Estudo de viabilidade de um sistema de refrigeração por absorção amônia/água, utilizando rejeito térmico

• Autor(a) principal: Cruz, Dário da Rosa
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/3612
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mecânica; Recuperação de calor; Refrigeração; Eficiência energética; Heat recovery; Refrigeration; Energy efficiency

No presente trabalho foi analisado um sistema de cogeração de uma empresa de alimentos que utiliza, em seu processo produtivo, diversas utilidades. Estes processos geram resíduos industriais, como sólidos, líquidos e também resíduos térmicos. Atualmente muito tem se falado sobre eficiência energética no setor de utilidades, a qual impacta diretamente nos custos operacionais de produção. O objetivo deste trabalho é identificar potenciais térmicos disponíveis para a simulação de um sistema de trigeração, que utiliza sistema de refrigeração por absorção amônia/água como uma alternativa na redução dos custos operacionais mediante a produção de água gelada e de refrigeração para túneis de congelamento. Na empresa em análise, a demanda por energia elétrica para sistemas de refrigeração por compressão representa atualmente 60% da energia elétrica total da fábrica. Deste modo, sistemas de refrigeração por absorção mostram-se interessantes para diversas aplicações, pois são movidos por energia térmica ao invés de energia elétrica. Neste estudo são analisadas as influências da temperatura de condensação, temperatura de evaporação, temperatura do gerador e concentrações de amônia sobre o COP do sistema de refrigeração por absorção amônia/água. Para a análise destas influências, foi realizado o modelamento matemático e desenvolvido um programa no EES (Engineering Equation Solver) e os resultados da simulação foram comparados com os resultados encontrados nas simulações do Handbook fundamentals da ASHRAE (2009). A partir daí são simulados três diferentes casos para os sistemas de absorção em estudo, onde os dados coletados na empresa, referentes aos potenciais de recuperação de calor, e os parâmetros da ASHRAE para sistemas de refrigeração por absorção NH3/H2O, são simulados e analisados mediante o programa IPSEpro®. Uma análise econômica é realizada, onde se pode concluir quanto à melhor configuração do sistema de trigeração sugerido. O percentual de economia, referente à energia elétrica consumida pelos compressores de refrigeração adotados foi de 8,7%, o qual proporcionará uma economia líquida mensal de R$ 135.391,41. O custo de energia elétrica considerado foi de R$ 0,1968/kWh e a TMA (taxa mínima de atratividade) considerada no projeto foi de 15,7%. A melhor situação apresentada foi a do caso 3, onde o valor do capital investido foi de R$ 5.368.700,00 referente à aquisição dos equipamentos e instalação e a TIR (taxa interna de retorno) ficou em 15,7%, o VPL (valor presente líquido) para 10 anos ficou em R$ 2.443.000,00 e o tempo de retorno payback se dará em 6,07 anos ou 73 meses.