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http://hdl.handle.net/1843/75911| Type: | Dissertação |
| Title: | Estudo experimental e modelo de simulação para avaliação do retrofit do R-22 em unidades de climatização do tipo split |
| Authors: | Leonardo Victor Silva Martins |
| First Advisor: | Willian Moreira Duarte |
| First Co-advisor: | Luiz Machado |
| First Referee: | Christian Johann Losso Hermes |
| Second Referee: | Antonio Augusto Torres Maia |
| Abstract: | Desde a adoção do Protocolo de Montreal, em 1987, até hoje, ocorreram diversas emendas com o intuito de reforçar (Kyoto, em 1997) e mesmo agilizar as metas, incentivando as indústrias a desenvolverem sistemas de refrigeração com menores impactos ambientais, utilizando fluidos refrigerantes de baixo GWP, por exemplo. Paralelamente a isso, há um grande parque de unidades de refrigeração em países em desenvolvimento, como o Brasil, que opera com fluidos de elevado GWP, como o R-22, e descartar tais equipamentos por causa do fluido refrigerante obsoleto acarretaria um grande prejuízo não apenas para os proprietários, como também para o meio ambiente. Com o intuito de reaproveitar essas unidades, este trabalho possuiu como objetivo de avaliar fluidos alternativos que substituam os atuais com o mínimo possível de modificações no sistema e sem comprometer o desempenho desses conjuntos de forma significativa. Para isso, foi desenvolvido um modelo matemático de um sistema de refrigeração que foi posteriormente validado experimentalmente para o R-22. Após isso, esse modelo foi incorporado a uma zona térmica, baseada nas condições ambientais de Belo Horizonte de dezembro de 2022 a novembro de 2023 (um ano) e os fluidos R-407C, R-444B e R-454C foram comparados ao R-22 por meio do COP, capacidade de refrigeração e TEWI, além da análise de sazonalidade climática. Após as análises, foi possível perceber que o R-407C apresenta um COP e capacidade de refrigeração 6% e 3% inferiores inferior ao R-22, respectivamente, e o TEWI 5% menor que a referência. Já o R-454C possui um COP e capacidade de refrigeração 16% e 11% inferiores ao R-22, respectivamente, porém, possui um TEWI total 55% menor que a referência em função de seu baixo GWP. Por fim, o R-444B foi identificando neste estudo como a melhor alternativa de substituição ao R-22 em temperaturas amenas, por possuir COP e capacidade refrigeração 15% e 9% superiores e possuir um TEWI também 55% menor que a referência. |
| Abstract: | Since the adoption of the Montreal Protocol in 1987, several amendments have occurred to strengthen (such as Kyoto in 1997) and even expedite goals, encouraging industries to develop refrigeration systems with lower environmental impacts by using refrigerants with low GWP (Global Warming Potential), for example. In parallel to this, there is a large fleet of refrigeration units in developing countries like Brazil, which operate with high GWP fluids like R-22, and discarding such equipment due to the obsolete refrigerant would entail significant losses not only for the owners but also for the environment. With the aim of repurposing these units, this study aimed to evaluate alternative fluids that replace current ones with as few modifications to the system as possible and without significantly compromising the performance of these sets. To achieve this, a mathematical model of a refrigeration system was developed, which was later experimentally validated for R-22. Subsequently, this model was incorporated into a thermal zone based on the environmental conditions of Belo Horizonte from December 2022 to November 2023 (one year), and the fluids R-407C, R-444B, and R-454C were compared to R- 22 through COP (Coefficient of Performance), cooling capacity, and TEWI (Total Equivalent Warming Impact), in addition to the analysis of climatic seasonality. After the analyses, it was possible to observe that R-407C has a COP and cooling capacity 6% and 3% lower than R-22, respectively, with TEWI being 5% lower than the reference. On the other hand, R-454C has a COP and cooling capacity 16% and 11% lower than R-22, respectively, but it has a total TEWI 55% lower than the reference due to its low GWP. Finally, R-444B was identified in this study as the best alternative to replace R-22 at mild temperatures, as it has a COP and cooling capacity 15% and 9% higher, respectively, and also has a TEWI 55% lower than the reference. |
| Subject: | Sustentabilidade Energia - Consumo Meio ambiente Refrigeração Modelos matemáticos Impacto ambiental |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/75911 |
| Issue Date: | 21-Feb-2024 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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