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i MAX MAURO LOZER DOS REIS Avaliação do desempenho de um ciclo de refrigeração por absorção visando maximizar o coeficiente de desempenho do sistema. CAMPINAS – SP 2014

Simulação no hysys - refrigeração por absorção

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Simulação de um ciclo de refrigeração por absorção.

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i

MAX MAURO LOZER DOS REIS

Avaliação do desempenho de um ciclo de refrigeração por absorção visando maximizar

o coeficiente de desempenho do sistema.

CAMPINAS – SP 2014

Page 2: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

ii

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA QUIMICA

MAX MAURO LOZER DOS REIS

Avaliação do desempenho de um ciclo de refrigeração por absorção visando maximizar

o coeficiente de desempenho do sistema.

Trabalho apresentado à Faculdade de Engenharia Química da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para composição da nota da disciplina IQ404 - Análise e Otimização de Ciclos Termodinâmicos.

Professor: Dr. José Vicente Hallak d’Angelo

CAMPINAS – SP

2014

Page 3: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

iii

Lista de Figuras

Figura 4.1 – Diagrama de processo do sistema no Aspen Hysys© ................................................ 2

Figura 5.1 – Variação do COP em função da razão entre as pressões alta e baixa. ....................... 4

Figura 5.2 – Variação do Fluxo de calor no regenerador e absorvedor em função das razões de

pressão. ....................................................................................................................................... 5

Figura 5.3 – Variação do Fluxo de massa total e temperatura de evaporação em função da

razão entre as pressões alta e baixa. ............................................................................................. 5

Figura 5.4 – Variação do Potência necessária na bomba em função da razão entre as pressões

alta e baixa. ................................................................................................................................. 6

Figura 5.5 – Variação do COP do sistema em função da razão entre as pressões. ........................ 7

Figura 5.6 – Variação do Fluxo de calor no regenerador e absorvedor em função da razão

entre as pressões. ........................................................................................................................ 7

Figura 5.7 – Variação do COP do sistema em função da razão da composição da mistura. .......... 8

Figura 5.8 – Variação do fluxo de calor no regenerador e da potência necessária na bomba em

função da razão da composição da mistura. ................................................................................. 9

Figura 5.9 – Variação dos COPs em função da razão entre as pressões alta e baixa. ...................10

Figura 5.10 – Variação do Fluxo de calor no regenerador em função da variação das pressões

alta e baixa. ................................................................................................................................10

Figura 5.11 – Variação do Fluxo de massa em função da razão entre as pressões alta e baixa. ....11

Figura 5.12 – Variação da carga térmica do evaporador em função da razão entre as pressões

alta e baixa. ................................................................................................................................11

Figura 5.13 – Variação dos COPs em função da variação da razão entre as pressões alta e

baixa utilizando várias combinações de fluidos. .........................................................................12

Figura 5.14 – Variação dos Qreg em função da variação das pressões alta e baixa utilizando

várias combinações de fluidos. ...................................................................................................12

Figura 5.15 – Variação da vazão mássica em função da razão das pressões alta e baixa

utilizando várias combinações de fluidos. ..................................................................................13

Figura 5.13 – Variação do COP do distema em função da razão entre as composições da

mistura. ......................................................................................................................................14

Figura 5.14 – Variação do fluxo de calor no regenerador em função da razão entre as

composições da mistura. ............................................................................................................14

Page 4: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

iv

Figura 5.15 – Variação da Potência de compressão necessária em função da razão entre as

composições da mistura. ............................................................................................................15

Page 5: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

v

Lista de Tabelas

Tabela 1 – Condições iniciais da simulação do ciclo de absorção. .......................................... 2

Tabela 2 – Pares de fluidos simulados e fração mássica considerada. ..................................... 2

Tabela 3 – Condições consideradas otimizadas. ................................................................... 16

Page 6: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

vi

Sumário

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 1

2 OBJETIVO GERAL ............................................................................................................ 1

3 ESTUDO DE CASO ............................................................................................................. 1

4 METODOLOGIA ................................................................................................................ 2

5 RESULTADOS ..................................................................................................................... 3

