Análise energética, exergética e exergoeconômica de um protótipo de ar-condicionado utilizando módulos termoelétricos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Leite, Thiago Rodrigues Alexandria
• Orientador(a): Santos, Carlos Antônio Cabral dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraíba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Departamento: Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Termoeletricidade - Módulos termoelétricos; Refrigeração; Exergia; Exergoeconomia; SPECO; Thermoelectric modules.; Refrigeration; Exergy; Exergoeconomics
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/30091

Neste trabalho, é realizada uma análise energética, exergética e exergoeconômica, através do método SPECO, de um protótipo de ar-condicionado utilizando módulos termoelétricos. Dois principais ensaios foram feitos: o primeiro variando a temperatura da água e o segundo variando a corrente de entrada do sistema. Pela análise energética, foi calculada a capacidade de refrigeração (Qc) e o coeficiente de desempenho do sistema (COP). Foi visto que é mais vantajoso o sistema trabalhar com mais módulos utilizando correntes de entrada mais baixas. Pela análise exergética, foram calculadas a destruição de exergia, a eficiência pela destruição de exergia, as exergias de refrigeração/aquecimento e a eficiência exergética de refrigeração. Notou-se que a refrigeração utilizando módulos termoelétricos possui baixa demanda de exergia e que uma solução para melhorar a eficiência seria alimentar o sistema com uma fonte de baixa exergia como, por exemplo, painéis fotovoltaicos. Pela análise exergoeconômica, foi calculado o custo por unidade de refrigeração/aquecimento (cq) e o custo de refrigeração (Ċ qc). Foi visto a importância de um prévio estudo exergoeconômico, antes de se projetar este tipo de ar-condicionado, a fim de se evitar que o sistema trabalhe em condições que causem pontos de pico em cq. Ademais, foi feito um ensaio simulando um ambiente a ser refrigerado. Com uma corrente de 3A, o protótipo conseguiu baixar a temperatura em 10.4 °C com apenas 5 minutos de funcionamento. Com este estudo, conclui-se que o sistema de refrigeração termoelétrico proposto, nas características e condições dos ensaios, teve resultados satisfatórios e que as análises energéticas, exergéticas e exergoeconômicas se mostraram eficazes para evidenciar sob quais condições o sistema tem melhor desempenho e menor custo.