfactory results: air was heated to a temperature of 51,7 ºC and dehumidified to
a 18,5% relative humidity. / A bomba de calor é uma máquina frigorífica com diversas aplicações nos setores
comercial, industrial e residencial. A bomba de calor é constituída basicamente por cinco
componentes: compressor, condensador, dispositivo de expansão, evaporador e
ventilador. Foi desenvolvida para este trabalho uma bomba de calor cuja finalidade é a
desumidificação e o aquecimento do ar a temperaturas moderadas para a secagem de
produtos termossensíveis. Para o estudo da bomba de calor em questão, foi desenvolvida
uma modelagem termodinâmica baseada na Lei da Conservação da Massa e Primeira e
Segunda Leis da Termodinâmica. Foram instalados instrumentos de medições para obter
experimentalmente os dados necessários para a análise energética e exergética. Os
experimentos ocorreram em dias alternados entre os meses de agosto e novembro de
2014. Foi selecionado o experimento que melhor representou os processos de
desumificação e aquecimento do ar por apresentar uma eficiência isentrópica adequada
de 93%. Desenvolveu-se um código computacional no software Engineering Equation
Solver 9.0 (EES 9.0) para a simulação do estudo. Os resultados obtidos via EES, através
da solução de um sistema de equações, foram vazão mássica (ar e água condensada), taxas
de transferência de calor, COP, taxas de geração de entropia, taxas de irreversibilidades
e variação de exergia. Foi verificado que o sistema da bomba de calor é tecnicamente
viável e fornece resultados bastante satisfatórios: ar aquecido a temperatura de 51,7ºC e
desumidificado a umidade relativa de 18,5%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5388 |
| Date | 22 December 2014 |
| Creators | Maia, Nayana Lôbo |
| Contributors | Carvalho, Monica |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, BR, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 3562149281793654633, 600, 600, 600, 600, 5792267035407506340, -6956026795191561793, 3590462550136975366 |
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