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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Não Informado

Departamento: Não Informado

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Ambiental

Tipo do Documento: Dissertação

Título: UMA ANÁLISE DE SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE PISCINAS DOMÉSTICAS ATRAVÉS DE BOMBAS DE CALOR ASSISTIDAS POR ENERGIA SOLAR

Orientador
  • SERGIO COLLE
Aluno
  • ALLAN RICARDO STARKE

Conteúdo

O brasil possui o segundo maior mercado de piscinas no mundo e este cresce a uma taxa aproximada de 5% ao ano. nas regiões sul e sudeste do brasil, onde a temporada de calor é reduzida (dezembro a março), é necessário algum sistema de aquecimento para aumentar a temporada de banho. bombas de calor assistidas por energia solar (sa-hp) têm sido estudadas nos eua desde a década de 80, principalmente no aquecimento de ambientes. a combinação de uma bomba de calor com um sistema de aquecimento solar tende a amenizar várias das desvantagens destes sistemas quando operados separadamente. no inverno, os coletores solares fornecem água a uma temperatura muito baixa para ser utilizada no aquecimento direto, mas esta pode ser utilizada como fonte térmica para uma bomba de calor. além disso, o sistema solar apresenta uma maior eficiência quando operado com temperaturas baixas, viabilizando a utilização de coletores baratos e sem cobertura. o sistema combinado pode compensar tanto a redução de desempenho do sistema solar convencional durante períodos nublados como a baixa capacidade de aquecimento da bomba de calor em períodos frios. o presente estudo apresenta uma análise da viabilidade da utilização de sa-hp para aquecimento de piscinas. a metodologia empregada é baseada na simulação transiente de quatro configurações de sistemas de aquecimento, para uma piscina privada de 36 m3, e superfície de 24 m2, localizada em florianópolis - santa catarina. as simulações são realizadas no software transient system simulation tool (trnsys), onde o desempenho dos principais componentes, como coletor solar e piscina, são determinados por modelos matemáticos disponíveis na biblioteca de componentes do trnsys. por outro lado, a simulação da bomba de calor é baseada em uma matriz de desempenho, a qual é determinada por um modelo termodinâmico em regime permanente implementado no software engineering equation solver (ees). esse modelo é validado a partir de dados de desempenho extraídos de um catálogo de um equipamento comercial. quatro configurações são consideradas neste estudo: a configuração padrão, que utiliza uma bomba de calor ar-água (ashp); a configuração em paralelo, em que uma bomba de calor ar-água é instalada em paralelo ao sistema solar convencional (sa-ashp); a configuração em série, em que o sistema de aquecimento solar é conectado em série a uma bomba de calor água-água (sa-wshp); e a configuração dual-source que é a combinação das duas configurações anteriores, ou seja, utiliza uma bomba de calor com dois evaporadores (ar/água-água; sa-dshp). nas configurações em série e dual-source considera-se também um circuito de by-pass que possibilita o aquecimento da piscina diretamente pelos coletores solares. além disso, em todas as configurações considera-se um aquecedor auxiliar para garantir que a temperatura da água da piscina seja mantida entre 27°c e 28°c, durante o ano todo. o desempenho térmico é avaliado em termos da fração solar, enquanto que a viabilidade econômica é quantifica através do life-cycle savings (lcs). finalmente, uma análise de sensibilidade permite analisar os efeitos das principais variáveis de projeto, tais como, capacidade nominal de aquecimento da bomba de calor, eficiência e área dos coletores solares e utilização de cobertura térmica na piscina.

Índice de Shannon: 3.30892

Índice de Gini: 0.842255

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
3,02% 2,80% 3,63% 3,64% 2,93% 29,55% 23,27% 3,37% 3,71% 2,48% 4,39% 3,34% 4,12% 3,71% 2,91% 3,14%
ODS Predominates
ODS 6
ODS 1

3,02%

ODS 2

2,80%

ODS 3

3,63%

ODS 4

3,64%

ODS 5

2,93%

ODS 6

29,55%

ODS 7

23,27%

ODS 8

3,37%

ODS 9

3,71%

ODS 10

2,48%

ODS 11

4,39%

ODS 12

3,34%

ODS 13

4,12%

ODS 14

3,71%

ODS 15

2,91%

ODS 16

3,14%