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dc.contributor.advisor1Luiz Machadopt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2021890970181321pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Willian Moreira Duartept_BR
dc.contributor.referee1Gherhardt Ribatskipt_BR
dc.contributor.referee2Christian Johann Losso Hermespt_BR
dc.contributor.referee3Paulo Vinicius Trevizolipt_BR
dc.contributor.referee4Raphael Nunes de Oliveirapt_BR
dc.creatorGleberson Marques Humiapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2572935594586721pt_BR
dc.date.accessioned2023-03-20T17:57:02Z-
dc.date.available2023-03-20T17:57:02Z-
dc.date.issued2022-11-25-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/51058-
dc.description.abstractFaced with the serious water crisis faced by the world in recent decades, and considering that in Brazil, until the year 2021, hydroelectric plants were responsible for more than half of the country's energy generation, the use of heat pumps assisted by solar energy is presented as an alternative for the reduction of electrical energy consumption. However, they operate loaded with refrigerants, notoriously known as substances harmful to the environment, and in this way, carbon dioxide becomes a viable and ecologically correct option. The performance of this equipment is critically linked to an appropriate refrigerant charge, which, specifically for carbon dioxide, shows up as a gap in the studies promoted on Solar Energy Assisted Direct Expansion Heat Pumps (DX-SAHP). Therefore, the main objective of this work is the development of a mathematical model to simulate the functioning of a DX-SAHP operating with carbon dioxide in the transcritical cycle, in steady state, allowing to predict the ideal amount of refrigerant mass to be loaded in the equipment, in order to maximize your COP. Therefore, the main objective of this work is the development of a mathematical model to simulate the functioning of a DX-SAHP operating with carbon dioxide in the transcritical cycle, in steady state, allowing to predict the ideal amount of refrigerant mass to be loaded in the equipment, in order to maximize your COP. The model results were validated from 50 experimental points, under different levels of solar irradiation, considering the pressures of the refrigerant fluid in the evaporator and in the gas cooler, its temperature at the outlet of the gas cooler, the water temperature and the heat pump COP. As for the refrigerant fluid inventory, the model showed that the gas cooler is the component with the highest amount of mass, approximately 45.7% of the total and that, with the passage of the heat pump from the shade to the sun, about 5.4% of the mass migrated from the high-pressure region to the low-pressure region. Thus, it was concluded that the equipment must work with a mass of refrigerant between 620 and 655 grams, regardless of the level of solar irradiation. Operating under these mass conditions its COP reached maximum values of 2.81, with the heat pump in the sun, and around 1.87, working in the shade.pt_BR
dc.description.resumoDiante da grave crise hídrica enfrentada pelo mundo nas últimas décadas, e tendo-se em vista que no Brasil, até o ano de 2021, as usinas hidrelétricas eram responsáveis por mais da metade da geração de energia do país, o uso de bombas de calor assistidas por energia solar se apresenta como alternativa para a redução do consumo de energia elétrica. Entretanto, elas operam carregadas com fluidos refrigerantes, notoriamente conhecidos como substâncias nocivas ao meio ambiente, e dessa forma, o dióxido de carbono torna-se uma opção viável e ecologicamente correta. O desempenho desses equipamentos está criticamente vinculado a uma carga de refrigerante apropriada, o que, em específico, para o dióxido de carbono, mostra-se como uma lacuna nos estudos promovidos em Bombas de Calor de Expansão Direta Assistida por Energia Solar (DX-SAHP). Sendo assim, o objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo matemático para simular o funcionamento de uma DX-SAHP operando com dióxido de carbono no ciclo transcrítico, em regime permanente, permitindo prever a quantidade ideal de massa de refrigerante a ser carregada no equipamento, de forma a maximizar o seu COP. Os resultados do modelo foram validados a partir de 50 pontos experimentais, sob diversos níveis de irradiação solar, considerando as pressões do fluido frigorífico no evaporador e no resfriador de gás, sua temperatura na saída do resfriador de gás, a temperatura da água e o COP da bomba de calor. Quanto ao inventário de fluido refrigerante, o modelo mostrou que o resfriador de gás é o componente com a maior quantidade de massa, aproximadamente 45,7% do total e que, com a passagem da bomba de calor da sombra para o sol, cerca de 5,4% de massa migrou da região de alta para a região de baixa pressão. Dessa forma, concluiu-se que o equipamento deve trabalhar com uma massa de refrigerante entre 620 e 655 gramas, independentemente do nível de irradiação solar. Operando nessas condições de massa o seu COP alcançou os valores máximos de 2,81, com a bomba de calor ao sol, e em torno de 1,87, trabalhando à sombra.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_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.subjectDX-SAHPpt_BR
dc.subjectCO2pt_BR
dc.subjectModelopt_BR
dc.subjectInventáriopt_BR
dc.subjectCOPpt_BR
dc.subject.otherEngenharia mecânicapt_BR
dc.subject.otherDióxido de carbonopt_BR
dc.subject.otherRefrigeraçãopt_BR
dc.subject.otherBombas de calorpt_BR
dc.subject.otherEnergia solarpt_BR
dc.titleEstudo experimental e modelo de simulação do inventário de refrigerante em uma bomba de calor a CO2 dotada de evaporador solarpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.identifier.orcid0000-0003-1879-5705pt_BR
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