Resultados obtidos nas medições.

Documentos relacionados
Potência em CA AULA II. Vitória-ES

Análise de Circuitos 2. de Fator de Potência

Revisão de Eletricidade

Em corrente alternada existem três tipos de potência

Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Departamento de Eletrônica Retificadores. Prof. Clóvis Antônio Petry.

Sumário CIRCUITOS DE CORRENTE ALTERNADA. Prof. Fábio da Conceição Cruz 21/10/ Introdução. 2. Formas de ondas alternadas senoidais

Revisão de Eletricidade

Curso Técnico em Eletroeletrônica Instalações Elétricas

Qualidade em Instalações de Aquecimento Solar. Boas práticas.

3. Revisão bibliográfica

Exemplo-) Determinar a potência aparente do circuito a seguir. Figura 68 Cálculo da potência aparente.

Instalações Elétricas Prediais A ENG04482

Disciplina: Instalações Elétricas Prediais

Instalações Elétricas de Baixa Tensão. Conceitos Básicos

Professor Dr. Evandro Rodrigo Dário Curso: Engenharia Mecânica Disciplina: Termodinâmica. Processos reversíveis e Irreversíveis

A normalização e a Eficiência Energética no Projeto. Eng Mário Sérgio Almeida

FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 20 POTÊNCIA E ENERGIA ELÉTRICA REVISÃO

Aquecedores de água a gás

2. TROCADOR DE CALOR FEIXE TUBULAR

Apoio didático para o Ensaio 1

Dispositivos com escoamento em regime permanente

Potência em Corrente Alternada

Aula 26. Introdução a Potência em CA

FACULDADE UNEMAT CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA MODELOS DE CARGA

ANÁLISE DE ENERGIA ELÉTRICA INJETORAS

Corrente alternada em Circuitos monofásicos

Seu equipamento em suas mãos! Software que permite integração via micro e celular. CLP-Central de Controle

Eletricidade II. Aula 1. Resolução de circuitos série de corrente contínua

Aula 5 Análise de circuitos indutivos em CA circuitos RL

lectra Material Didático INSTALAÇÕES ELÉTRICAS Centro de Formação Profissional

CAPÍTULO I. 1 Introdução Motivação

Profa.. Dra. Ana Maria Pereira Neto

CIRCUITOS ELÉTRICOS. Aula 06 POTÊNCIA EM CORRENTE ALTERNADA

4. Validação do modelo

Relatório de performance de redução de consumo de energia com produtos

Geração de Energia Elétrica

Professor: Gabriel Alves

LABORATÓRIO ATIVIDADES 2013/1

UNIVERSIDADE CEUMA COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA CIVIL CAMPUS ANIL. Professor Leonardo Gonsioroski

ETE 30 Transdutor Multigrandezas

Capítulo 2 - Norma EB 2175

Curso Técnico Subsequente em Refrigeração e Climatização CÂMPUS SÃO JOSÉ (RESOLUÇÃO CEPE/IFSC Nº 70 DE 13 DEZEMBRO DE 2016)

Já ouviu falar na Tecnologia Inverter?

PEA3496- Energia e Meio Ambiente

COMPORTAMENTO DOS GERADORES NA PRESENÇA DE CAPACITORES Por Eng. Jose Starosta, MSc

Homepage:

Eletrotécnica. Potência aparente, fator de potência Potência complexa. Joinville, 21 de Março de 2013

8º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA EEL7040 Circuitos Elétricos I - Laboratório

NUOS: A SUA BOMBA DE CALOR PARA AQS

Eletricidade Geral. Resumo do Curso Fórmulas e Conceitos

NUOS: A SUA BOMBA DE CALOR PARA AQS

USO EFICIENTE DA ENERGIA

4 Análise em Regime Permanente e no Domínio do Tempo de Problemas de Estabilidade de Tensão em Sistemas Reais

Lista de problemas número 1. Exercícios de Refrigeração e Psicrometria A) REFRIGERAÇÃO

Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Potência e Energia Elétrica

Eletricidade Geral. Guia de Estudos P1

Relatório de performance de redução de consumo de energia com ação de eficiência energética

