Título: Construção de um protótipo de bomba de calor com assistência solar para validação experimental do modelo matemático em Lavras - MG

Autoria de: Arthur Henrique de Melo Driemeyer

Orientação de: Carlos Eduardo Castilla Alvarez

Presidente da banca: Carlos Eduardo Castilla Alvarez

Primeiro membro da banca: Dimas Jose Rua Orozco

Segundo membro da banca: Márcio Montagnana Vicente Leme

Palavras-chaves: evaporador, solar, modelo, matemático, calor

Data da defesa: 05/12/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-2

Data da versão final: 12/12/2023

Data da publicação: 12/12/2023

Referência: Driemeyer, A. H. d. M. Construção de um protótipo de bomba de calor com assistência solar para validação experimental do modelo matemático em Lavras - MG. 2023. 66 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: A crescente preocupação com o aumento do consumo de energia, causa uma busca por fontes de energias alternativas, renováveis e de maior eficiência. Nesse âmbito, a bomba de calor é um potencial substituto aos sistemas de aquecimento de água convencionais. Dessa forma, o presente trabalho visa realizar a construção de um protótipo de bomba de calor com assistência solar para coletar dados experimentais e validar o modelo matemático desse sistema. Foram construídos os trocadores de calor e selecionados os principais componentes que compõem o protótipo. Posteriormente, foi escolhida a instrumentação necessária para a coleta de dados, os sensores foram calibrados e foram realizados testes experimentais para avaliar a performance da bomba de calor. O teste escolhido foi realizado num dia ensolarado na cidade de Lavras-MG, com temperatura ambiente de 33,6 ºC e uma radiação solar de 683,4 Wm², obtendo-se um coeficiente de performance de 1,91 com uma vazão de água de 1 Lmin. Utilizando as condições obtidas no teste experimental, o modelo matemático foi alimentado resultando e um COP de 4,71 com uma vazão de água de 1,5 Lmin. Percebeu-se que as diferenças entre modelo e experimento estavam ligados as perdas e irreversibilidades do sistema que são desconsideradas na simulação. O compressor modelado apresentou um consumo de 500W, enquanto, o compressor real consumiu 770W, afetando diretamente a performance do sistema. A vazão de água de água no teste experimental foi 50 menor que a simulada, uma vez que, na realidade existem trocas de calor com o ambiente que não são implementadas no modelo. Observa-se que o modelo permite a comparação e a previsão dos resultados experimentais, no entanto, ainda precisa de mais estudos de otimização. Em especial, uma melhor modelagem dos polinômios que representam o consumo do compressor.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_mecanica/20232201810911

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G032 - ENGENHARIA MECÂNICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Arthur Henrique de Melo Driemeyer e Universidade Federal de Lavras

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