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Previous issue date: 2015-12-04 / The environmental issues and the search for renewable and cheaper resources are
encouraging the development of new air conditioner types. One of these models that can
substitute the most usual nowadays is the adsorption air conditioner system, which does not
need a vapor compressor and demands only a hot and a cold source to work. This hot source
can easily be supplied by thermal waste or solar energy. However, the fact that solar energy
varies throughout the day implies using a thermal storage system and an auxiliary heat
source. Those have to be carefully designed in order to guarantee the maximum performance
for the available solar energy. This text presents the development of the software SimAds,
which employs numerical routines to solve the heating flow problem that occurs inside the
adsorber bed during regeneration. The results given by SimAds are applied as boundary
conditions in the thermal storage tank analysis of an adsorption air conditioner system. This
study was carried out numerically evolving the Finite Volume Method, with physical and
mathematical equations validated by S. Ievers’ (2009) work. The results showed that the
storage tank's thermal stratification is higher between 2 p.m. and 5 p.m. in the afternoon,
keeping lower levels during the rest of the day. The energy fraction demanded by the air
conditioner's hot water circuit supplied by solar energy was find as 70%. The main
conclusion shows that changing the tank inlet's height could increase the thermal
performance of the storage system, principally in problems with more than one water inlet
and transient temperatures. / A preocupação ambiental e a busca por utilização de recursos renováveis e mais econômicos
vêm incentivando o desenvolvimento de novos modelos de condicionadores de ar. Um
modelo alternativo ao mais empregado atualmente é o ar condicionado por adsorção, que
dispensa o uso de compressores de vapor e precisa de uma fonte fria e uma fonte quente para
seu funcionamento, podendo esta última ser resíduo térmico ou energia solar. O fato de a
energia solar variar ao longo do dia e entre dias, no entanto, implica na adoção de sistemas
de armazenamento de calor e na utilização de uma fonte auxiliar de energia, que devem ser
devidamente estudados e dimensionados para que o aproveitamento da energia solar seja o
maior possível. Esta dissertação apresenta o desenvolvimento do software SimAds, que
simula através de rotinas numéricas o aquecimento dos módulos de adsorção durante a fase
de regeneração. Os resultados obtidos através do SimAds serviram de condições de contorno
para a análise do escoamento dentro do tanque de estocagem de água quente de um sistema
de ar condicionado por adsorção. Este estudo foi conduzido numericamente utilizando o
método dos volumes finitos, tendo a modelagem físico-matemática do problema validada
pelo estudo de tanque de estocagem térmica realizado por S. Ievers (2009). Os resultados da
simulação mostraram que o nível de estratificação térmica do tanque apresenta melhores
resultados no período das 14 às 17 h, se mantendo em patamares menos favoráveis durante
o restante do dia. A fração da energia consumida pelo circuito de água quente do ar
condicionado suprida pelos coletores solares foi encontrada de 70%. A principal conclusão
aponta que a alteração de altura das entradas do tanque pode melhorar o desempenho térmico
do mesmo, principalmente em problemas em que há mais de uma entrada de água quente e
com temperatura transiente.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/8988 |
| Date | 04 December 2015 |
| Creators | Adolfo, Cristian |
| Contributors | Moreira, Gilberto Augusto Amado |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, UFPB, Brasil, Engenharia Mecânica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| 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 | -4711024085158558864, 600, 600, 600, 4044336857615351199, -6956026795191561793 |
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