Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/30187
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisor1Luiz Machadopt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2021890970181321pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Raphael Nunes de Oliveirapt_BR
dc.contributor.referee1Willian Moreira Duartept_BR
dc.contributor.referee2Juan Jose Garcia Pabonpt_BR
dc.contributor.referee3Antônio Augusto Torres Maiapt_BR
dc.contributor.referee4Tiago de Freitas Paulinopt_BR
dc.creatorSabrina Nogueira Rabelo Ruaspt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0553552751214702pt_BR
dc.date.accessioned2019-10-07T13:45:06Z-
dc.date.available2019-10-07T13:45:06Z-
dc.date.issued2019-06-17-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/30187-
dc.description.abstractThe expansion of energy consumption, the depletion of fossil resources and the poor efficiency of energy systems, have led many countries to invest in sustainable energy solutions and ways of diversifying the energy matrix. In this context, at a national level, it is possible to highlight electric showers that are responsible for significant amount of residential electricity consumption. The present work presents an experimental analysis of the performance of a CO2 small size direct expansion solar assisted heat pump for residential water heating, as an efficient alternative to replace electric showers. The variation of parameters such as: water inlet temperature, ambient temperature, solar radiation, humidity, expansion valve opening, water mass flow rate are analyzed. For higher solar radiation condition the CO2 DX-SAHP results in a COP cycle about 2.9, and for lower solar radiation the COP is approximately 1.9. The decrease of the relative humidity reduces the performance of the system. Considering the same operation parameters, the COP decreases 6% for a relative humidity changed of 55.8% to 31.57%. The augment in the water mass flow rate, causes an increase of the theoretical performance in about 60%. On the other hand, if the water inlet temperature increases form 15°C to 35°C reduce the cycle COP in approximately 32%. In addition, it is observed that independently of the solar radiation flux, there is an optimum opening of the expansion valve (2 turns), which could be replaced by fixed devices of lower cost for small systems like this one. Differently from the others correlations present in the literature, the new correlation of the correction coefficient proposed for the expansion valve allows to estimate the mass flow rate for heat pump operating with solar energy and CO2. The relative deviation is less than ± 15% for all of the data.pt_BR
dc.description.resumoA expansão acentuada do consumo de energia, aliada a problemática do esgotamento dos recursos fósseis e da baixa eficiência dos sistemas energéticos, tem levado, diversos países a investirem em soluções energéticas sustentáveis e formas de diversificação da matriz energética. Nesse contexto, em âmbito nacional, pode-se destacar os chuveiros elétricos que são responsáveis por uma parcela significativa do consumo de energia elétrica residencial. Dessa forma, o presente trabalho visa à realização de uma análise experimental do desempenho de uma bomba de calor de pequeno porte de expansão direta assistida com energia solar a CO2 para aquecimento de água residencial, como uma alternativa eficiente de substituição aos chuveiros elétricos. A variação de parâmetros tais como: a temperatura de entrada da água, temperatura do meio ambiente, radiação solar, umidade, abertura da válvula de expansão, vazão mássica de água são analisados. Em condições de elevada radiação solar a bomba de calor assistida por energia solar de expansão direta (DX-SAHP) a CO2 resulta em COP do ciclo de cerca 2,9, e para operações de baixa radiação solar atingiu um valor de aproximadamente 1,9. Com a redução da umidade relativa, o desempenho do sistema também diminui; o COP do ciclo reduziu 6% quando a umidade relativa alterou de 55,8% para 31,57%, considerando-se as mesmas condições de operação. O aumento da vazão mássica de água aumenta o COP do ciclo em cerca de 60%, já o aumento da temperatura de entrada da água de 15°C para 35°C reduz o COP global em aproximadamente de 32%. Observa-se ainda que, independentemente do fluxo de radiação solar, existe uma abertura ótima da válvula de expansão (2 voltas), a qual poderia ser então substituída por dispositivos fixos de menor custo para sistemas de pequeno porte como esse. Diferentemente das demais correlações presentes na literatura, a nova correlação do coeficiente de correção da válvula de expansão proposta permite estimar a vazão mássica para uma DX-SAHP operando a CO2. O desvio relativo é menor que ±15% para todos os dados analisados.pt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecanicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEstudo Experimentalpt_BR
dc.subjectBomba de calorpt_BR
dc.subjectR744 (CO2)pt_BR
dc.subjectCOPpt_BR
dc.subjectDX-SAHPpt_BR
dc.subjectRadiação solarpt_BR
dc.titleEstudo experimental sobre o desempenho de uma bomba de calor a CO2 assistida por energia solar de expansão direta para aquecimento de água para uso residencialpt_BR
dc.typeTesept_BR
Appears in Collections:Teses de Doutorado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
TESE - SABRINA NOGUEIRA RABELO RUAS.pdfAberto4.65 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.