Análise termoeconômica e ambiental de um secador por bomba de calor
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
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/123456789/12904 |
Resumo: | This work presents a methodology for energy, exergy, thermoeconomic and environmental analyses of a heat pump dryer, while also analyzing an experimental prototype based on available data. The analyses are justified by the need to develop sustainable drying techniques, with greater energy efficiency, lower environmental impacts and economic viability. In this context, the heat pump applied to drying purposes appears as an alternative to be taken into consideration. The system was thermodynamically modeled by means of energy and exergy analyses, from evaporation and condensation pressure measurements of the heat pump's refrigeration cycle along with input and output air flows, temperatures and relative humidity measurements for the prototype. Efficiencyies were obtained for the prototype components. Thermoeconomic analysis of the equipment was carried out using the UFS methodology, to allocate exergy and monetary costs associated with the final products of the prototype (condensed water and removal of moisture from the substance to be dehydrated). The thermoeconomic model was adapted to allocate CO2-eq emissions to equipment products. The results obtained were the monetary costs associated with the final products and CO2-eq emissions, evaluated at US$ 0.61 and 0.414 kg CO2-eq per kilogram of condensed water and US$ 0.33 and 0.229 kg CO2-eq per kilogram of moisture removed. |
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Análise termoeconômica e ambiental de um secador por bomba de calorBomba de calorTermoeconomiaAvaliação de ciclo de vidaHeat pumpThermoeconomicsUFS methodologyLife cycle assessmentCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThis work presents a methodology for energy, exergy, thermoeconomic and environmental analyses of a heat pump dryer, while also analyzing an experimental prototype based on available data. The analyses are justified by the need to develop sustainable drying techniques, with greater energy efficiency, lower environmental impacts and economic viability. In this context, the heat pump applied to drying purposes appears as an alternative to be taken into consideration. The system was thermodynamically modeled by means of energy and exergy analyses, from evaporation and condensation pressure measurements of the heat pump's refrigeration cycle along with input and output air flows, temperatures and relative humidity measurements for the prototype. Efficiencyies were obtained for the prototype components. Thermoeconomic analysis of the equipment was carried out using the UFS methodology, to allocate exergy and monetary costs associated with the final products of the prototype (condensed water and removal of moisture from the substance to be dehydrated). The thermoeconomic model was adapted to allocate CO2-eq emissions to equipment products. The results obtained were the monetary costs associated with the final products and CO2-eq emissions, evaluated at US$ 0.61 and 0.414 kg CO2-eq per kilogram of condensed water and US$ 0.33 and 0.229 kg CO2-eq per kilogram of moisture removed.NenhumaO presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia de análise energética, exergética, termoeconômica e ambiental de um secador por bomba de calor e realizar análise de um protótipo experimental com base nos dados disponíveis. A análise se justifica na necessidade de desenvolver técnicas de secagem sustentáveis, com maior eficiência energética, menores impactos ambientais e viabilidade econômica. Neste contexto a bomba de calor aplicada à secagem surge como uma alternativa a ser levada em consideração. A partir de medições de pressão de evaporação e condensação do ciclo frigorífico da bomba de calor e medições de vazão, temperatura e umidade relativa do ar de entrada e saída do protótipo, o sistema é modelado termodinamicamente, mediante análise energética, exergética e caracterização da eficiência dos componentes do protótipo. Em seguida é realizada a análise termoecônomica do equipamento, utilizando-se da metodologia UFS, com objetivo de alocar os custos exergéticos e monetários associados aos produtos finais do protótipo (água condensada e retirada de umidade de uma substância a ser desidratadada). O modelo termoeconômico é adaptado para alocar as emissões de CO2-eq aos produtos do equipamento. Como resultados são obtidos os custos monetários associados aos produtos finais e emissões de CO2-eq, avaliadas em US$ 0,61 e 0,414 kg CO2-eq por quilograma de água condensada e US$ 0,33 e 0,229 kg CO2-eq por quilograma de umidade retirada da substância a ser desidratada.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBCarvalho, Monicahttp://lattes.cnpq.br/7491245049317833Fortes, Anderson Felipe Chaves2019-01-10T21:05:20Z2019-01-102019-01-10T21:05:20Z2017-08-02info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12904porAttribution-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:UFPB2019-01-10T21:05:20Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/12904Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-01-10T21:05:20Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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This work presents a methodology for energy, exergy, thermoeconomic and environmental analyses of a heat pump dryer, while also analyzing an experimental prototype based on available data. The analyses are justified by the need to develop sustainable drying techniques, with greater energy efficiency, lower environmental impacts and economic viability. In this context, the heat pump applied to drying purposes appears as an alternative to be taken into consideration. The system was thermodynamically modeled by means of energy and exergy analyses, from evaporation and condensation pressure measurements of the heat pump's refrigeration cycle along with input and output air flows, temperatures and relative humidity measurements for the prototype. Efficiencyies were obtained for the prototype components. Thermoeconomic analysis of the equipment was carried out using the UFS methodology, to allocate exergy and monetary costs associated with the final products of the prototype (condensed water and removal of moisture from the substance to be dehydrated). The thermoeconomic model was adapted to allocate CO2-eq emissions to equipment products. The results obtained were the monetary costs associated with the final products and CO2-eq emissions, evaluated at US$ 0.61 and 0.414 kg CO2-eq per kilogram of condensed water and US$ 0.33 and 0.229 kg CO2-eq per kilogram of moisture removed. |
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