5.1 Variação da pressão baixa do ciclo com NH3 – H2O ...................................................... 3

5.2 Variação da pressão alta do ciclo com NH3 – H2O ......................................................... 6

5.3 Variação da composição da mistura NH3 – H2O............................................................. 7

5.4 Comparação dos resultados entre os pares de mistura NH3 – H2O ; NH3 – DMF;

R134a – DMF. ........................................................................................................................ 9

5.4.1 Variação da pressão baixa do ciclo ..................................................................... 9

5.4.2 Variação da pressão alta do ciclo .......................................................................11

5.4.3 Variação da composição da mistura ...................................................................13

6 CONCLUSÕES E COMENTÁRIOS .................................................................................17

Page 7: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

1

1 INTRODUÇÃO

Este trabalho da disciplina IQ404 consiste em avaliar o desempenho de um ciclo de

refrigeração por absorção, visando obter condições otimizadas de operação que permitam

maximizar o coeficiente de desempenho do ciclo. Será avaliada a influência das variáveis

operacionais do ciclo (pressão alta, pressão baixa, composição da corrente de alimentação da

coluna de destilação), bem como o par refrigerante/absorvente a ser utilizado no ciclo de

refrigeração, sobre o coeficiente de desempenho do ciclo.

2 OBJETIVO GERAL

Obter condições otimizadas das variáveis operacionais de um ciclo de refrigeração por

absorção por meio de uma análise termodinâmica desse ciclo, com o objetivo de obter uma

capacidade de refrigeração no evaporador do ciclo de refrigeração fixada em 1 tonelada de

refrigeração, ou seja, 12.000Btu/h. Por condição otimizada entende-se maior coeficiente de

desempenho no ciclo de refrigeração.

3 ESTUDO DE CASO

Uma máquina de refrigeração a absorção emprega amônia como refrigerante e água

como absorvente. O calor fornecido ao regenerador provém de uma serpentina, na qual circula

vapor de água condensando à pressão atmosférica. A temperatura do regenerador é 175 °F.

Com a água de arrefecimento a 60 °F, as temperaturas no condensador e no absorvedor são de

70 °F. A amônia evapora no evaporador a 10 °F. Admitindo que a operação seja adiabática,

exceto quando se fornece ou se rejeita calor intencionalmente e desprezando a queda de

pressão devida ao atrito do fluido (exceto na válvula de expansão).

Page 8: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

2

4 METODOLOGIA

O ciclo de refrigeração por absorção foi modelado no simulador Aspen Hysys©,

conforme é apresentado na Figura 4.1 a partir das condições da Tabela 1.

Figura 4.1 – Diagrama de processo do sistema no Aspen Hysys©

Tabela 1 – Condições iniciais da simulação do ciclo de absorção.

�� = ���� = ����� = ��[psia] 128,8

�� = �� = �� = �� [����] 38,51

�����[Btu/hr] 12000,0

Após esta etapa, o mesmo simulador foi utilizado para variar alguns parâmetros e

verificar a resposta do sistema as mudanças para três pares de fluidos diferentes, como

mostrado na Tabela 2.

Tabela 2 – Pares de fluidos simulados e fração mássica considerada.

���çã� �á����� R1 R2

0,49 0,51

Pares de fluidos

��� ���

��� DMF

R134a DMF

Page 9: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

3

A primeira simulação foi efetuada de modo que todos os parâmetros foram mantidos

inalterados, variando apenas a pressão baixa do ciclo entre 5 psia e 115 psia.

Em seguida, novamente mantendo todos os outros parâmetros inalterados, a pressão alta

do ciclo foi variada entre 100 psia e 200 psia.

Por fim, as pressões alta e baixa do ciclo foram mantidas nos valores iniciais, conforme

já apresentados na Tabela 1, e a variação desta vez ocorreu na fração mássica dos fluidos

envolvidos na saída do absorvedor do sistema de refrigeração.

Os resultados das simulações foram exportados para o Microsoft Excel e os gráficos

foram plotados para serem analisados.

