Thermal energy storage (TES) is an innovative technology that can help mitigate environmental problems and make energy consumption in air conditioning systems more efficient. TES also helps to decouple the production and use of cooling. In this work, a mathematical model was used to obtain the thermal loads of the environment based on Brazilian standards and to simulate the operation of an air conditioning system integrated with TES. A refrigeration system capable of providing cooling capacity for the selected environment was used. It simulated the operation of refrigeration systems to evaluate the coefficient of performance of the refrigeration cycle and the refrigeration system, including the TES, for the city of Teresina, in the northeast region of Brazil. On each day, the efficiency of the air-cooled chiller coupled with a TES that used paraffin with phase change material was verified. Based on the data obtained from the mathematical model, the reduction in energy consumption achieved by coupling TES with the air conditioning system varied between 10.6% and 1.3%.

Anais do Congresso Internacional de Engenharia Mecânica e Industrial (2764-4294) - Cálculo Simplificado De Carga Térmica Em Edificações

Os sistemas de refrigeração correspondem a uma parcela importante do consumo de energia elétrica no planeta, nesse cenário, soluções que promovam o aumento da eficiência energética de plantas e equipamentos de refrigeração podem auxiliar na redução dos custos operacionais e promover a sustentabilidade ambiental. O objetivo deste trabalho é avaliar energeticamente e financeiramente os resultados da redução da temperatura de condensação em plantas de climatização operadas com chiller’s. A análise foi realizada a partir de testes em uma planta de climatização de um edifício comercial localizado em Belo Horizonte/Brasil. Durante os testes, foi reduzida a temperatura da água de condensação em 2,5°C em condições psicométricas e carga térmica semelhante. Ficou comprovado que a partir do aumento da demanda das torres de resfriamento e consequente diminuição da temperatura de saída da água de condensação, é possível obter uma redução no consumo elétrico da planta na ordem de 87±17 kWh/dia, gerando uma economia de R$ (13,5±2,6) mil por ano. Comprovou-se que a redução da temperatura de condensação em plantas de refrigeração pode proporcionar redução no consumo de energia elétrica com possível aumento da vida útil do chiller devido à redução nas temperaturas e pressões na descarga do compressor.

Os chiller’s são responsáveis por uma grande parcela do consumo de energia elétrica nas edificações. O desenvolvimento de modelos matemáticos de chiller’s são um fator chave para o desenvolvimento de novos projetos que busquem a melhoria na eficiência energética das plantas de refrigeração. Neste trabalho será elaborado e implementado um modelo matemático de um compressor e um condensador de um chiller resfriado a água trabalhando no modo refrigeração. A validação dos dados será realizada através de testes realizados em uma planta de refrigeração de um edifício comercial com 2 5.500 m localizada na cidade de Belo Horizonte/Brasil. Para o condensador foi considerado o modelo matemático de parâmetros concentrados que avaliou as regiões de desuperaquecimento, condensação e sub-resfriamento. Demonstrou que o uso das correlações de Gnielinki e Butterworth, para escoamento monofásico e bifásico, possibilitou que o erro obtido, ao se confrotar dados teóricos e experimentais ficasse na faixa de ±15%. Para o modelo do compressor os redimentos volumétrico e global foram fixados. Observou-se que para a maioria dos pontos analisados a potência consumida no compressor e o COP, quando confrontados os dados teóricos e experimentais ficaram na faixa de ±20%. Concluiu que os modelos matemáticos propostos podem representar o funcionamento dos componentes estudados.