Thermo-economic and environmental analysis of a refrigeration system operating with ecological refrigerants

Abstract

Esta tese apresenta um modelo matemático de um sistema de refrigeração por compressão de vapor operando em regime permanente. Este modelo foi usado para projetar um sistema eficiente do ponto de vista energético, com baixo custo, que opera com o refrigerante ecológico mais adequado em termos de impacto ambiental global, concentrando-se nos refrigerantes R290, R600a, R744 e R1234yf. A análise ambiental foi realizada com base no Impacto Total de Aquecimento Equivalente, enquanto a análise termo-econômica foi realizada com base no Coeficiente de Performance, Eficiência Exergética e Taxa de Custo Total da Planta. Para as capacidades de refrigeração nominais avaliadas, a análise termo-econômica e ambiental indicou que o sistema com R290 apresenta maior desempenho energético, exergético, ambiental e econômico entre os sistemas avaliados para as condições termodinâmicas estudadas. Portanto, o sistema operando com R290 é o mais adequado para substituir sistemas com R134a. Por fim, analisando as três taxas de custo relacionadas à Taxa de Custo Total da Planta em cada sistema para as capacidades de refrigeração nominais analisadas, observou-se que a taxa de custo operacional foi o custo mais relevante, enquanto a taxa de custo de penalidade devido à emissão de dióxido de carbono foi o custo menos relevante.