Produção de gelo com coletores solares concentradores parabólicos compostos e refrigeração por absorção

O presente trabalho trata da produção de gelo, com energia solar. A produçao de gelo e feita atraves de um sistema de refrigeração por absorção, onde a energia solar é a fonte de calor. O gelo tem uma grande aplicação na conservação de alimentos, e a energia solar permite a produção de gelo onde n-ao se dispo-e de energia ele, trica. Pode-se ver que a grande aplicação destes sistemas é tipicamente o meio rural. O sistema pode ser dividido em duas partes: o sistema solar de captação de energia e o equipamento de refri - geração. O sistema solar baseia-se no uso de coletores solares concentradores parabÓlicos compostos (CPC), onde a energia solar é utilizada para aquecimento de Óleo térmico. Os coletores são posicionados dentro de uma "estufa", que os protege da ação do vento, permitindo uma estrutura mais leve. Neste trabalho é feito um estudo do projeto de engenharia desenvolvido para o sistema solar, onde são analisadas as etapas de projeto propriamente dito, fabricação e testes iniciais do sistema. Para quantificar o fator de interceptação de espelhos reais, foi feita uma simulação do comportamento dos coletores em micro-computador. O equipamento de refrigeração baseia-se em um ciclo de absorção, que utiliza o Óleo térmico aquecido como fonte de calor para seu funcionamento. O ciolo utiliza dois fluidos, a água como absorvente e a amonia como refrigerant. Partindo da bibliografia existente e da operação do equipamento procurou-se o conhecimento teÓrico do ciclo de refrigeração por absorção. As mediçÕes experiment3is do equipamento de refrigeração foram feitas com o sistema trabalhando em regime, e os dados recolhidos foram utilizados em equações de balanço provenientes da análise teÓrica acima citada. Os resultados desses cálculos foram então comparados com o comportamento global do sistema medido em forma experimental.Thia work denis with solar energy ice production. Ice is obtained from an absorption refrigeration system, on which solar energy is the heat source. Ice is very important for food conservation, and solar energy makes ice production possible where there is no electrical energy. Thus, farm regions seems like the main application of these systems. The system can be divided into two componente: the equipment for solar energy collection and the refrigeration equipment. The solar equipment uses compound parabolic collectors (CPC) that heat thermal oil. The collectors are mounted inside o greenhouse, that protects the collectors from wind and allows a light structure. This worlc describes an analysis of the engineering deaign developed for the solar syatem, as well as the factor, y making and the initial testa of the system. The interception factor was evaluated by computer simulation of the collector behaviour. The refrigeration equipment is based on an absoi ·ption cyclo which uses the heated thermal oil as heat source, water as the ebsorbent and ammonia as the refrigerant. The operation of the system, as well as a survey on the available literatura, allowed a study on the theory of the absorption refrigeration cycle. The experimental meosurements were obtained wifu. the equipment working in constant operation (24 hours/day), and the resulta were utilized in the derived theoretical equations. The results thus obtained were then compared to those derived from the experimental measurements

Produção de gelo com coletores solares concentradores parabólicos compostos e refrigeração por absorção

O presente trabalho trata da produção de gelo, com energia solar. A produçao de gelo e feita atraves de um sistema de refrigeração por absorção, onde a energia solar é a fonte de calor. O gelo tem uma grande aplicação na conservação de alimentos, e a energia solar permite a produção de gelo onde n-ao se dispo-e de energia ele, trica. Pode-se ver que a grande aplicação destes sistemas é tipicamente o meio rural. O sistema pode ser dividido em duas partes: o sistema solar de captação de energia e o equipamento de refri - geração. O sistema solar baseia-se no uso de coletores solares concentradores parabÓlicos compostos (CPC), onde a energia solar é utilizada para aquecimento de Óleo térmico. Os coletores são posicionados dentro de uma "estufa", que os protege da ação do vento, permitindo uma estrutura mais leve. Neste trabalho é feito um estudo do projeto de engenharia desenvolvido para o sistema solar, onde são analisadas as etapas de projeto propriamente dito, fabricação e testes iniciais do sistema. Para quantificar o fator de interceptação de espelhos reais, foi feita uma simulação do comportamento dos coletores em micro-computador. O equipamento de refrigeração baseia-se em um ciclo de absorção, que utiliza o Óleo térmico aquecido como fonte de calor para seu funcionamento. O ciolo utiliza dois fluidos, a água como absorvente e a amonia como refrigerant. Partindo da bibliografia existente e da operação do equipamento procurou-se o conhecimento teÓrico do ciclo de refrigeração por absorção. As mediçÕes experiment3is do equipamento de refrigeração foram feitas com o sistema trabalhando em regime, e os dados recolhidos foram utilizados em equações de balanço provenientes da análise teÓrica acima citada. Os resultados desses cálculos foram então comparados com o comportamento global do sistema medido em forma experimental.Thia work denis with solar energy ice production. Ice is obtained from an absorption refrigeration system, on which solar energy is the heat source. Ice is very important for food conservation, and solar energy makes ice production possible where there is no electrical energy. Thus, farm regions seems like the main application of these systems. The system can be divided into two componente: the equipment for solar energy collection and the refrigeration equipment. The solar equipment uses compound parabolic collectors (CPC) that heat thermal oil. The collectors are mounted inside o greenhouse, that protects the collectors from wind and allows a light structure. This worlc describes an analysis of the engineering deaign developed for the solar syatem, as well as the factor, y making and the initial testa of the system. The interception factor was evaluated by computer simulation of the collector behaviour. The refrigeration equipment is based on an absoi ·ption cyclo which uses the heated thermal oil as heat source, water as the ebsorbent and ammonia as the refrigerant. The operation of the system, as well as a survey on the available literatura, allowed a study on the theory of the absorption refrigeration cycle. The experimental meosurements were obtained wifu. the equipment working in constant operation (24 hours/day), and the resulta were utilized in the derived theoretical equations. The results thus obtained were then compared to those derived from the experimental measurements