Sustentabilidade no uso da energia em prédios públicos

Disciplina : Termodinâmica. Aula 14 Segunda Lei da Termodinâmica

ANÁLISE DA ENTRADA DE ENERGIA ELÉTRICA

Lista de Exercícios P1. Entregar resolvida individualmente no dia da 1ª Prova. a) 25Hz b) 35MHz c) 1Hz d)25khz. a) 1/60s b) 0,01s c) 35ms d) 25µs

MOTORES TÉRMICOS AULA 3-7 SISTEMAS DE POTÊNCIA A VAPOR PROF.: KAIO DUTRA

4.1. Resultados da análise de sensibilidade dos parâmetros do chiller. Considerando que a eficiência do compressor η cp

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ SETOR DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA TM-364 MÁQUINAS TÉRMICAS I. Máquinas Térmicas I

Colégio Municipal Walter Francklin

Circuitos em Corrente Alternada contendo R, L e C. R = Resistor; L = Indutor; C = Capacitor

Sala de Estudos FÍSICA Lucas 2 trimestre Ensino Médio 3º ano classe: Prof.LUCAS Nome: nº Sala de Estudos Potência e Energia Elétrica

PRO-SOL. LÍDER EM TECNOLOGIA PARA AQUECIMENTO SOLAR DE ÁGUA. MAIS ECOEFICIÊNCIA EM COLETORES SOLARES.

POTÊNCIA EM CIRCUITOS SENOIDAIS.

Universidade Federal de Itajubá EEL 012 Laboratório de Conversão Eletromecânica de Energia

Aplicação. Onde pode ser aplicado? Edifícios Residenciais

Capitulo 5 Projeto dos Controladores

f = 1MHz ε rms = 10V C = 220pF V Lrms = 39,1V V Crms = 30,0V V Rrms = 4,15V

Prof. Me. Victor de Barros Deantoni 1S/2017

ASSOCIAÇÃO DE ENSINO E CULTURA PIODÉCIMO FACULDADE PIO DÉCIMO, CAMPUS III ARACAJU, SERGIPE QUESTÕES PARA AULA DO ENAD ÁREA ESPECÍFICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO SUL CAMPUS RIO GRANDE INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

1 - hot acoplado.pdf 1 14/09/11 04:05 C M Y CM MY CY CMY K Acoplados Sistemas

Comparação dos resultados. Revisão 1

Etapa 1: Questões relativas aos resultados Lei de Ohm. 1.1 A partir dos dados tabelados, calcule o valor médio da resistência do resistor.

Responsável pelo Conteúdo: Prof. Ms. Robmilson Simões Gundim Revisão Textual: Profa. Dr. Patricia Silvestre Leite Di Iorio

Atividade prática Partida triângulo + cálculos para motores

Capitulo 4 Validação Experimental do Modelo Matemático do Trocador de Calor

Refrigeração e Ar Condicionado

CCK 7550S. Multimedidor de Grandezas Elétricas e Harmônicas com Ethernet

Título da Pesquisa: Palavras-chave: Campus: Tipo Bolsa Financiador Bolsista (as): Professor Orientador: Área de Conhecimento: Resumo:

TRANSMISSÃO DE CALOR

CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: ENGENHARIAS E ARQUITETURA SUBÁREA: ENGENHARIAS INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE SANTA CECÍLIA

AVALIAÇÃO DO MERCADO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DO BRASIL

ATIVIDADES DE RECUPERAÇÃO PARALELA 3º Trimestre 9 ano DISCIPLINA: Física

TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES INSTALAÇÕES HIDROSSANITÁRIAS AULA 03. Elaboração: Roberta Fontenelly Engenheira Civil 2017

AVALIAÇÃO DO MERCADO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DO BRASIL

Equipamentos Elétricos. Aula 3 - Disjuntores

Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Departamento Acadêmico de Eletrônica Retificadores. Prof. Clóvis Antônio Petry.