5 RESULTADOS

5.1 Curvas de comportamento do sistema através da variação da pressão baixa do ciclo com NH3 – H2O

A Figura 5.1 mostra a variação do desempenho do sistema em função do adimensional

obtido entre a razão da pressão alta e da pressão baixa, que será a partir daqui chamado de �,

ou seja:

� =

�����

������

(5.1)

É valido ressaltar que neste caso a pressão alta manteve-se constante e igual a 128,8

psia, enquanto que a pressão baixa variou entre 5 e 115,0 psia. Além disso, o COPs/b refere-

se ao desempenho obtido quando a potência de compressão necessária no sistema não esta

incluída no cálculo e o COPc/b trata-se do desempenho quando essa potência é considerada

no cálculo.

Page 10: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

4

Figura 5.1 – Variação do COP em função da razão entre as pressões alta e baixa.

É possível verificar a forte influência na variação de � no desempenho do ciclo de

refrigeração por absorção, caindo rapidamente à medida que essa diferença é aumentada.

Comparando os desempenhos com a inclusão da bomba e sem a sua inclusão, verifica-se que

os resultados não apresentam diferenças significativas, por seu pequeno gasto energético, e

por isso a potência de compressão da bomba geralmente é desprezada nas analises de

desempenho.

Além disso, para manter a carga térmica de 12000 Btus no evaporador, fez-se

necessário fluxo de calor no regenerador e absorvedor crescente, conforme mostrado na

Figura 5.2, à medida que � aumenta. Esse fato é um importante parâmetro para escolha do

sistema para uma determinada aplicação, pois a fonte de calor disponível para o regenerador é

um fator importante para o bom funcionamento do sistema.

0,2

0,26

0,32

0,38

0,44

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

CO

P

�COPs/b COPc/b

Page 11: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

5

Figura 5.2 – Variação do Fluxo de calor no regenerador e absorvedor em função das razões de pressão.

Outros dois fatores de grande importância estão relacionados na Figura 5.3. A

temperatura do evaporador é um parâmetro que está associado às finalidades práticas. Para

valores de � muito elevados, 25,8, a temperatura de evaporação chegou a -63ºF,

correspondente a -52,78°C, o que para certas aplicações é desnecessário. Além disso, o fluxo

mássico de refrigerante aumenta bastante, o que implica no aumento do porte de todo o

sistema, resultando aumento do custo da instalação. Em consequência desses fatores, uma

avaliação sobre a aplicação do equipamento pode mostrar os valores de � praticáveis para

determinadas necessidades, evitando gastos desnecessários e resultando maior desempenho do

ciclo, o que pode ser percebido pela comparação da Figura 5.1 e Figura 5.3.

Figura 5.3 – Variação do Fluxo de massa total e temperatura de evaporação em função da razão entre as pressões alta e baixa.

5

10

15

20

25

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0

Q [

Btu

/hr]

�Qreg Qabs

-70

-50

-30

-10

10

30

50

70

125

130

135

140

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0

Tem

pe

ratu

ra [

°F]

m [

lb/h

r]

�Fluxo mássico Temperatura

Page 12: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

6

A potência de compressão necessária na bomba também foi analisada a partir da Figura

5.4. Apesar de ser um parâmetro com menor importância devido seu consumo de energia

geralmente ser muito baixo em sistemas de absorção, é possível notar a rápida variação na

potência à medida que � é elevada. Essa variação torna-se quase imperceptível a partir de

valores de � maior que 5.

Figura 5.4 – Variação do Potência necessária na bomba em função da razão entre as pressões alta e baixa.

5.2 Curvas de comportamento do sistema através da variação da pressão alta do ciclo com NH3 – H2O

Nesta seção as simulações foram efetuadas mantendo a pressão baixa constante e igual a

38,51 psia e a pressão alta foi variada entre 100,0 e 200,0 psia. Os resultados foram plotados

também em função da razão entre as pressões �.

Verifica-se que as razões de pressões são mais sensíveis quando se altera a pressão

baixa. Nota-se também a tendência decrescente do desempenho do sistema com o aumento da

�.

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0

W [

Btu

/hr]

Page 13: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

7

Figura 5.5 – Variação do COP do sistema em função da razão entre as pressões.

O fluxo de calor no regenerador e absorvedor tendem a aumentar com o aumento de �

quando a pressão alta é variada, isso pode ser conferido na Figura 5.6.

Figura 5.6 – Variação do Fluxo de calor no regenerador e absorvedor em função da razão entre as pressões.

