[pt] Nesta dissertação foi feita uma simulação do desempenho de
um sistema
de cogeração, a partir de dados experimentais obtidos com
uma microturbina a
gás natural com 30 kW de potência nominal, operada no
horário de ponta, e
acoplada com uma unidade recuperadora de calor e um
reservatório térmico
para fornecimento de água quente de consumo nos chuveiros
do Ginásio da
PUC-Rio. Inicialmente, o desempenho do sistema de
cogeração foi medido para
várias condições de operação, mostrando que a eficiência
de geração de energia
elétrica é inferior à que o fabricante declara (16,6%). O
aproveitamento da
energia térmica dos gases de exaustão é de 29,1% para
plena carga e 46,3%
para 25% de carga. Nesta dissertação foi desenvolvida uma
metodologia para
calcular a efetividade da unidade recuperadora de calor. A
simulação realizada
teve como objetivos o melhor conhecimento do comportamento
do sistema de
cogeração para diferentes vazões de água de consumo e da
sua temperatura de
armazenamento determinando-se o maior valor da vazão para
que uma
temperatura de 40ºC nos chuveiros fosse mantida. A equação
da energia em
relação ao tempo foi resolvida numericamente, modelando-se
o desempenho de
cada componente, para estimar a temperatura da água do
reservatório de
armazenamento em função do tempo, para diferentes cargas
elétrica e térmica.
Os resultados indicaram as condições para o melhor
aproveitamento de energia
térmica e sua viabilidade econômica, inclusive quanto à
relação entre o horário
de geração e o consumo da energia térmica armazenada. / [en] In this dissertation the performance of a cogeneration
system was
simulated using data obtained in tests of a natural gas
fired 30 kW microturbine,
operated during peak hours, and coupled to a heat recovery
unit to generate hot
water to be consumed in the showers of the PUC-Rio
Gymnasium, together with
a thermal reservoir to match the demand. Initially, the
performance of the
cogeneration system was measured at different operating
conditions, showing
that the electric energy generation efficiency is smaller
than what is declared by
the manufacturer (16,6%). The heat recovery from the
exhaust gases was
measured as 29,1% for full load operation and 46,3% for
25% load operation. In
this dissertation a methodology was developed for
calculating the effectiveness of
the heat recovery unit. The performance simulation was
aimed to better
understand the behaviour of the cogeneration system for
different water
consumption rates and its storage temperature, determining
the maximum
allowed value so that the shower water temperature be at
least 40ºC. The
timewise energy equation was numerically solved, using the
modelled
performance of each component, to estimate the storage
reservoir water
temperature as a function of time, for different electric
and thermal energy loads.
The results indicated the conditions for better thermal
energy usage and its
economic feasibility, including the relationship between
generation hours and the
stored thermal energy consumption.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:10387 |
| Date | 20 August 2007 |
| Creators | EDUARDO FERREIRA RAMOS |
| Contributors | ALCIR DE FARO ORLANDO, ALCIR DE FARO ORLANDO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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