CCK 7550SF. Multimedidor de Grandezas Elétricas com Controle por Frequência

ACIONAMENTOS INDUSTRIAIS

05/01/2017 LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE ENERGIA QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO SIMBOLOGIA CIRCUITO ELÉTRICO RESIDENCIAL FORMAS DE INSTALAÇÕES DE CIRCUITOS

ESTUDOS EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NAS RESIDÊNCIAS 1 STUDIES IN ENERGY EFFICIENCY IN RESIDENCIES

Energia Elétrica transformada em Térmica

2ª Lei da Termodinâmica. Prof. Matheus Fontanelle Pereira

Transcrição:

Resultados obtidos nas medições. Os dados na sequência representam dois ensaios de aquecimento da água no reservatório de 200 litros de duas formas distintas. No primeiro aquecimento se faz o ensaio do Boiler original com resistência elétrica e da BC (Bomba de Calor), ambos de forma estacionária sem circulação de água e sem consumo de água. No segundo aquecimento se faz o ensaio do Boiler original com resistência elétrica e da BC, ambos com circulação interna de água mas sem consumo de água. Isso possibilita eliminar a estratificação de temperaturas dentro do reservatório. Para todos os casos são utilizados os mesmos equipamentos de medição e controle, a fim de garantir a veracidade do ensaio. 1. Os resultados na sequência representam o ensaio de aquecimento da água de forma estática (sem consumo e sem circulação de água). 1.1 Taxa de aquecimento da água. Ao avaliar o funcionamento da BC se deve levar em conta a velocidade em que a água é aquecida, o que se chama de recuperação de calor. É preciso que o dispositivo de aquecimento possibilite o reaquecimento dá água em velocidade suficiente para consumos consecutivos. Figura 1. Boiler original com resistência elétrica. Nota-se o aumento da temperatura em 31,8 C em um tempo de 2,5 horas, taxa de 12,7 C/h.

Figura 2. Bomba de Calor com aumento da temperatura em 29,6 C em um tempo de 1,5 horas, taxa de 19,7 C/h. Ao comparar as Figuras 1 e 2 se percebe que a taxa de aumento de temperatura com uso de BC é maior, o que indica que a água é aquecida mais rapidamente com esse sistema. 1.2 Potências ativa, aparente e reativa no aquecimento da água. Três potências podem ser medidas em circuitos de alimentação residenciais e prediais, são as potência aparente dada em Watt (W), potência ativa dada em Volt Ampere (VA) e potência reativa dada em Volt Ampere reativo (Var). A potência reativa não tem significado físico quanto ao consumo de energia, sendo assim, seu valor pode ser desconsiderado nas análises da BC. As potências aparente e ativa representam valores de consumo de energia onde para a resistência elétrica ambas tem valor próximo, por ser uma carga resistiva. Já para a BC apresentam valores diferentes em função da carga indutiva. Assim, no caso da BC, se devem fazer duas considerações ao analisar as potências, consumo com potência aparente, de valor maior, e o consumo com potência ativa. A diferença entre os valores da potência aparente e ativa é dada pelo chamado fator de potência (FP). O FP tem valor mínimo estabelecido pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) que para o caso de residências é de 0,92.

Figura 3. Boiler original com resistência elétrica. Potências consumidas durante o período do ensaio, potência aparente (azul) 1.800 W, potência ativa (vermelha) 1.900 VA e potência reativa (verde) 350 VAr. Figura 4. Bomba de calor. Potências consumidas durante o período do ensaio, potência aparente (azul) 1.400 W, potência ativa (vermelha) 1.600 VA e potência reativa (verde) 900 VAr. Comparando as Figura 3 e 4 se observa que as potências ativa para a resistência elétrica (Boiler original) é da ordem de 1.900 VA, enquanto a consumida pela BC é da ordem de 1.600 VA. Assim a BC tem uma potência de trabalho menor que a do Boiler original. Se pode concluir que o pico de consumo se reduz, já que a potência de trabalho diminui. Se analisarmos o Selo PROCEL emitido pelo INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial), referente chuveiros elétricos edição 02/2013 (http://www.inmetro.gov.br/consumidor/pbe/chuveiro.pdf em 11/09/2013 14:30), se observa que o chuveiro comercial de menor potência aparente é de 3000 W enquanto a potência aparente da BC é de 1.600 W. Caso seja observada aplicação dos chuveiros para região sul, daquele