5.3 Variação da composição da mistura NH3 – H2O

Nas simulações seguintes as pressões e carga térmica no evaporador foram mantidas

constantes e iguais a 38,51 psia a pressão baixa; 128,8 psia a pressão alta e 12000 Btu,

respectivamente. No entanto a composição de amônia na saída do absorvedor foi

0,25

0,27

0,29

0,31

0,33

0,35

2,5 3,5 4,5 5,5

CO

P

9

12

15

18

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

Q [

Btu

/hr]

�Qabs Qreg

Page 14: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

8

gradativamente alterada de modo a verificar o comportamento dos parâmetros do sistema. Em

seguida os gráficos foram plotados em função da razão entre as frações do refrigerante e

absorvente ou, fazendo uma relação com a Tabela 2, a razão entre os refrigerantes R1 e R2.

ξ =

NH3

H2O=

�1

�2

(5.2)

Verifica-se através da Figura 5.7 que o COP é totalmente dependente da composição de

amônia e água na saída do absorvedor. À medida que a quantidade de amônia em sua saída

aumenta, o desempenho do sistema se comporta da mesma forma. O valor limite para esta

razão é 50% de amônia e 50% de água, pois para menores composições de amônia na saída do

absorvedor o desempenho do sistema cai drasticamente. Além disso, há valores limites para

essas composições para que o simulador obtivesse a convergência, os quais serão mostrados

mais adiante.

Figura 5.7 – Variação do COP do sistema em função da razão da composição da mistura.

A variação da composição da mistura influi bastante no desempenho do sistema,

necessitando maior fluxo de calor no regenerador. Como mostrado na Figura 5.8, para valores

de razão menor que 1, o fluxo de calor necessário no regenerador para alcançar a mesma

carga térmica no evaporador aumenta bastante e da mesma forma acontece com a solicitação

de potência da bomba.

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5 1,5 2,5 3,5

CO

P

�COPc/b COPs/b

Page 15: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

9

Figura 5.8 – Variação do fluxo de calor no regenerador e da potência necessária na bomba em função da razão da composição da mistura.

5.4 Comparação dos resultados entre os pares de mistura NH3 – H2O ; NH3 – DMF; R134a – DMF.

5.4.1 Variação da pressão baixa do ciclo

Neste caso a comparação foi realizada pela variação das pressões e composições para

três pares de fluidos refrigerantes, sendo possível uma análise qualitativa do quão bom será

cada um desses pares.

Verifica-se a partir da Figura 5.9 que o desempenho torna-se decrescente com o

aumento de � em todos os casos. Entretanto, comparando o COP para os três pares de

refrigerante/absorvente nota-se que aquele contendo R134a – H2O foi o que apresentou o

menor desempenho e o par NH3 – DMF apresentou o maior desempenho entre as alternativas.

Além disso, o seu desempenho é menos sensível a variação da pressão, apresentando uma

curva de decaimento menos inclinada.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,110

15

20

25

30

35

0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Wb

om

ba

[B

tu/h

r]

Qre

g [B

tu/h

r]

�Qreg Wbomb

Page 16: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

10

Figura 5.9 – Variação dos COPs em função da razão entre as pressões alta e baixa.

Através da Figura 5.10 é possível notar outras características quanto à utilização dos

fluidos. São necessários fluxos de calor cada vez maiores no regenerador em todos os casos à

medida que � aumenta, mas para o R134a – DMF esse fluxo é relativamente muito maior.

Figura 5.10 – Variação do Fluxo de calor no regenerador em função da variação das pressões alta e baixa.

Analisando agora a vazão mássica de fluido refrigerante do sistema a partir da Figura

5.11, é notável a desproporção, necessitando o par R134a – DMF de 70 vezes mais vazão de

fluido quando comparado ao NH3 – DMF. Isso implicaria em componentes de maior porte,

elevando muito os custos do sistema. Com relação ao par NH3 – H2O verifica-se também a

necessidade de maior fluxo mássico, mas com proporções menores em relação a NH3 - DMF.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

CO

P

�NH3 - H2O NH3 - DMF R134a - DMF

8

28

48

68

88

108

128

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0

Q [

Btu

/hr]

�Qreg[NH3 - H2O] Qreg[NH3 - DMF]

Page 17: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

11

Figura 5.11 – Variação do Fluxo de massa em função da razão entre as pressões alta e baixa.

