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

Thiago Rodrigues Alexandria Leite

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Carlos Antônio Cabral dos Santos

ORCID iD Universidade Federal da Paraíba (UFPB) Brasil

Resumo

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados das análises energética, exergética e exergoeconômica 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, foram calculados o coeficiente de desempenho do sistema (COP) e a capacidade de refrigeração (Qc). Através da análise exergética, foram calculadas a destruição de exergia, a exergia de refrigeração, e a eficiência exergética de refrigeração. Por fim, pela análise exergoeconômica, que utilizou o método SPECO, foi calculado o custo por unidade de refrigeração (cq). Os resultados indicaram, através da análise energética, que o COP é maximizado para correntes de entradas menores e para temperaturas da água menores, obtendo seu melhor resultado (2,79) na corrente elétrica de entrada de 0,5 A. Através da análise exergética viu-se que a refrigeração utilizando módulos termoelétricos apresentou valores de eficiência exergética de refrigeração muito baixos em relação ao COP (0,043 para o ensaio variando a temperatura da água e 0,051 para o ensaio variando a corrente). Por fim, através da análise exergoeconômica, os resultados mostraram que o custo por unidade de refrigeração diminuiu com o aumento da temperatura da água e com o aumento da corrente de entrada. Ademais, foi feito um ensaio simulando um ambiente a ser refrigerado. Com uma corrente elétrica de 3 A, o protótipo conseguiu baixar a temperatura em 10,4 °C com 5 minutos de funcionamento. Com este estudo, conclui-se que o sistema de refrigeração termoelétrico experimental proposto, nas características e condições dos ensaios, teve resultados satisfatórios e que as análises energética, exergética e exergoeconômica se mostraram eficazes para evidenciar sob quais condições o sistema tem melhor desempenho e menor custo.

Palavras-chave


exergia; exergoeconomia; módulos termoelétricos; refrigeração


Texto completo:

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