Selo, o chuveiro de menor potência tem potência aparente indicada de 6.800 W. Assim se observa que a BC tem potência de consumo muito inferior ao dos chuveiros comerciais. Isso indica uma redução do pico de consumo de energia. Figura 5. Bomba de calor. FP durante o ensaio varia de 0,81 a 0,84. Quando observada a Figura 5 se nota um valor bastante baixo do FP, se comparado ao mínimo estabelecido pela ANEEL. A ANEEL estabelece o mínimo em 0,92 enquanto a BC apresenta, valores de 0,81 a 0,84. Esses valores podem ser parcialmente melhorados com a adição de um capacitor de correção de FP. De qualquer forma deve ser feita uma análise sobre o consumo mensal total da residência, pois o FP não é levado em conta sobre um pequeno intervalo de tempo de consumo e sim, sobre o consumo mensal de todos equipamentos instalados na residência. Como não se pode estabelecer o valor total mensal de uma residência, pois muda muito em função da ocupação, nem mesmo é escopo desse trabalho, não se faz uma maior avaliação desse parâmetro. 1.3 Energias ativa e aparente consumidas no aquecimento da água. A potência de consumo é o indicativo da redução ou não do pico de energia consumida, mas não garante que o consumo diminua. Isso se deve pelo fato da redução da potência poder levar a um consumo durante um tempo maior, como no caso dos equipamentos com reservatórios térmicos. O Boiler e a BC trabalham com esses reservatórios térmicos, onde a energia é armazenada na água aquecida. Assim se faz necessário avaliar a energia consumida no período do ensaio. As Figuras 6 e 7 mostram as curvas das energias consumidas.

Figura 6. Boiler original com resistência elétrica. Energias consumidas durante o período, energia aparente (azul) 4.816 VArh e energia ativa (vermelha) 4.638 Wh. Figura 7. Bomba de calor. Energias consumidas durante o período, energia aparente (azul) 2.790 VArh e energia ativa (vermelha) 2.326 Wh. Quando analisadas as Figuras 6 e 7 se observa que no período do ensaio, a BC apresentou um consumo de energia menor que a resistência elétrica do Boiler. Enquanto a resistência consumiu 4.816 Volt Ampere hora (VArh) e 4.638 Watt hora (Wh) a BC consumiu apenas 2.790 VArh e 2.326 Wh. Assim se comprova que o consumo de energia, consequentemente o custo mensal para aquecimento da água é bastante reduzido com o uso da BC. Se a avaliação for conduzida em função da energia consumida por 1 C de água aquecida se obtêm para a resistência os valores de 151,4 VArh/ C e 145,8 Wh/ C e para BC os valores de 94,3

VArh/ C e 78,6 Wh/ C. Da mesma forma há o indicativo de que a BC tem consumo muito inferior, da ordem de 1,6 vezes menos energia consumida. 2. Os resultados na sequência representam um ensaio de aquecimento da água com circulação interna para reduzir a estratificação de temperaturas (sem consumo e sem circulação de água). 2.1 Taxa de aquecimento da água. Ao avaliar o funcionamento da BC se deve levar em conta a velocidade em que a água é aquecida, o que se chama de recuperação de calor. É preciso que o dispositivo de aquecimento possibilite o reaquecimento dá água em velocidade suficiente para consumos consecutivos. Figura 8. Boiler original com resistência elétrica. Aumento da temperatura em 31,9 C em um tempo de 4 horas, taxa de 8,0 C/h.

Figura 9. Bomba de calor. Aumento da temperatura em 31,4 C em um tempo de 3 horas, taxa de 10,5 C/h. Ao comparar as Figuras 8 e 9 se percebe que a taxa de aumento de temperatura com uso de BC é maior, o que indica que a água é aquecida mais rapidamente com esse sistema. 2.2 Potências ativa, aparente e reativa no aquecimento da água. Figura 10. Boiler original com resistência elétrica. Potências consumidas durante o período, potência aparente (azul) 1.800 W, potência ativa (vermelha) 1.900 VA e potência reativa (verde) 350 VAr.

