Estudo experimental e modelo de simulação para determinação da massa de uma bomba de calor assistida por energia solar de expansão direta carregada com CO2 e o efeito da irradiação sobre o COP e o TEWI do sistema

• Autor(a) principal: Gleberson Marques Humia
• Data de Publicação: 2020
• Outros Autores: Willian Moreira Duarte, Juan Jose Garcia Pabon, Tiago de Freitas Paulino, Luiz Machado
• Tipo de documento: Artigo de conferência
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/51699; https://orcid.org/0000-0001-6519-430X; https://orcid.org/0000-0002-1894-534X
• topic: Bomba de calor; CO2; Inventário; Modelo de simulação; COP; TEWI; Engenharia mecânica - Métodos de simulação; Engenharia mecânica - Modelos matemáticos; Bombas de calor; Energia solar; Dióxido de carbono

O presente trabalho é um estudo sobre o efeito da irradiação solar no inventário de massa, coeficiente de performance (COP) e impacto equivalente total sobre o aquecimento global (TEWI), em uma bomba de calor (BDC) de expansão direta assistida por energia solar (DX-SAHP). O equipamento opera no ciclo transcrítico, tendo CO2 como fluido refrigerante. O conhecimento de sua massa sob variadas condições de insolação é fundamental para que a BDC atinja uma eficiência energética elevada. Dessa forma, foram avaliados 48 pontos de operação experimentais, sendo elaborado um modelo matemático para estimar a quantidade de massa em cada parte da BDC. Foram considerados os fenômenos de transferência de calor, perda de carga, fluido bifásico no evaporador e fluido supercrítico no resfriador de gás. O modelo obteve um erro médio de 6,32% no cálculo da massa, com os resultados concentrados dentro de uma faixa de tolerância de ± 18%. De forma geral, verificou-se que o aumento da irradiação maximiza o valor do COP, minimizando o TEWI, e dentre as condições analisadas, o melhor ponto de operação ocorreu com um COP de 6,5. Nessa situação, o TEWI foi de 1047 kg CO2-eq e a massa de 609g, com um erro de 5,6 %.