Integração de bombas de calor no setor de laticínios : análise da viabilidade técnica, ambiental e econômica / Lorena Barros Guimarães.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: GUIMARÃES, Lorena Barros
• Orientador(a): DUTRA, Emmanuel Damilano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e Nuclear
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Bombas de calor; Energia solar; Laticínios; Aquecimento; Resfriamento
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/64244

O estudo realizado na região agreste de Pernambuco avaliou a viabilidade técnica, econômica e ambiental de três configurações de sistemas térmicos de Bombas de Calor (BC) para o setor de laticínios, com foco no aquecimento e resfriamento durante a produção de queijos. A primeira configuração combina energia solar térmica e fotovoltaica com um sistema convencional a Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) para atender às demandas energéticas de uma BC de estágio único, utilizando o refrigerante R134a para fornecer água fria. A segunda configuração utiliza uma BC de dupla cascata (BCDC) com os refrigerantes R134a e R600a, capaz de produzir vapor e água fria simultaneamente. A terceira configuração envolve uma BC de estágio único com R600a, integrada a um sistema solar térmico para geração de vapor e a um sistema de adsorção de sílica-gel/água para o fornecimento de água fria. A modelagem térmica das BC foi baseada em princípios de termodinâmica e modelos de transferência de calor. O sistema solar térmico foi simulado com o software TRNSYS®, enquanto o sistema fotovoltaico seguiu a norma ABNT NBR 16690:2019. Para a análise de viabilidade econômica, utilizou-se a técnica Life Cost Saving (LCS), comparando os custos de oportunidade com as Taxas Mínimas de Atratividade (TMA) de investimentos comuns no mercado. Além disso, o Potencial de Aquecimento Global (PAG) foi avaliado por meio da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), comparando as configurações propostas com os sistemas convencionais. Os resultados indicaram que os sistemas propostos reduziram o consumo de energia em 22,9%, 49,0% e 55,0%, sendo a configuração 3 a mais eficiente em comparação ao sistema convencional. No aspecto ambiental, as reduções no PAG foram de 13,8%, 40,4% e 77,6% para as configurações 1, 2 e 3, respectivamente. Em termos econômicos, todas as configurações apresentaram viabilidade, com destaque para a configuração 2, que alcançou uma TIR de 58,9% ao ano e um Payback de 3 anos. O estudo conclui que as configurações propostas são economicamente viáveis e representam alternativas vantajosas para reduzir custos energéticos e impactos ambientais na indústria de laticínios, especialmente nos processos de geração de vapor e água fria.