Análise térmica de um sistema de refrigeração solar utilizando um Chiller de absorção com NH3/LiNO3 como fluído de trabalho

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Melo, Lucas Freire da Luz
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional do IFPE
Texto Completo: https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1090
Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo de caso onde um sistema de placas PV/T situado na cidade de Recife irá gerar eletricidade e água quente com o objetivo de alimentar um ponto comercial com eletricidade e utilizar a água quente para alimentar o chiller de absorção que irá climatizar o ambiente comercial. Foi proposto a utilização de NH3/LiNO3 como fluido de trabalho do chiller. Foi escolhido esse fluido devido ao fato de se eliminar a necessidade do retificador no chiller e devido a suas temperaturas de trabalho serem menor do que a temperatura em outros fluidos normalmente utilizados. O modelo aplicado neste trabalho foi desenvolvido utilizando o software Engineering Equation Solver, calculando a geração de energia elétrica e o calor produzido pelo sistema PV/T junto com a quantidade de calor frio produzido pelo chiller e verificando se o mesmo é capaz de manter o conforto térmico no ambiente em estudo. A carga térmica do ambiente climatizado foi determinada utilizando a metodologia estabelecida na norma NBR 16401 e segundo as dimensões da planta baixa do empreendimento. A simulação foi realizada utilizando a radiação solar média mensal do ano. A carga térmica máxima calculada para o espaço a ser climatizado é de 2,5 kW durante o mês de dezembro no mesmo o chiller de absorção gera por volta de 4,7 kW de calor frio, sendo suficiente para climatizar o ambiente e o sistema PV/T fornece cerca de 37,66W/hr durante esse mesmo mês. Os outros resultados obtidos demonstram que o chiller foi dimensionado de maneira suficiente para manter o conforto térmico durante os picos de calor em cada mês durante o ano e também da necessidade de se ter um tanque de termo acumulação devido a sazonalidade da radiação solar.
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spelling 2023-11-14T22:19:40Z2023-11-14T22:19:40Z2023-02-09MELO, Lucas Freire da Luz. Análise térmica de um sistema de refrigeração solar utilizando um Chiller de absorção com NH3/LiNO3 como fluído de trabalho. 2023. 55 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Engenharia Mecânica) – Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de Pernambuco, Recife, 2023.https://repositorio.ifpe.edu.br/xmlui/handle/123456789/1090Neste trabalho foi realizado um estudo de caso onde um sistema de placas PV/T situado na cidade de Recife irá gerar eletricidade e água quente com o objetivo de alimentar um ponto comercial com eletricidade e utilizar a água quente para alimentar o chiller de absorção que irá climatizar o ambiente comercial. Foi proposto a utilização de NH3/LiNO3 como fluido de trabalho do chiller. Foi escolhido esse fluido devido ao fato de se eliminar a necessidade do retificador no chiller e devido a suas temperaturas de trabalho serem menor do que a temperatura em outros fluidos normalmente utilizados. O modelo aplicado neste trabalho foi desenvolvido utilizando o software Engineering Equation Solver, calculando a geração de energia elétrica e o calor produzido pelo sistema PV/T junto com a quantidade de calor frio produzido pelo chiller e verificando se o mesmo é capaz de manter o conforto térmico no ambiente em estudo. A carga térmica do ambiente climatizado foi determinada utilizando a metodologia estabelecida na norma NBR 16401 e segundo as dimensões da planta baixa do empreendimento. A simulação foi realizada utilizando a radiação solar média mensal do ano. A carga térmica máxima calculada para o espaço a ser climatizado é de 2,5 kW durante o mês de dezembro no mesmo o chiller de absorção gera por volta de 4,7 kW de calor frio, sendo suficiente para climatizar o ambiente e o sistema PV/T fornece cerca de 37,66W/hr durante esse mesmo mês. Os outros resultados obtidos demonstram que o chiller foi dimensionado de maneira suficiente para manter o conforto térmico durante os picos de calor em cada mês durante o ano e também da necessidade de se ter um tanque de termo acumulação devido a sazonalidade da radiação solar.In the air conditioning and thermal comfort sector, the study and implementation of systems that use clean and renewable energy and that work reliably are becoming very important. In this work, a case study was carried out where a plate system located in the city of Recife will generate electricity and hot water in order to supply electricity to a commercial point and use the hot water to feed the absorption chiller that will air- conditioning the commercial environment. It has been proposed to use NH3/LiNO3 As The Chiller's Working Fluid. This fluid was chosen because it eliminated the need for a rectifier in the chiller and because its working temperature is lower than the temperature of other fluids normally used. The model applied in this work was developed using the software, calculating the generation of electricity and heat by the PV/T system together with the amount of cold heat produced by the chiller and verifying whether it is capable of maintaining thermal comfort in the environment whose thermal load was determined using the 16401 standard and the floor plan of the enterprise. The simulation was performed using the average solar radiation in each month of the year. The results obtained demonstrate that the chiller was sized enough to maintain thermal comfort during the heat peaks in each month during the year and also the need to have a thermo-accumulation tank due to the seasonality of solar radiation.55 p.Acuña, A. et al. Optimum generator temperature to couple different diffusion absorption solar cooling systems. International Journal Of Refrigeration, [s.l.], v. 45, p.128-135, set. 2016. Elsevier BV. Akrami, E., Nemati, A., Nami, H., Ranibar, F. Exergy and exergoeconomic assessment of hydrogen and cooling production from concentrated PVT equipped with PEM electrolyzer and LiBr-H2O absorption chiller, International Journal of Hydrogen Energy, 43, 622-633 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.11.007 Alcântara, S.C.S., Ochoa, A.A.V., Costa, J.A.P., Michima, P.S.A. and Silva, H.C.N. ‘Natural gas based trigeneration system proposal to an ice cream factory: an energetic and economic assessment’, Energy Conversion and Management, Vol. 197, 2019, pp.100165, DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2021.100165. Alcântara, S.C.S., Lima, A.A.S.; Ochoa, A.A.V.; Leite, G.d.N.P.; Costa, J.A.P.d; Santos, C.A.C.d.Cavalcanti, E.J.C. Michima, P.S.A. Implementation of the characteristic equation method in quasi-dynamic simulation of absorption chillers: Modeling, validation and first results. Energiy conversion and management, 2022, 13, https://doi.org/10.3390/en14010048. Bhattarai, S. et al. 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Dissertação (mestrado em Ciências Mecânicas) – Universidade de Brasília, Brasília, 2013. Giorgio. Romano; MATTIA de Rosa; CECILIA, Rossi; FEDERICO, Scarpa; TAGLIAFICO, A. Luca. Dynamic thermal model for hybrid photovoltaic panels.ÀugERE Team, DIME/TEC - Division of Thermal Energy and Environmental Conditioning, University of Genoa ViaAll’Opera Pia 15/A, 16145, Genoa, Italy.Energy Procedia Pg.345 –353, (2015). Guido, Walter Hüls, et al. Performance of absorption chillers in field tests. Applied Thermal Engineering, v. 134, p. 353-359, 2018. Herold, K. E.; Radermacher, R.; KLEIN, S. A. Applications of Absorption Chillers and Heat Pumps. [s.l: s.n.]. Hu, M. et al. A parametric study on the performance characteristics of an evacuated flat-plate photovoltaic/thermal (PV/T) collector. Renewable Energy, n. xxxx, 2020. Lima, A. A. S. et al. Energetic analysis of an absorption chiller using NH3/LiNO3 as an alternative working fluid. 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