Otimização exergética de sistema de refrigeração por absorção

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Autor(es): dc.contributorVargas, José Viriato Coelho, 1958--
Autor(es): dc.contributorBalmant, Wellington, 1982--
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica-
Autor(es): dc.creatorSouza, Gleidson Daniel Gurgel de, 1992--
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-03-09T21:16:32Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-03-09T21:16:32Z-
Data de envio: dc.date.issued2021-01-07-
Data de envio: dc.date.issued2021-01-07-
Data de envio: dc.date.issued2019-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/69237-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/69237-
Descrição: dc.descriptionOrientador: Prof. PhD. José Viriato Coelho Vargas-
Descrição: dc.descriptionCo-Orientador: Dr. Wellington Balmant-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Defesa : Curitiba, 20/02/2020-
Descrição: dc.descriptionInclui referências: p. 75-77-
Descrição: dc.descriptionÁrea de concentração: Fenômenos de Transporte e Mecânica dos Sólidos-
Descrição: dc.descriptionResumo: Atualmente, diversos estudos científicos visam aprimorar os sistemas de refrigeração comumente utilizados, com o objetivo de reduzir o consumo de energia elétrica como também o impacto ambiental causado por esses equipamentos. Porém, deseja-se que isso seja feito juntamente com aumento de eficiência e qualidade dos sistemas. Os sistemas de refrigeração por absorção oferecem essa oportunidade de economia de energia, pois podem utilizar energia térmica para produzir refrigeração e são capazes de utilizar como energia primária fontes não convencionais como a energia solar, calor residual e energia geotérmica. Além disso, utilizam fluidos de trabalho bastante ecológicos, chamando a atenção do mundo acadêmico científico nas últimas décadas. Atualmente, as análises termodinâmicas com base na exergia vem cada vez mais sendo implementada para calcular o desempenho de sistemas termodinâmicos, onde apenas considerar o COP como parâmetro de eficiência não é mais suficiente. A análise exergética leva em consideração as irreversibilidades do sistema e pode indicar quais componentes precisam ser melhorados para se ter um melhor desempenho do sistema. Sabendo disso, esta Dissertação apresenta a modelagem e a otimização exergética de um sistema de refrigeração por absorção que utiliza como fluidos de trabalho amônia e água. O modelo termodinâmico do refrigerador foi desenvolvido com base nos princípios de conservação de massa e energia, em regime permanente, e foi implementado utilizando o software Engineering Equation Solver (EES). Em relação ao desempenho do refrigerador modelado, foi obtido um valor de 0,4571 (COP = 0,4571), o qual é considerado coerente se comparado com o COP dos modelos para este tipo de refrigeradores disponíveis na literatura. Foi realizada uma análise paramétrica do sistema com os resultados obtidos numericamente do modelo proposto, onde foi avaliada a relevância de alguns parâmetros de operação para o coeficiente de performance e para a eficiência exergética do sistema. Foi realizada também uma análise exergética do sistema, onde foi mostrado que o gerador e o absorvedor são responsáveis por 56,4% e 29,2%, respectivamente, da exergia destruída total. Além disso, a partir do modelo termodinâmico proposto, foi realizada uma otimização exergética do sistema de refrigeração com base em parâmetros como temperatura do gerador e a pressão no absorvedor. Assim, foi demonstrado que tais parâmetros otimizados, quando aplicados no modelo, fazem com que o sistema tenha seu desempenho melhorado nas condições determinadas neste trabalho. Dessa forma, podese concluir que o modelo desenvolvido pode ser utilizado como ferramenta útil no estudo dos refrigeradores por absorção, sendo possível prever o impacto no desempenho do sistema levando em consideração várias condições de operação. Palavras-chave: Refrigerador por absorção. Análise paramétrica. Análise exergética. Otimização exergética.-
Descrição: dc.descriptionAbstract: Nowadays, several scientific studies aim to improve the refrigeration systems commonly used to reduced the consumption of electric energy as well as the environmental impact caused by this equipment. However, it is desired that this be done together with increased efficiency and quality of the systems. Absorption refrigeration systems offer this opportunity to save energy, as they can use thermal energy to produce refrigeration and are able to use non-conventional sources such as solar energy, residual heat, and geothermal energy as primary energy. In addition, they use very ecological working fluids, drawing the attention of the scientific academic world in recent decades. Currently, thermodynamic analyzes based on exergy are increasingly being implemented to calculate the performance of thermodynamic systems, where just considering COP as an efficiency parameter is no longer sufficient. The exergetic analysis takes into account the irreversibility of the system and can indicate which components need to be improved to have a better system performance. Taking this into account, this Dissertation presents the modeling and exergetic optimization of an absorption refrigeration system that uses ammonia and water as working fluids. The thermodynamic model of the refrigerator was developed based on the principles of mass and energy conservation under the steady-state, and was implemented using the Engineering Equation Solver (EES) software. Regarding the performance of the modeled refrigerator, a value of 0.4571 (COP = 0.4571) was obtained, which is considered coherent if compared with the COP of the models for this type of refrigerator available in the literature. A parametric analysis of the system was carried out with the results obtained numerically from the proposed model, where the relevance of some operating parameters for the performance coefficient and the exergetic efficiency of the system was evaluated. An exergetic analysis of the system was also carried out, where it was shown that the generator and the absorber are responsible for 56,4% and 29,2%, respectively, of the total destroyed exergy. Moreover, based on the proposed thermodynamic model, an exergetic optimization of the cooling system was performed based on parameters such as generator temperature and absorber pressure. Thus, it was demonstrated that such optimized parameters, when applied to the model, cause the system to have its performance improved under the conditions determined in this work. Thus, it can be concluded that the model developed can be used as a useful tool in the study of absorption chillers possible to predict the impact on the system performance, taking into account various operating conditions. Keywords: Absorption refrigerator. Parametric analysis. Exergetic analysis Exergetic optimization-
Formato: dc.format77 p. : il. (algumas color.).-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
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Palavras-chave: dc.subjectRefrigeração-
Palavras-chave: dc.subjectEnergia - Consumo-
Palavras-chave: dc.subjectRefrigeradores-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Mecânica-
Título: dc.titleOtimização exergética de sistema de refrigeração por absorção-
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