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Estudo de viabilidade de um sistema de refrigera????o por absor????o am??nia/??gua, utilizando rejeito t??rmico

By D??rio da Rosa Cruz

Abstract

No presente trabalho foi analisado um sistema de cogera????o de uma empresa de alimentos que utiliza, em seu processo produtivo, diversas utilidades. Estes processos geram res??duos industriais, como s??lidos, l??quidos e tamb??m res??duos t??rmicos. Atualmente muito tem se falado sobre efici??ncia energ??tica no setor de utilidades, a qual impacta diretamente nos custos operacionais de produ????o. O objetivo deste trabalho ?? identificar potenciais t??rmicos dispon??veis para a simula????o de um sistema de trigera????o, que utiliza sistema de refrigera????o por absor????o am??nia/??gua como uma alternativa na redu????o dos custos operacionais mediante a produ????o de ??gua gelada e de refrigera????o para t??neis de congelamento. Na empresa em an??lise, a demanda por energia el??trica para sistemas de refrigera????o por compress??o representa atualmente 60% da energia el??trica total da f??brica. Deste modo, sistemas de refrigera????o por absor????o mostram-se interessantes para diversas aplica????es, pois s??o movidos por energia t??rmica ao inv??s de energia el??trica. Neste estudo s??o analisadas as influ??ncias da temperatura de condensa????o, temperatura de evapora????o, temperatura do gerador e concentra????es de am??nia sobre o COP do sistema de refrigera????o por absor????o am??nia/??gua. Para a an??lise destas influ??ncias, foi realizado o modelamento matem??tico e desenvolvido um programa no EES (Engineering Equation Solver) e os resultados da simula????o foram comparados com os resultados encontrados nas simula????es do Handbook fundamentals da ASHRAE (2009). A partir da?? s??o simulados tr??s diferentes casos para os sistemas de absor????o em estudo, onde os dados coletados na empresa, referentes aos potenciais de recupera????o de calor, e os par??metros da ASHRAE para sistemas de refrigera????o por absor????o NH3/H2O, s??o simulados e analisados mediante o programa IPSEpro??. Uma an??lise econ??mica ?? realizada, onde se pode concluir quanto ?? melhor configura????o do sistema de trigera????o sugerido. O percentual de economia, referente ?? energia el??trica consumida pelos compressores de refrigera????o adotados foi de 8,7%, o qual proporcionar?? uma economia l??quida mensal de R$ 135.391,41. O custo de energia el??trica considerado foi de R$ 0,1968/kWh e a TMA (taxa m??nima de atratividade) considerada no projeto foi de 15,7%. A melhor situa????o apresentada foi a do caso 3, onde o valor do capital investido foi de R$ 5.368.700,00 referente ?? aquisi????o dos equipamentos e instala????o e a TIR (taxa interna de retorno) ficou em 15,7%, o VPL (valor presente l??quido) para 10 anos ficou em R$ 2.443.000,00 e o tempo de retorno payback se dar?? em 6,07 anos ou 73 meses.In this present study, a cogeneration system is analyzed in a food company that uses several utilities in its productive process. These processes generate industrial residues, such as solids, liquids and also thermal residues. Currently, much has been said about energy efficiency in the utilities department to which directly impact the operational costs of production. The goal of this study is to identify thermal and energy potentials available for the simulation of a trigeneration system that uses absorption ammonia/water cooling system as an alternative to reduce operational costs through the production of cold water and the cooling of freezing tunnels. In the analyzed company, the demand for electric energy for the cooling systems by compression, represents lately 60% of all the electric energy of the factory. This way, cooling systems by absorption become interesting for many different applications, since they are activated by thermal energy instead of electric energy. In this study the influences of the condensation temperature, evaporation temperature, generator temperature and ammonia concentration by COP of absorption ammonia/water cooling systems are analyzed. For the fulfillment of these analysis, the mathematical modeling is carried out and an EES program is developed and compared through simulations performed in Handbook fundamentals by ASHRAE (2009). Therefore, three cases different are simulated for the absorption systems in study, where the data presented for the company potential recovery of heat a boiler and the ASHRAE guidelines for an ammonia/water absorption refrigeration systems, are simulated and analyzed through the IPSEpro software. An economical analysis is performed where it is possible to conclude the best configuration of the trigeneration system suggested. The percentage of economy concerned to the electric energy consumed by the adopted cooling compressors was 8.7%. It will proportionate a mouthy economy of around R$ 135,391.41. The costs of electric energy considered was R$ 0.1968/kWh and the TMA (minimal tax of attractiveness) considered in the project was 15.7% the best situation presented was the case 3, where the value of invested capital was R$ 5,368,700.00 concerned to the acquisition and installation of equipments. The TIR (internal rate of return) was in 15.7%, the VPL (net present value) for ten years was R$ 2,443,000.00 and the payback will occur in 6.07 years or 73 months

Topics: Recupera????o de calor, Refrigera????o, Efici??ncia energ??tica, Heat recovery, Refrigeration, Energy efficiency, ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Mec??nica
Publisher: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
Year: 2015
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNISINOS:oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/3612
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