Figura 11. Bomba de calor. Potências consumidas durante o período, potência aparente (azul) 1.300 W, potência ativa (vermelha) 1.610 VA e potência reativa (verde) 880 VAr. Comparando as Figura 10 e 11 se observa que as potências ativa para a resistência elétrica (Boiler original) é da ordem de 1.900 VA, enquanto a consumida pela BC é da ordem de 1.610 VA. Assim a BC tem uma potência de trabalho menor que a do Boiler original. Se pode concluir que o pico de consumo se reduz, já que a potência de trabalho diminui. Se analisarmos o Selo PROCEL emitido pelo INMETRO, se observa que o chuveiro comercial de menor potência aparente é de 3.000 W enquanto a potência aparente da BC é de 1.300 W. Caso seja observada aplicação dos chuveiros para região sul, daquele selo, o chuveiro de menor potência tem potência aparente indicada de 6.800 W. Assim se observa que a BC tem potência de consumo muito inferior ao dos chuveiros comerciais. Isso indica uma redução do pico de consumo de energia. Quando observada a Figura 12 se nota um valor bastante baixo do FP, se comparado ao mínio estabelecido pela ANEEL, 0,92.

Figura 12. Bomba de calor. FP durante o ensaio varia de 0,80 a 0,83. 2.3 Energias ativa e aparente consumidas no aquecimento da água. Figura 13. Boiler original com resistência elétrica. Energias consumidas durante o período, energia aparente (azul) 7.300 VArh e energia ativa (vermelha) 7.029 Wh.

Figura 14. Bomba de calor. Energias consumidas durante o período, energia aparente (azul) 5.124 VArh e energia ativa (vermelha) 4.234 Wh. Quando analisadas as Figuras 13 e 14 se observa que no período do ensaio, a BC apresentou um consumo de energia menor que a resistência elétrica do Boiler. Enquanto a resistência consumiu 7.300 VArh e 7029 Wh a BC consumiu 5.124 VArh e 4234 Wh. Assim se comprova que o consumo de energia, consequentemente o custo mensal para aquecimento da água é bastante reduzido com o uso da BC. Se a avaliação for conduzida em função da energia consumida por 1 C de água aquecida se obtém para a resistência os valores de 228,8 VArh/ C e 220,3 Wh/ C e para BC os valores de 163,2 VArh/ C e 134,8 Wh/ C. Da mesma forma há o indicativo de que a BC tem consumo muito inferior, da ordem de 1,6 vezes menos energia consumida. 2.4 O ciclo por compressão de vapor refrigeração. Para avaliar o funcionamento do ciclo de compressão de vapor da BC, a fim de observar se existem possíveis problemas construtivos, se faz a montagem do diagrama de Mollier em três pontos distintos, início do ensaio (14:50 horas) ao meio do ensaio (16:20 horas) e ao final (17:50 horas). A Figura 15 mostra o diagrama de Mollier com a simulação nas três situações. Na análise dos dados coletados também foi observado a diferença entre a temperatura de condensação e a água quente que é de 4,7 C, ao final do ensaio. O que está dentro dos valores práticos da literatura.

Figura 15. Bomba de calor. Diagrama de Mollier com três ciclos de compressão de vapor representado a BC em instantes diferentes durante o ensaio. Os ciclos representados mostram que a BC funciona dentro dos parâmetros normais para em ensaio transiente, embora se possam fazer pequenas alterações na carga (quantidade) do fluido refrigerante no sistema. Observando de forma geral todos os dados aqui expostos, se pode concluir que a BC aquece a água mais rapidamente que o Boiler original, com resistência elétrica, apresenta potência de consumo menor, o que indica menor pico de energia elétrica e tem menor consumo de energia, o que garante um custo mensal menor, se considerado o aquecimento de água. Adicionalmente, se comparada com os chuveiros comerciais a BC apresenta potência consumida bem inferior, o que garante a redução do pico de energia devido ao aquecimento de água.