A Figura 5.12 compara se a demanda de carga térmica no evaporador do sistema foi

atendida. É valido observar que esse parâmetro foi inserido nas simulações como sendo uma

das condições de entrada a ser atendida, no entanto o par R134a – DMF, além de todos os

problemas já apresentados anteriormente, não consegue suprir essa demanda.

Figura 5.12 – Variação da carga térmica do evaporador em função da razão entre as pressões alta e baixa.

5.4.2 Variação da pressão alta do ciclo

À medida que a pressão alta é variada nota-se a redução no desempenho do sistema com

o crescimento da diferença de pressão alta e baixa �, conforme Figura 5.13. Além disso, nos

4355

4356

4357

4358

4359

4360

50

70

90

110

130

150

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

m [

R1

34a

-D

MF]

[lb

/hr]

m [

lb/h

r]

�m[NH3 - H2O] m[NH3 - DMF] m[R134a - DMF]

3,2

3,6

4

4,4

4,8

0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0

Car

ga

térm

ica

[B

tu/h

r]

�T [NH3 - H2O] T [NH3 - DMF] T [R134a - DMF]

Page 18: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

12

limites de pressões simulados, o valor de � que se obteve o maior COP foi de 2,6 em todos os

casos. Mais uma vez o sistema utilizando o par de refrigerante NH3 – DMF apresentou

desempenho mais satisfatório em relação aos outros casos.

Figura 5.13 – Variação dos COPs em função da variação da razão entre as pressões alta e baixa utilizando várias combinações de fluidos.

Como já mostrado anteriormente a variação da pressão impacta diretamente no fluxo de

calor necessário no regenerador para satisfazer a carga térmica necessária no evaporador.

Variando a pressão alta esse comportamento mostrou-se similar, conforme mostra Figura

5.13. O par de refrigerante R134a – DMF necessita de um fluxo de calor muito superior aos

outros dois casos.

Figura 5.14 – Variação dos Qreg em função da variação das pressões alta e baixa utilizando várias combinações de fluidos.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

CO

P

�NH3 - H2O NH3 - DMF R134a - DMF

40

60

80

100

10

12

14

16

18

2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

Qre

g[B

tu/h

r] -

[R1

34

a -

DM

F]

Qre

g ]B

tu/h

r]

�NH3 - H2O NH3 - DMF R134a - DMF

Page 19: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

13

Comparando a vazão mássica necessária entre os pares de refrigerante/absorvente, mais

uma vez o par com R134a – DMF mostrou-se pior que os outros fluidos. O par contendo NH3

– DMF necessitou de menos vazão mássica para obter o mesmo resultado de carga térmica,

como pode ser conferido a partir da Figura 5.15. Este comportamento é mais vantajoso em

relação aos outros devido à redução no porte de todo o sistema.

Figura 5.15 – Variação da vazão mássica em função da razão das pressões alta e baixa utilizando várias combinações de fluidos.

5.4.3 Variação da composição da mistura

A composição da mistura afeta fortemente o desempenho do sistema e isso pode ser

conferido na Figura 5.16. Observa-se que o par R134a – DMF continua apresentando o menor

COP entre as alternativas, seguido pelo NH3 – H2O. Nas simulações a convergência do

programa ficou limitada em alguns casos. Por exemplo, para composição da amônia na saída

do absorvedor maior que 80% ou menor que 40%, o programa não converge. No caso do

R134a – DMF o limite superior foi de 95% de R134a e o inferior de 50%. O par contendo

NH3 – DMF foi o que apresentou maiores limites de convergência nas simulações, sendo a

maior composição de 95% de amônia e a menor de 15%.

Outra vantagem apresentada pelo par NH3 – DMF é detectada também na Figura 5.16.

Para valores de � menores que 1, o desempenho do sistema cai abruptamente, entretanto, para

valores maiores que 1 o COP não apresenta variações tão significativas.

4300

4320

4340

4360

4380

4400

45

70

95

120

145

2,5 3,5 4,5 5,5

m[R

134

a -

DM

F] [

lb/h

r]

m [

lb/h

r]

�NH3 - H2O NH3 - DMF

Page 20: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

14

Figura 5.16 – Variação do COP do distema em função da razão entre as composições da mistura.

