ANALISE DO COMPORTAMENTO DA TEMPERATURA DE SAÍDA DA ÁGUA EM UMA BOMBA DE CALOR A CO2

Autores

  • Carlos Eduardo Castilla Alvarez Universidade Federal de Minas Gerais
  • Victor de Carvalho Brito Sousa Universidade Federal de Minas Gerais
  • Ralney Nogueira de Faria Universidade de Itaúna
  • Antônio Augusto Torres Maia Universidade Federal de Minas Gerais
  • Ricardo Nicolau Nassar Koury Universidade Federal de Minas Gerais

DOI:

https://doi.org/10.59627/cbens.2014.2208

Palavras-chave:

Bomba de calor, Controle, Energia Solar

Resumo

Neste artigo é apresenta uma análise do comportamento térmico da saída da água de uma bomba de calor a CO2 com evaporador solar submetido a diferentes aportes de calor devido à variabilidade da insolação ao longo do dia. A bomba de calor está projetada para produzir água quente em temperaturas confortáveis para banhos. A utilização de um evaporador solar aumenta significativamente o coeficiente de performance da bomba de calor, mas também induz uma maior variabilidade na temperatura de saída da água quente devido às mudanças da insolação. Essas variações levam a necessidade da implantação de um sistema de controle para manter a temperatura da água quente em níveis adequados para o banho. O primeiro passo para desenvolver este algoritmo de controle é o estudo do comportamento da temperatura da água quente. Este estudo foi realizado por meio de variações do tipo degrau na vazão mássica da água no resfriador de gás da bomba de calor. Como resultados dessa pesquisa são apresentadas as funções de transferência geradas com os dados experimentais e o comportamento dinâmico do sistema. O resultados obtidos são essenciais para a futura implementação do sistema de controle da temperatura da água quente na bomba de calor.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Carlos Eduardo Castilla Alvarez, Universidade Federal de Minas Gerais

Programa de Pós-graduação de Engenharia Mecânica

Victor de Carvalho Brito Sousa, Universidade Federal de Minas Gerais

Curso de Graduação de Engenharia Mecânica

Ralney Nogueira de Faria, Universidade de Itaúna

Departamento de Engenharia Mecânica

Antônio Augusto Torres Maia, Universidade Federal de Minas Gerais

Programa de Pós-graduação de Engenharia Mecânica

Ricardo Nicolau Nassar Koury, Universidade Federal de Minas Gerais

Programa de Pós-graduação de Engenharia Mecânica

Referências

Arantegui, J, 2010. Control de procesos, Paper-Kite. Pp. 57-60.

Chaturvedi, S.K., Chiang, Y.F., Roberts, A.S., 1982. Analysis of two-phase flow solar collectors with application to heat pumps, Journal of Solar Energy Engineering, Transaction of the ASME 104 pp. 358–365.

Chaturvedi, S.K., James Shen, Y., 1984. Thermal performance of a direct expansion solar-assisted heat pump, Solar Energy 33 pp. 155–162.

Chaturvedi, S.K., Chen, D.T., Kheireddine, A., 1998. Thermal performance of a variable capacity direct expansion solar-assisted heat pump, Energy Conversion and Management 39 pp. 181-191.

Choi, J.M., 2012. Study on LWT control schemes of a heat pump for hot water supply, Renewable Energy 54, pp. 20-25.

Faria, N. R., 2013. Projeto e Construção De Uma Bomba De Calor A CO2 Operando Em Ciclo Transcrito E Modelagem Dinâmica Do Conjunto Evaporador Solar-Válvula De Expansão, Tese de Doutorado, PROMEC, UFMG, Belo Horizonte.

Kong, X.Q., Zhang, D., Li, Y., Yang, Q.M., 2011. Thermal performance analysis of a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater, Energy 36, pp. 6830-6838.

Kuang, Y.H., Sumathy, K., Wang, R.Z., 2003. Study on a direct-expansion solar-assisted heat pump water heating system, International Journal of Energy Research 27, pp. 531-548.

Oliveira, N. R, 2013. Modelo De Simulação E Estudo Experimental De Um Resfriador De Gás De Uma Bomba De Calor Operando Com CO2 Ar-Água Em Regime Transiente, Tese de Doutorado, PROMEC, UFMG, Belo Horizonte.

Smith, O. J. M, 1957. Closed Control of Loops With Dead- Time, Chem. Eng. Progress, pp. 53:217-219.

Sporn, P., Ambrose, E.R., 1955. The heat pump and solar energy, Proceedings of the world symposium on applied solar energy, Phoenix, Arizona

Downloads

Publicado

2014-04-13

Edição

Seção

Anais