ANÁLISE TÉCNICO-ECONÔMICA DE SISTEMAS SOLARES CONJUGADOS A BOMBA DE CALOR PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA

Resumo

Este trabalho analisa a viabilidade técnico-econômica de sistemas solares conjugados a bomba de calor, como alternativa para o uso de chuveiros elétricos. Para o estudo foi considerado o fornecimento de água para um edifício residencial com consumo diário de 20.000 litros, localizado na cidade de Porto Alegre - RS, Brasil. Foram analisados quatro sistemas, sendo dois convencionais e dois conjugados a bomba de calor. O sistema Convencional 1 se caracteriza pelo uso de um reservatório de volume variável de acordo com a área de coletores, enquanto que o Convencional 2 e os sistemas conjugados utilizam dois reservatórios de volume fixo. Os sistemas combinados se diferenciam pelo tipo de bomba de calor que é utilizada, sendo que o sistema ASHP (Air-source heat pump) utiliza uma bomba de calor do tipo ar-líquido que atua como aquecedor auxiliar e o WSHP (Water-source heat pump) utiliza uma bomba de calor do tipo líquido-líquido que conecta os seus dois reservatórios. O sistema de equações diferenciais, resultante do balanço energético do sistema, foi resolvido usando o método das diferenças finitas no software MATLAB. Para a análise de desempenho energético, foram empregados indicadores de desempenho; para a análise econômica foi utilizado o método P 1-P 2 a fim de estimar o retorno financeiro proporcionado por cada sistema ao longo de seu ciclo de vida. Com base nos resultados obtidos, todos os sistemas apresentaram bom desempenho e ganho líquido positivo. O sistema ASHP apresentou os melhores resultados para situações em que a área disponível para os coletores solares é restrita, ou seja, para um intervalo de área de coletores de 50-200 m². Para áreas maiores que 200 m² o sistema indicado é o Convencional 2.