O fluxo de calor necessário no regenerador também é bastante afetado quando a razão

da composição da mistura é menor que 1, isso pode ser percebido através da Figura 5.17. A

demanda de fluxo de calor aumenta rapidamente nessa situação e para razões maiores que 1

essa demanda permanece praticamente constante.

Figura 5.17 – Variação do fluxo de calor no regenerador em função da razão entre as composições da mistura.

O mesmo comportamento conforme descrito acima é verificado para a potência de

compressão da bomba, e pode ser conferido através da Figura 5.18.

0,07

0,12

0,17

0,22

0,27

0,32

0,37

0,42

0,47

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

CO

P

�COP [NH3 - H2O] COP [NH3 - DMF]

3

7

11

15

19

23

27

31

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

Qre

g [

Btu

/hr]

�COP [NH3 - H2O] COP [NH3 - DMF]

Page 21: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

15

Figura 5.18 – Variação da Potência de compressão necessária em função da razão entre as composições da mistura.

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00

W [

Btu

/hr]

�COP [NH3 - H2O] COP [NH3 - DMF]

Page 22: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

16

6 CONDIÇÕES PERACIONAIS CONSIDERADAS OTIMIZADAS

Tabela 3 – Condições consideradas otimizadas.

Fluido refrigerantes ��� DMF

Fração mássica [ % ] 0,50 0,50

Pressão de trabalho [ Psia ] Palta Pbaixa

128,8 85,0

Temperatura de evaporação [ ºC ] 8,78

Carga térmica do evaporador [ Btu ] 12000,0

COP 0,4705

Page 23: Simulação no hysys - refrigeração por absorção

17

7 CONCLUSÕES E COMENTÁRIOS

A partir das simulações realizadas foi possível comparar o sistema de refrigeração de

absorção funcionando entre vários níveis de pressão e com diferentes pares de

refrigerante/absorvente. Além disso, foi observada a influência da composição da mistura na

saída do absorvedor sobre os parâmetros do sistema.

Em todos os casos o sistema mostrou-se bastante sensível as diferenças de pressões

entre o sistema de baixa e alta pressão, não sendo uma boa alternativa uma diferença muito

elevada, pois impacta diretamente no COP do sistema, além da necessidade de trocadores de

calor, bomba, absorvedor, regenerador e válvula de expansão com porte cada vez maior,

fazendo com o que o custo inicial do sistema se eleve muito, impactando no custo x benefício

do sistema proposto.

O par de fluido NH3 – DMF apresentou melhor desempenho que os outros pares, além

de ser menos sensível as variações propostas nas simulações. O pior comportamento foi

verificado para o R134a – DMF, pois além de não atingir a carga térmica considerada nas

simulações apresentou COP muito reduzido e vazões mássicas bastante elevadas em relação

aos outros sistemas. Por esses fatos, esse par de refrigerante não é uma boa opção em sistemas

de refrigeração por absorção.

A composição da mistura na saída do absorvedor é de grande importância para o bom

desempenho do ciclo. Verificou-se que para valores de � menor que 1 os parâmetros do

sistema cai bruscamente, inclusive o COP, sendo aconselhável projetar sistemas à evitar esse

acontecimento. Para valores de � superior a 4 os parâmetros tornam-se praticamente

constantes, interessando que os valores de � estejam entre 1 e 4.

Do ponto de vista a otimizar o sistema de modo a obter o maior desempenho, variando a

pressão baixa do ciclo e verificando a razão entre pressões de �=1,2, foi o ponto de maior

desempenho entre as simulações, aproximadamente 0,49, utilizando o par de refrigerante NH3 –

DMF com razão entre refrigerante/absorvente igual a 1. Entretanto, a temperatura de

evaporação correspondente nessa situação é de 20°C, não atendendo a maioria das solicitações

de um circuito de refrigeração devido à alta temperatura. Imaginando-se então um sistema de

absorção para refrigeração de ambiente com uma demanda de carga térmica de 12000 Btus e

fazendo um pequeno acréscimo na razão de pressões para �=1,5 a temperatura de evaporação

resultante gira em torno de 9°C, permitindo o conforto térmico do ambiente e obtendo um COP

de 0,47.