Estudo experimental e modelo de simulação para determinação da massa de uma bomba de calor assistida por energia solar de expansão direta carregada com CO2 e o efeito da irradiação sobre o COP e o TEWI do sistema

dc.creatorGleberson Marques Humia
dc.creatorWillian Moreira Duarte
dc.creatorJuan Jose Garcia Pabon
dc.creatorTiago de Freitas Paulino
dc.creatorLuiz Machado
dc.date.accessioned2023-04-06T19:51:13Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:07:20Z
dc.date.available2023-04-06T19:51:13Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractThe present work is a study on the effect of solar irradiation on the mass inventory, coefficient of performance (COP) and total equivalent impact on global warming (TEWI), in a heat pump (BDC) of direct expansion assisted by solar energy (DX-SAHP). The equipment operates in the transcritical cycle, with CO2 as the refrigerant. The knowledge of its mass under different insolation conditions is essential for BCD to achieve high-energy efficiency. Thus, 48 experimental operation points were evaluated, and a mathematical model was developed to estimate the amount of mass in each part of the BDC. The phenomena of heat transfer, head loss, biphasic fluid in the evaporator and supercritical fluid in the gas cooler were considered. The model obtained an average error of 6.32% in the mass calculation, with the results concentrated within a tolerance range of ± 18%. In general, it was found that the increase in irradiation maximizes the value of the COP, minimizing the TEWI, and among the conditions analyzed, the best point of operation occurred with a COP of 6.5. For this situation, the TEWI was 1047 kg CO2-eq and the mass 609g, with an error of 5.6%.
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.isbn9786559410941
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/51699
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.relation.ispartofCongresso Internacional de Engenharia Mecânica e Industrial
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectEngenharia mecânica - Métodos de simulação
dc.subjectEngenharia mecânica - Modelos matemáticos
dc.subjectBombas de calor
dc.subjectEnergia solar
dc.subjectDióxido de carbono
dc.subject.otherBomba de calor
dc.subject.otherCO2
dc.subject.otherInventário
dc.subject.otherModelo de simulação
dc.subject.otherCOP
dc.subject.otherTEWI
dc.titleEstudo experimental e modelo de simulação para determinação da massa de uma bomba de calor assistida por energia solar de expansão direta carregada com CO2 e o efeito da irradiação sobre o COP e o TEWI do sistema
dc.title.alternativeExperimental study and simulation model for determining the mass of a heat pump assisted by direct expansion solar energy charged with CO2 and the effect of irradiation on the COP and the system TEW
dc.typeArtigo de evento
local.citation.issue20
local.description.resumoO presente trabalho é um estudo sobre o efeito da irradiação solar no inventário de massa, coeficiente de performance (COP) e impacto equivalente total sobre o aquecimento global (TEWI), em uma bomba de calor (BDC) de expansão direta assistida por energia solar (DX-SAHP). O equipamento opera no ciclo transcrítico, tendo CO2 como fluido refrigerante. O conhecimento de sua massa sob variadas condições de insolação é fundamental para que a BDC atinja uma eficiência energética elevada. Dessa forma, foram avaliados 48 pontos de operação experimentais, sendo elaborado um modelo matemático para estimar a quantidade de massa em cada parte da BDC. Foram considerados os fenômenos de transferência de calor, perda de carga, fluido bifásico no evaporador e fluido supercrítico no resfriador de gás. O modelo obteve um erro médio de 6,32% no cálculo da massa, com os resultados concentrados dentro de uma faixa de tolerância de ± 18%. De forma geral, verificou-se que o aumento da irradiação maximiza o valor do COP, minimizando o TEWI, e dentre as condições analisadas, o melhor ponto de operação ocorreu com um COP de 6,5. Nessa situação, o TEWI foi de 1047 kg CO2-eq e a massa de 609g, com um erro de 5,6 %.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-6519-430X
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-1894-534X
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentDMI - DEPARTAMENTO DE MANUTENÇÃO OPER INFRAESTRUTURA
local.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
local.publisher.initialsUFMG
local.url.externawww.even3.com.br/Anais/conemi/289804-ESTUDO-EXPERIMENTAL-E-MODELO-DE-SIMULACAO-PARA-DETERMINACAO-DA-MASSA-DE-UMA-BOMBA-DE-CALOR-ASSISTIDA-POR-ENERGIA-

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