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Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 136-140 Resumo: A economia propiciada pelos aquecedores solares de água, em substituição aos chuveiros elétricos, é entendida como uma geração virtual de energia elétrica, visto que estes equipamentos são responsáveis por mais de 5% do consumo nacional de energia elétrica e por cerca de 18% da demanda de ponta do sistema elétrico. A minimização desse consumo de ponta significaria um grande benefício para o sistema de geração e distribuição de energia, deslocando a urgência de grandes investimentos de recursos, além de diminuir a pressão ambiental trazida pela inundação de grandes lagos necessários às hidrelétricas. Para a implementação intensiva de sistemas de aquecimento solar, torna-se ainda necessário o desenvolvimento de ferramentas de simulação que permitam uma análise criteriosa do comportamento de coletores solares em associações de grande porte, agilizando a etapa de projeto e inserção dos coletores nestas associações com maior grau de confiabilidade. O modelo físico proposto baseia-se nas equações de conservação da energia, massa e momentum, contemplando a não-uniformidade da vazão nos tubos de distribuição dos coletores solares. Os procedimentos experimentais desenvolvidos incluem ensaios internos realizados no simulador solar para avaliação do desempenho térmico de um coletor solar plano, operando sob diferentes condições de vazão de água. Os resultados obtidos experimentalmente foram utilizados para validação do modelo numérico proposto. A análise dos resultados obtidos experimentalmente foi confrontada com os resultados numéricos, sendo observadas as tolerâncias e incertezas da instrumentação utilizada, obtendo-se resultados bastante satisfatórios para a simulação, notadamente para a distribuição de temperatura do fluido. Abstract: The economy propitiated by the solar water heaters, in substitution to the electric showers, it is understood as a virtual generation of electric power, because these equipments are responsible for more than 5% of the national consumption of electric power and for about 18% of the top demand of the electric system. The consumption minimization would mean a great benefit for the generation system and energy distribution, moving the urgency of great investments of resources, besides, reducing the environmental pressure brought by the flood of great necessary areas to the hydroelectric ones. For the intensive implementation of solar heating systems, its becomes still necessary the development of simulation tools that allow a discerning analysis of the solar collectors behavior in associations of great load, activating the project stage and inserting the collectors in these associations with larger reliability degree. The proposed physical model bases on the equations of energy conservation, massand momentum, contemplating the no-uniformity of the flow in the distribution tubes of the solar collectors. The developed experimental procedures include internal rehearsals accomplished in the solar simulator for thermal acting evaluation of the collector solar plan, operating under different conditions of water flow. The results obtained experimentally were used for validation of the proposed numeric model. The results analysis obtained experimentally was confronted with the numeric results, being observed the tolerances and uncertainties of the used instrumentation, being obtained quite satisfactory results for the simulation, especially for the temperature fluid distribution.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Bibliografia: f. 100-107 Resumo: Este trabalho buscou avaliar a viabilidade de aproveitamento da energia contida nos gases de exaustão, produzidos em um motor diesel, para obtenção de efeito de refrigeração dentro de um baú frigorífico. Essa energia pode ser utilizada como aporte energético em ciclos de refrigeração por absorção, gerando o efeito de refrigeração para cargas em transporte rodoviário. Desta forma, a potência consumida no funcionamento do equipamento de refrigeração convencional pode ser economizada, gerando uma diminuição da quantidade de rejeitos tóxicos lançados na atmosfera e redução dos custos operacionais durante seu transporte. Um modelo matemático foi desenvolvido para determinação do efeito de refrigeração requerido em função do tipo de carga, temperatura de armazenamento, parâmetros construtivos das carrocerias e condições climáticas típicas. O programa computacional foi implementado, utilizando-se a plataforma MATLAB. Foram realizados ensaios experimentais em laboratório e em campo para comparação e validação do modelo proposto. Os resultados mostraram-se bastante satisfatórios, com desvios absolutos máximos entre os valores das temperaturas medidas e simuladas da ordem de 2,5 oC Palavras-chave: refrigeração-absorção, modelagem matemática, climatização, uso eficiente de energia Abstract: This study aims to evaluate the viability of exhaust gases heat recovery, generated by the combustion in a Diesel motor, in order to produce a cooling effect inside a refrigeration truck. The heat can be used as energetic input for an absorption refrigeration cycle to produce the required cooling effect. Thus, the power consumed during the operation of the conventional refrigeration equipment can be saved, reducing toxic waste disposal in the atmosphere and the operational costs during the transportation. A mathematic model has been developed to define the cooling effect required, related to the load, storage temperature, constructive parameters of the back of the truck and typical climatic conditions. The software was implemented using MATLAB framework. Experimental tests were realized at the laboratory and in the field for comparison and to validate the proposed model. The results were considered satisfactory, with maximum absolute error between experimental and simulated temperatures of no more than 2,5oC Keywords: refrigeration-absorption, mathematic modeling, climatization, energy efficient use