Estudo comparativo da eficiência energética de uma bomba de calor assistida por energia solar operando com condensadores por imersão e coaxial
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
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Raphael Nunes de Oliveira
Rudolf Huebner
Rudolf Huebner
Resumo
Em escala nacional, o chuveiro elétrico está presente na maior parte das residências, sendo responsável por parcela significativa do consumo residencial. Nesta dissertação, foi investigada experimentalmente a eficiência energética de uma bomba de calor de expansão direta assistida por energia solar (DX-SAHP) para o aquecimento de água residencial, operando com R134a. Realizou-se um estudo comparativo utilizando dois condensadores diferentes, por imersão e coaxial em contracorrente, em duas condições de operação, com exposição solar e em ambiente fechado (simulando dias nublados). Quando a bomba de calor operou em ambiente fechado, o coeficiente de desempenho com a utilização do condensador por imersão (2,29) foi próximo ao do condensador coaxial (2,33). Entretanto, para o sistema operando sob exposição da radiação solar, o condensador por imersão (2,76) proporcionou melhor desempenho em relação ao condensador coaxial (2,62). Os resultados mostraram que a bomba de calor operando com evaporador solar e condensador por imersão, apresenta bom desempenho em dias de radiação ou nublados, podendo dessa forma ser utilizada em substituição ao chuveiro elétrico, pois apresenta eficiência energética superior.
Abstract
The electric shower is present in most homes, accounting for a significant portion of residential consumption. In this dissertation, it was experimentally investigated the energy efficiency of a Direct-Expansion Solar Assisted Heat Pump (DX-SAHP) for residential water heating, operating with R134a. A comparative study was carried out using two different condensers, immersion and countercurrent coaxial, under two conditions of operation, with solar exposure and in closed environment (simulating cloudy days). When the heat pump operated indoors, the coefficient of performance with the immersion condenser (2.29) was close to that of the coaxial condenser (2.33). However, for the system operating under solar radiation exposure, the immersion condenser (2.76) provided better performance than the coaxial condenser (2.62). The results showed that the heat pump operating with solar evaporator and immersion condenser, presents good performance in days of radiation or cloudy, and can thus be used in substitution of the electric shower, because it presents greater energy efficiency.
Assunto
Engenharia mecânica, Bombas de calor, Energia solar, Evaporadores
Palavras-chave
Bomba de calor de expansão direta, Aquecimento de água residencial, Evaporador solar, Condensador coaxial em contracorrente, Condensador por imersão
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