Análise energética de um sistema híbrido solar/gás para aquecimento de água em um edifício em João Pessoa
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21024 |
Resumo: | The depletion of energy reserves of fossil origin has intensified interest in renewable energy sources, such as solar energy. Solar water heating represents an environmentally clean technology, with an abundant, permanent, renewable energy source, which does not pollute or harm the ecosystem. The use of this type of system, when installed in residential buildings, reflects a significant reduction in residential electrical consumption. In this context, the present dissertation was proposed to evaluate a hybrid heating system (solar / gas) for water in a residential building in the city of João Pessoa in two situations. Initially, in the configuration of the original project from available data (2012-2013) with recirculation of water from the plumb of the building and later in the current configuration via collected data (2018-2019) without recirculation of plumb water, with diversion to the cistern. The auxiliary system fuel in the original project, LPG (liquefied petroleum gas), was also replaced by natural gas (NG) in the current configuration. Therefore, an energy analysis was developed to verify the performance of the current system compared to the original system. The results obtained, via the F-Chart method, show that, as expected, the performance of the current system has decreased, causing a greater consumption of hot water and gas (due to the greater demand and lower calorific power of NG in relation to the GLP). For the development of the analyzes, a survey of system data (temperature and flow at characteristic points of the hybrid system) was carried out for the four years studied. It was found that, regardless of the configuration studied, the hybrid solar heating system (SAS), solar / gas, can replace the conventional system (electric showers), implying a reduction in consumption and electrical cost, by decreasing energy demand during peak hours and for the favorable effects on the environment, ensuring sustainability. However, in order for the advantages of SAS to be taken advantage of, the problems associated with its operational and control conditions must be minimized, so that the gas consumption of the auxiliary system is monitored to avoid energy losses and assess the energy cost of the system. hybrid installed. Evidencing that, only the hot water temperature control does not guarantee efficient operation with minimum energy losses. |
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Análise energética de um sistema híbrido solar/gás para aquecimento de água em um edifício em João PessoaEnergias renováveisEnergia solarAquecedores a gásEficiência térmicaMétodo F-ChartAquecimento de águaRenewable energySolar energyGas heatersThermal efficiencyF-Chart MethodWater heatingCNPQ::ENGENHARIASThe depletion of energy reserves of fossil origin has intensified interest in renewable energy sources, such as solar energy. Solar water heating represents an environmentally clean technology, with an abundant, permanent, renewable energy source, which does not pollute or harm the ecosystem. The use of this type of system, when installed in residential buildings, reflects a significant reduction in residential electrical consumption. In this context, the present dissertation was proposed to evaluate a hybrid heating system (solar / gas) for water in a residential building in the city of João Pessoa in two situations. Initially, in the configuration of the original project from available data (2012-2013) with recirculation of water from the plumb of the building and later in the current configuration via collected data (2018-2019) without recirculation of plumb water, with diversion to the cistern. The auxiliary system fuel in the original project, LPG (liquefied petroleum gas), was also replaced by natural gas (NG) in the current configuration. Therefore, an energy analysis was developed to verify the performance of the current system compared to the original system. The results obtained, via the F-Chart method, show that, as expected, the performance of the current system has decreased, causing a greater consumption of hot water and gas (due to the greater demand and lower calorific power of NG in relation to the GLP). For the development of the analyzes, a survey of system data (temperature and flow at characteristic points of the hybrid system) was carried out for the four years studied. It was found that, regardless of the configuration studied, the hybrid solar heating system (SAS), solar / gas, can replace the conventional system (electric showers), implying a reduction in consumption and electrical cost, by decreasing energy demand during peak hours and for the favorable effects on the environment, ensuring sustainability. However, in order for the advantages of SAS to be taken advantage of, the problems associated with its operational and control conditions must be minimized, so that the gas consumption of the auxiliary system is monitored to avoid energy losses and assess the energy cost of the system. hybrid installed. Evidencing that, only the hot water temperature control does not guarantee efficient operation with minimum energy losses.NenhumaO esgotamento das reservas energéticas de origem fóssil intensificou o interesse por fontes renováveis de energia, como a energia solar. O aquecimento solar de água representa uma tecnologia ambientalmente limpa, de fonte energética abundante, permanente, renovável, e que não polui nem prejudica o ecossistema. O uso desse tipo de sistema, quando instalado em edificações residenciais, reflete numa redução significativa no consumo elétrico residencial. Sob esse panorama, a presente dissertação foi proposta para avaliar um sistema de aquecimento híbrido (solar/gás) de água em um edifício residencial na cidade de João Pessoa em duas situações. Inicialmente, na configuração do projeto original a partir de dados disponíveis (2012-2013) com recirculação da água da prumada do edifício e posteriormente na configuração atual via dados coletados (2018-2019) sem recirculação da água da prumada, com desvio para a cisterna. Também foi substituído o combustível do sistema auxiliar no projeto original, GLP (gás liquefeito de petróleo), por gás natural (GN) na configuração atual. Portanto, uma análise energética foi desenvolvida para verificar o desempenho do sistema atual comparado ao sistema original. Os resultados obtidos, via método F-Chart, mostram que, como era de se esperar, o desempenho do sistema atual diminuiu, provocando um maior consumo de água quente e de gás (devido à maior demanda e menor poder calorífico do GN em relação ao GLP). Para o desenvolvimento das análises, foi realizado um levantamento de dados do sistema (temperatura e vazão em pontos característicos do sistema híbrido) para os quatro anos estudados. Verificou-se que, independente da configuração estudada, o sistema de aquecimento solar (SAS) híbrido, solar/gás, pode substituir o sistema convencional (chuveiros elétricos), implicando na redução do consumo e do custo elétrico, pela diminuição da demanda de energia elétrica no horário de ponta e pelos efeitos favoráveis ao meio ambiente, garantindo a sustentabilidade. No entanto, para que as vantagens do SAS sejam aproveitadas, os problemas associados às suas condições operacionais e de controle devem ser minimizados, de maneira que o consumo de gás do sistema auxiliar seja monitorado para evitar perdas de energia e avaliar o custo energético do sistema híbrido instalado, pois apenas o controle da temperatura de água quente não garante a operação eficiente com mínimo de perdas energéticas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de Energias RenováveisPrograma de Pós-Graduação em Energias RenováveisUFPBLima, João Alves dehttp://lattes.cnpq.br/2699729486137957Medeiros, Jesus Marlinaldo dehttp://lattes.cnpq.br/9890861014645995Silva Júnior, Olinto Evaristo da2021-09-15T14:10:27Z2020-10-302021-09-15T14:10:27Z2020-08-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21024porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2022-08-09T18:09:15Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/21024Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T18:09:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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