Transient heat conduction in multilayered exterior walls

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço.In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately

Transient heat conduction in multilayered exterior walls

Neste trabalho é desenvolvida uma metodologia semi-analítica com a finalidade de calcular o fluxo de calor não-estacionário em paredes externas multi-compostos de edificações, em uma e duas direções. A motivação que levou ao desenvolvimento deste assunto foi basicamente a necessidade do conhecimento dos fluxos de calor existentes em edificações. Esta aplicação tem grande impor-tância nos cálculos de carga térmica de ambientes com a finalidade de dimensionamento de sis-temas de ar condicionado. Nesta análise aparece como importante o fato de que a envoltória das edificações apresenta um comportamento térmico não-estacionário, principalmente devido às condições externas ja-mais estacionarem como conjunto. Este comportamento reflete-se diretamente no comportamen-to térmico dos ambientes internos da edificação, interferindo em aspectos importantes como con-forto térmico e sistemas de climatização. Procura-se então uma metodologia capaz de realizar de forma semi-analítica o cálculo dos fluxos de calor existentes na envoltória da edificação, dando especial atenção à paredes externas multicompostas. Para tanto, o problema diferencial em uma direção é transformado do domínio tempo para o domínio complexo s pela Transformada de Laplace, a equação resultante é trabalhada para en-contrarem-se as constantes de integração, e o retorno para o domínio tempo é feito pela integral de inversão resolvida por Quadratura Gaussiana. A metodologia de uma direção acima é aplicada em duas direções resolvendo o problema para temperaturas médias, de forma a reduzir o problema 2D para 1D. Nesta transformação, o efeito da segunda dimensão manifesta-se em um termo fonte. Para resolver este termo fonte é proposto o uso de uma equação auxiliar, que tem seus coeficientes encontrados iterativamente para cada ponto de Quadratura. Os dois procedimentos, 1D e 2D mostraram-se satisfatório, sendo que o procedimento 1D com ótima precisão, e o procedimento 2D necessitando, após o conhecimento do caminho mos-trado neste trabalho, uma maior pesquisa na equação ideal ao problema em análise, dependente das condições de contorno. A metodologia analítica procurada apresenta como principal vantagem em relação aos mé-todos numéricos tradicionais o fato de não necessitar incrementos seqüenciais no tempo e/ou es-paço.In this work, the Laplace transform technique with numerical inversion is used to develop solutions for the problem of one and two-dimensional transient heat conduction in multilayered walls. In this method, the partial derivatives with respect to the time variable are removed from the differential equation by the application of the Laplace transform, the resulting system of ordi-nary differential equations is solved and the transform of the temperature is inverted by numeri-cal method. This method is based on Gaussian Quadrature, a method for the approximation of in-tegrals. To test the method, a comparison was made with the Transfer Function Method, and with the Finite Volumes Method. The two-dimensional problem is solved by reducing it to one-dimensional problem by the use of average temperatures across the x section, and introducing heat sources at the y boundary. The advantage of the Laplace/Gaussian method is that there is no need to step in time or position. The solution for any value of t or x can be found immediately

Aquecimento de água utilizando condicionadores de ar como bomba de calor

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