Análise termoeconômica e de emissões de gases de efeito estufa do sistema de água gelada de um shopping center

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Abreu, Renata Portela de
Data de Publicação: 2021
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/123456789/21062
Resumo: The growing awareness about the need to reduce the environmental impact of energy systems motivates searches for more efficient and eco-friendlier equipment. In this context, Thermoeconomics plays a vital role, as it makes it possible to investigate how energy and resources degrade and to minimize the energy consumption of thermal systems. This discipline has been combined with the Life Cycle Assessment (LCA) to provide crucial information on the environmental impacts in productive systems. In this way, this work applies a combination of the UFS and H&S methods and the LCA for the thermoeconomic and greenhouse gases emissions analyses of a chilled water system in a shopping mall. Initially, the object of study was described. Then, a thermodynamic analysis was performed to assess the system's behavior and validate the collected data. The thermoeconomic analysis started with the determination of internal flows, definition of inputs and products and description of the productive structure. Then, the exergetic and monetary costs were determined. It was also possible to obtain the environmental costs. For that, it was necessary to determine the emissions over the life cycle of the components, through an LCA. Consistency was verified in the thermoeconomic analysis since its results are in accordance with the Second Law of Thermodynamics. The heat exchangers showed efficient thermoeconomic behavior. And then, there was a total monetary cost of R$ 1.2595, and environmental cost of 0. 8186 kg CO2-eq, for each MJ of thermal energy taken from the water that is stored. It is important to emphasize that besides providing results from an engineering perspective, this work had the contribution of disseminating the application of alternative thermoeconomic approaches in refrigeration systems.
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Initially, the object of study was described. Then, a thermodynamic analysis was performed to assess the system's behavior and validate the collected data. The thermoeconomic analysis started with the determination of internal flows, definition of inputs and products and description of the productive structure. Then, the exergetic and monetary costs were determined. It was also possible to obtain the environmental costs. For that, it was necessary to determine the emissions over the life cycle of the components, through an LCA. Consistency was verified in the thermoeconomic analysis since its results are in accordance with the Second Law of Thermodynamics. The heat exchangers showed efficient thermoeconomic behavior. And then, there was a total monetary cost of R$ 1.2595, and environmental cost of 0. 8186 kg CO2-eq, for each MJ of thermal energy taken from the water that is stored. It is important to emphasize that besides providing results from an engineering perspective, this work had the contribution of disseminating the application of alternative thermoeconomic approaches in refrigeration systems.Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqA crescente conscientização mundial sobre a redução dos impactos ambientais de sistemas térmicos está levando ao aumento da demanda por equipamentos mais eficientes e ambientalmente amigáveis. Neste contexto, a Termoeconomia possui um papel importante, já que torna possível investigar como a energia e os recursos se degradam e como minimizar o consumo energético de sistemas térmicos. Esta disciplina tem sido combinada com a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para se obter informações cruciais sobre formação de impactos ambientais nesses sistemas. Desta forma, este trabalho aplica os métodos UFS (energia interna, trabalho de fluxo e entropia) e H&S (entalpia e entropia) combinados, e a ACV para uma análise termoeconômica e de emissões de gases de efeito estufa, de um sistema de água gelada destinado à climatização de um shopping center. Inicialmente o objeto de estudo foi descrito, por meio de coletas de dados. Em seguida, o comportamento termodinâmico do sistema foi avaliado e os dados coletados foram validados. A análise termoeconômica se iniciou com o cálculo dos fluxos internos, definição de insumos e produtos e descrição do diagrama produtivo. Depois, os custos termoeconômicos foram calculados, assim como os ambientais. Para isso, foram calculadas as emissões ao longo do ciclo de vida dos equipamentos. Consistência foi verificada na análise, já que os resultados não violam a Segunda Lei da Termodinâmica. Os trocadores de calor apresentaram comportamento termoeconômico eficiente. E verificou-se um custo monetário total de R$ 1,2595, e ambiental de 0,8186 kg CO2-eq, para cada MJ de energia térmica retirada da água que é armazenada. É importante explicitar que este trabalho, para além de fornecer resultados do ponto de vista de engenharia, teve como contribuição disseminar a aplicação de abordagens termoeconômicas alternativas em sistemas de refrigeração.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBCarvalho, Monicahttp://lattes.cnpq.br/7491245049317833Marques, Adriano da Silvahttp://lattes.cnpq.br/0104058705628000Abreu, Renata Portela de2021-09-23T21:18:34Z2021-04-052021-09-23T21:18:34Z2021-02-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/21062porAttribution-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:UFPB2022-08-09T18:01:13Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/21062Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2022-08-09T18:01:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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