Análise termoeconômica da tecnologia de refrigeração solar em um chiller de absorção de baixa capacidade

Abstract

A demanda pela utilização de energias renováveis, associada às necessidades de conforto térmico, do século atual, vêm estimulando o desenvolvimento tecnológico de sistemas de refrigeração por absorção, acionados por energia solar. A partir desse contexto, esse trabalho almejou realizar uma análise termoeconômica de um Chiller de absorção de baixa capacidade, associado a um sistema de energia solar, avaliando sua operação com brometo de lítio e com amônia. Especificamente, esse trabalho teve como objetivo realizar a análise energética e exergética do ciclo de absorção proposto, realizando-se, a partir dessas análises, um estudo termoeconômico desse ciclo. Para a realização desse estudo, foi feito primeiramente uma definição do arranjo do ciclo integrado com o sistema de energia solar. Após isso, foi estabelecido um modelo analítico com os parâmetros e equacionamentos necessários visando realizar a avaliação energética e exergética. Com a avaliação realizada, foi determinado um segundo modelo analítico, sendo esse direcionado para o estudo termoeconômico. Todo esse fluxo metodológico foi realizado com a utilização do software Engineering Equation Solver (EES®). Os principais resultados demonstraram que o COP e a eficiência exergética do ciclo de brometo de lítio foi maior que o do ciclo de amônia, sendo o coletor solar o equipamento que apresentou a maior destruição exergética. Além disso, encontrou-se um maior custo exergético relacionado ao fornecimento de energia para o gerador do ciclo de amônia, em comparação ao ciclo de brometo de lítio. Por fim, ao se realizar uma análise de payback nominal comparativa entre o ciclo com sistema de energia solar e um ciclo de absorção com queima de gás natural, verificou-se que houve um retorno de investimento em 27 meses para o ciclo operando com brometo de lítio e de 36 meses para o ciclo operando com amônia.