Author(s):
Proença, Samuel Fernandes
Date: 2011
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.6/3808
Origin: uBibliorum
Subject(s): Arrefecimento solar; Arrefecimento - Chiller de absorção; Arrefecimento - Chiller de absorção - Avaliação do desempenho; Energia solar - Chiller de absorção - Aspectos económicos
Description
A crescente preocupação com as questões ambientais e a sustentabilidade energética tem levado ao desenvolvimento de sistemas cada vez mais eficientes e que façam o máximo uso das chamadas energias renováveis. Neste âmbito, esta dissertação visa o estudo da utilização de um sistema de arrefecimento solar numa garrafeira comercial em vez de um sistema de arrefecimento eléctrico convencional. O sistema estudado é composto por um chiller de absorção que é alimentado por água quente proveniente de um sistema solar térmico com o apoio de uma caldeira a gás natural, sendo o arrefecimento do chiller efectuado por uma torre de arrefecimento. A implementação deste sistema na garrafeira foi simulada no programa de simulação computacional “EnergyPlus” com os dados climáticos característicos da região do Porto, que fornece um relatório detalhado com as informações pretendidas, destacadamente as temperaturas exterior e interior da garrafeira, o consumo eléctrico dos componentes e o consumo de gás. Analogamente, foi simulado um sistema de arrefecimento eléctrico convencional nas mesmas condições que o anterior, a fim de comparar os resultados obtidos. Verifica-se que o sistema de arrefecimento solar consegue uma poupança de 1180,60 €/ano (24 %/ano) relativamente ao sistema convencional. Contudo, após contabilizar os custos relativos ao investimento inicial de cada um dos sistemas, observa-se que o sistema de arrefecimento solar apresenta um custo inicial bastante maior (cerca de 41.620 € mais elevado) do que o sistema convencional. Fazendo uma análise económica simplificada, conclui-se que o tempo de retorno do investimento inicial ronda os 35 anos, o que é demasiado face ao tempo de vida útil habitual de um chiller de absorção (até 25 anos). Nas actuais condições, conclui-se que o sistema de arrefecimento solar não é economicamente viável, podendo no entanto tornar-se uma solução interessante dentro de algum tempo, caso os preços da electricidade aumentem consideravelmente ou os chillers de absorção venham a impor-se no mercado, tornando-se mais baratos do que actualmente.
The growing concern about the environmental issues and sustainable energy has led to the development of more efficient systems and that make the maximum use of renewable energy. In this context, this work aims at the study of a solar cooling system in a commercial cellar instead of a conventional electric cooling system. The studied system is composed of an absorption chiller that is fed by hot water from a solar thermal system with the support of a natural gas-fired boiler. The chiller is cooled by a cooling tower. The implementation of this system in the cellar was simulated in a computer simulation program called “EnergyPlus” with weather data from Oporto region, which provides a detailed report with the information requested, especially the temperatures outside and inside the cellar, the electrical consumption of the components and the gas consumption. Similarly, a conventional electric cooling system was simulated under the same conditions as above, in order to compare the results. We can see that the solar cooling system can save 1180.60 € per year (24 % per year) compared to the conventional system. However, after accounting for the cost of the initial investment of each system, it is apparent that the solar cooling system has a substantially higher initial cost (about 41620 € higher) than the conventional system. By doing a simplified economic analysis, we conclude that the payback time of the initial investment is around 35 years, which is too long compared to the usual absorption chiller’s lifetime (up to 25 years). Under present conditions, it can be inferred that the solar cooling system is not economically feasible, but may become an interesting solution within some time, if electricity prices increase significantly, or if absorption chillers impose themselves on the market, making it cheaper than now.