Analysis of energetic and exergetic performance according to the evaporation temperature of a vapor compression chiller

Autores

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.44651

Palavras-chave:

Chiller screw compressor, Energy efficiency, Exergy efficiency, Evaporation temperature

Resumo

This article presents an energy and exergy efficiency analysis of a large-scale chilled water refrigeration system, a chiller, integrated into a chilled water plant designed to supply the thermal load required for air conditioning in a large shopping mall located in the capital of the state of Paraíba, Brazil. The studied chiller uses a screw-type compressor, which operates with an electric motor to increase the pressure in one phase of the thermodynamic cycle, resulting in significant energy consumption, especially in continuous operations and under high load. The study focuses on reducing electrical energy consumption by evaluating and identifying improvements in the system's operation, based on energy and exergy behavior. To achieve this goal, numerical simulations were performed using the Engineering Equation Solver (EES) software, which allowed the system's operation to be represented and optimized. Additionally, the article presents detailed data on the refrigeration cycle of the studied chiller, essential for understanding the equipment's operation. The results indicate that the evaporator had the highest exergy loss, but this could be reduced by increasing the evaporation temperature, improving the overall efficiency of the refrigeration unit and reducing electrical energy consumption.

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Biografia do Autor

Carlos Eduardo da Silva Albuquerque, Universidade Federal do Vale do São Francisco, Colegiado de Engenharia de produção, Campus Salgueiro-PE

Possui doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais, mestrado em Engenharia Mecânica e graduação em Engenharia Mecânica, todos obtidos na Universidade Federal de Campina Grande. Seu foco de pesquisa está em processos metalúrgicos, com ênfase em fundição de precisão rápida e processos termofísicos utilizando simulação numérica. Também realizou pesquisas anteriores em análise de energia e exergia para melhoria de processos e escoamento de fluidos multifásicos. Na área acadêmica, atua como professor efetivo no curso de Engenharia de Produção na Universidade Federal do Vale do São Francisco, sendo responsável por ministrar disciplinas da área da mecânica

Celso Rosendo Bezerra Filho, Universidade Federal de Campina Grande

Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba (1985), mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal da Paraíba (1988) e doutorado em Génie Thermique - Institut National Des Sciences Appliquées de Lyon (1998). Atualmente é professor titular da Universidade Federal de Campina Grande. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Transferência de Calor e Termodinâmica, atuando principalmente nos seguintes temas: regime periódico, transferência de calor, difusividade térmica, resistência de contato e análise termodinâmica de motores de combustão interna.

Thays Nogueira Rodrigues, Centro Universitário Paraíso, Departamento de Engenharia Civil

Doutoranda em Engenharia Civil e Ambiental na Universidade Federal de Campina Grande, com linha de pesquisa em Mecânica e Gerência de Pavimentos. Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande, na área de concentração em Geotecnia (2017). Graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Campina Grande (2015). Atualmente atua como professora no Centro Universitário Paraíso (UniFAP) nos cursos de Engenharia Civil e Arquitetura e Urbanismo, desenvolvendo pesquisas e orientações com temas relacionados a linha de pesquisa de Avaliação de Projeto de Transportes. 

Maria Deise Calou Leite, Centro Universitário Paraíso, Departamento de Engenharia Civil

Graduanda em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Paraíso - UNIFAP. Bolsista FIES. desenvolve pesquisas sobre pavimentação sobre orientação da professora Thays Nogueira Rodrigues.

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Publicado

08.08.2024

Como Citar

Albuquerque, C. E. da S., Bezerra Filho, C. R., Rodrigues, T. N., & Leite, M. D. C. (2024). Analysis of energetic and exergetic performance according to the evaporation temperature of a vapor compression chiller. Brazilian Journal of Production Engineering, 10(3), 256–272. https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.44651

Edição

v. 10 n. 3 (2024): Número Regular (Julho - Setembro)

Seção

ENERGIA

Licença

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