Desenvolvimento de um sistema de reaproveitamento do calor rejeitado por uma máquina térmica

• Autor(a) principal: Peixoto, João Pedro Cruz
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/20100
• topic: Permutador; Reaproveitamento; Máquina frigorífica; COP; AQS; Exchanger; Reuse; Refrigeration machine; Domestic Hot Water

O trabalho experimental realizado teve por base a quantificação do calor dissipado por uma máquina frigorífica modificada. Para isso, foi construído um sistema a acoplar a um frigorífico Side by Side, de modo a ser possível aproveitar o calor dissipado no condensador, e o introduzir em água de utilização sanitária. O objetivo principal desta experiência foi demonstrar que é possível o reaproveitamento do calor dissipado, mesmo em equipamentos de menor escala. Foram efetuados 3 tipos de ensaios. O primeiro, com o condensador exposto à convecção natural do ar, de modo a simular o funcionamento da máquina frigorífica sem qualquer modificação, para uma situação normal de utilização. No segundo ensaio, o calor foi dissipado diretamente para a água armazenada no interior do depósito construído. O terceiro e último, realizou-se com água de circulação forçada, em contracorrente no interior do permutador fluido frigorigéneo - água. Verificou-se que esta configuração permite fazer um préaquecimento à água quente sanitária, ao mesmo tempo que se aumenta o desempenho do equipamento, em concordância com (Sekhar & Raveendran, 2016). Para as médias de temperatura ambiente, os resultados dos ensaios da tipologia 3 mostram que o consumo do equipamento ao longo de um dia foi reduzido em 16,71 %, em relação aos ensaios da tipologia 1. Este valor obtido pode ser comparado com o estudo dos autores (Sekhar & Raveendran, 2016), que introduziram um permutador de placas para aproveitamento do calor rejeitado através do condensador. Segundo estes autores, a utilização deste componente reduz o consumo energético diário do sistema de 21 a 27% O permutador fluido frigorígeno – água permite que o desempenho aumente cerca de 16,85 % para o COP da bomba de calor e 26,09 % para o COP do frigorífico. Nos ensaios da tipologia 2, devido à ausência de consumo de AQS, a um determinado momento do ensaio, o condensador não consegue dissipar o calor necessário na água de inércia, afetando o funcionamento do equipamento. Isso aconteceu, em média, 851 minutos após o início do ensaio. Este estudo permitiu também observar que o equipamento frigorífico deixa de conseguir satisfazer os requisitos de temperatura para o interior do congelador, quando a água no interior do depósito alcança os 45,70 °C, para uma temperatura ambiente envolvente de 22,35 °C.