Engenharia Mecânica - TCC – EE Higienópolis
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- TCCEstudo do efeito da fidelidade do modelo matemático do evaporador na avaliação da operação de um sistema de compressão a vaporRuivo, Júlia Pereira; Gasparini, Letícia Borges (2020-12-14)
Escola de Engenharia (EE)
Com o passar dos anos, os sistemas de ar condicionado foram se aprimorando e ficando mais sustentáveis, tornando-se cada vez mais procurados no mercado. Contudo ainda consomem muita energia, de forma que é de interesse se efetuar a otimização de sua operação. Para tanto, é necessária a postulação de modelos fidedignos do processo. Quanto maior a fidelidade de um modelo matemático, maior a sua complexidade e maior o tempo computacional requerido para a sua solução. Neste trabalho, investiga-se a necessidade de emprego de um modelo capaz de predizer os coeficientes de transferência de calor e a perda de carga no evaporador do sistema de compressão a vapor empregado para refrigerar uma edificação comercial de grande porte. Postula-se um modelo rigoroso para o evaporador, o qual é comparado a um modelo que faz uso de coeficiente global de transferência de calor constante. Embora, o modelo rigoroso seja capaz de predizer com mais precisão o ponto de operação do sistema de compressão a vapor, os resultados de simulação mostram uma pequena diferença na resposta entre os modelos, contrariamente ao que alguns autores acreditam. Assim, para estudos de controle da operação e da otimização do processo, um modelo de alta fidelidade pode ser usado para ajustar o coeficiente de troca térmica do modelo simplificado ou para uma previsão mais acurada do grau de superaquecimento e subresfriamento, mas parece não haver real necessidade de seu emprego para a síntese de estratégias de controle e otimização em tempo real. - TCCModelagem e simulação de uma torre de resfriamento em sistema de ar-condicionado de grande porteSantos, Caíque dos; Ng, Felipe Yagi (2021-06-17)
Escola de Engenharia (EE)
Com o desenvolvimento das grandes cidades nas últimas décadas, ocorreu o aumento do número de edificações de grande porte utilizadas para fins comerciais e administrativos e, em decorrência disso, a necessidade da utilização de sistemas de ar condicionado com menor consumo energético, capazes de atingir as condições do ar para garantir o conforto térmico nas zonas climatizadas. Uma das soluções aplicadas para a garantia do conforto térmico dentro de tais edificações é a utilização de sistemas de ar-condicionado do tipo ar-água, como é o caso do Edifício Moderno e, para tal, utilizam-se chillers a ar ou água, sendo o último mais aplicado em edificações de grande porte e o objeto de estudo deste trabalho. Neste trabalho, utilizou-se um modelo matemático baseado no conceito de efetividade para representar o comportamento térmico de uma torre de resfriamento de circulação forçada, o qual foi integrado ao simulador do Edifício Moderno, em desenvolvimento na Universidade Presbiteriana Mackenzie, com a utilização do ambiente de programação do MATLAB® R2006b e possibilitando a simulação do comportamento estacionário do chiller do sistema de ar condicionado operando com condensador a ar ou a água. A nova versão do simulador permite realizar estudos comparativos da operação, permitindo avaliar qual opção é mais vantajosa e o efeito de distúrbios na operação, como perturbações nas condições ambientais. Por meio da simulação do modelo matemático proposto, foi identificada uma redução de 28,43 % no consumo energético do compressor no ponto nominal de projeto do sistema com a substituição do condensador a ar pelo condensador a água. Embora menos expressiva, observou-se também uma redução no consumo energético na presença de perturbações na demanda térmica da edificação e nas condições ambientais. Perturbações na demanda térmica da edificação foram emuladas por meio de perturbações na temperatura de entrada de água para o chiller. - TCCProposta de aumento da eficiência energética do sistema de ar-condicionado do laboratório LAFIQRabecchi, Lucas José Paskevicius (2021-12-06)
Escola de Engenharia (EE)
Rotary regenerators, also known as enthalpic wheels, are heat exchangers whose function is to recover process heat. The objective of the present work was to establish an operational strategy to increase the energy efficiency of the air conditioning system of the Physical Chemical Laboratory (LAFIQ) located in Fiocruz. It was a case study and a literature review was done in order to understand the assumptions of the usage of the enthalpic wheel. A model based on mass and energy balances was proposed and served as a basis for the experimental investigation. Correlations were proposed based on information about effectiveness of enthalpic wheels retrieved from the literature. 2 A simulator was created with the purpose of predicting thermal loads. The results show that the maximum latent effectiveness occurs at the highest rotation speed of the wheel. It was also concluded that the enthalpy wheel is effective in increasing the energy efficiency of the air conditioning system, as the consumption without the device was 125 kW and dropped to 75 kW, resulting in a gain of 40% when the same external and return air flowrates were used. It is also shown that a large increase in the reduction of energy consumption can be achieved if external air flowrate is decreased. - TCCUso de um sistema de refrigeração com ejetores para a climatização de uma residência no PiauíCapello, Alexandre Feder; Monteiro, Beatriz Grunthal; Quintale, Raphael (2019-06)
Escola de Engenharia (EE)
Este estudo trata da análise da viabilidade do emprego de um sistema de refrigeração com ejetores para a climatização de uma residência em Piauí no Brasil. A carga térmica de uma residência de 100m2 é calculada em conformidade com a norma NBR-16401 Instalações de ar-condicionado –Sistemas centrais e unitários (ABNT, 2008) e a partir desta, especifica-se o sistema de refrigeração, composto por um ejetor, coletor solar, uma bomba e um painel fotovoltaico. Desta forma, o sistema de climatização funciona sem a necessidade de fornecimento de energia elétrica. A comparação entre o custo de instalação e operação do sistema proposto com um sistema tradicional de ar-condicionado, o qual faz uso de um sistema de refrigeração por compressão a vapor, mostra que a alternativa apresentada é viável e espera-se um retorno de investimento em até um ano. Uma vez que o sistema proposto não depende de uma rede de distribuição de energia elétrica, pode ser utilizado em locais onde a energia elétrica é de difícil acesso.