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 Modelação de um sistema de refrigeração por absorção
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/8127

title: Modelação de um sistema de refrigeração por absorção
authors: Sousa, Bruno Filipe Correia Rocha
advisors: Silva, Fernando José Neto da
Matos, Manuel Arlindo Amador de
keywords: Engenharia mecânica
Refrigeração
Termodinâmica
Eficiência energética
issue date: 2011
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: O desenvolvimento actual das tecnologias de refrigeração, nomeadamente dos sistemas de refrigeração por absorção tornou este tipo de solução, uma alternativa economicamente viável em relação aos mais tradicionais sistemas de refrigeração que recorrem ao ciclo de compressão de vapor. Os equipamentos de refrigeração por absorção, também denominados chillers de absorção, são amplamente usados na indústria sobretudo onde existem processos com libertação de calor que muitas vezes é desperdiçado para a atmosfera. Esta energia térmica desperdiçada, sob a forma de vapor ou água quente, permite accionar os chillers de absorção que necessitam de uma fonte quente para funcionarem. A refrigeração por absorção permite reduzir significativamente o consumo de energia eléctrica em relação aos sistemas de compressão de vapor, e tendo em consideração a conjuntura energética actual é importante reduzir a demanda de energia neste tipo de equipamentos. O presente trabalho de dissertação tem como objectivo a modelação de um sistema de refrigeração por absorção que simule o comportamento de um equipamento de absorção real. Para tal, pretende-se criar um modelo termodinâmico que represente o conceito de um sistema de refrigeração por absorção. Para a simulação termodinâmica do ciclo de absorção foi usada a ferramenta de cálculo computacional EES (Engineering Equation Solver). Este programa permitiu modelar o sistema e calcular os parâmetros relevantes, nomeadamente as propriedades da mistura de fluidos, o coeficiente de desempenho (COP) e a capacidade de refrigeração. Foram estudadas algumas soluções de optimização do sistema obtido inicialmente através da simulação de diversas configurações alternativas. Para estes sistemas foram testados diferentes parâmetros de entrada, nomeadamente a quantidade de calor fornecido ao ciclo, eficiência da bomba de circulação do fluido e temperatura de refrigeração. Os resultados obtidos demonstraram que o sistema de absorção de simples efeito consegue atingir um COP com valor de 0,434, evidenciando uma boa aproximação em relação a trabalhos realizados por outros autores. Por fim, concluiu-se que a introdução de permutadores de calor adicionais, tanto do lado da solução como do lado do refrigerante são fundamentais para um melhor aproveitamento do calor fornecido, contribuindo para um respectivo aumento no desempenho do sistema.

The current development of cooling technologies that includes refrigeration absorption systems has made this kind of solution a viable alternative compared to a more traditional cooling systems which use the vapor compression cycle. The absorption cooling equipment, also known as absorption chillers are widely used in industry especially in processes that release heat that is often wasted to the atmosphere. This thermal energy available in the form of steam or hot water allows the operation of the absorption equipment’s that require a power source to operate. The absorption refrigeration technology significantly reduces the power consumption compared to vapor compression systems and considering the present energy situation in the world it is important to reduce energy demand in this type of equipment. The objective of this dissertation work is to model an absorption refrigeration system that simulates the behavior of a real absorption equipment. To this end, a thermodynamic model that represents the concept of an absorption refrigeration system was created. For the simulation of the thermodynamic absorption cycle it was used the computational tool EES (Engineering Equation Solver). This program allowed to perform a system modeling and to calculate the relevant parameters, including the properties of the fluids mixture, the coefficient of performance(COP) and the cooling capacity. In order to optimize the system initially obtained, many different configurations have been simulated and tested. For these systems it was tested changes in some input parameters including the amount of heat supplied, the pump efficiency and also the refrigeration temperature. The obtained results showed that the simple effect absorption system can reach COP values of 0,434, assuming a fair approximation to the work done by other authors. The study concluded that the introduction of additional heat exchangers, on solution and refrigerant sides, are fundamental for a better use of the heat supplied, contributing for a respective increase in system’s performance.
description: Mestrado em Engenharia Mecânica
URI: http://hdl.handle.net/10773/8127
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