Enunciado

As necessidades de ar comprimido de uma fábrica são atendidas por um compressor de 150   h p equipado com um trocador de calor, um pós-resfriador e um secador refrigerado. A fábrica opera 6.300   h / a n o , mas estima-se que o compressor deva comprimir ar durante apenas um terço das horas de operação, o que equivale a 2.100   h o r a s   p o r   a n o , ficando ocioso ou desligado o resto do tempo. As medições de temperatura e os cálculos indicam que 25 % da energia fornecida ao compressor e removida do ar comprimido na forma de calor no pós-resfriador. O COP da unidade de refrigeração e de 2,5 , e o custo da eletricidade e de U S $   0,095 / k W h . Determine a quantidade de energia e o dinheiro economizados por ano como resultado do resfriamento do ar comprimido antes de sua entrada no secador refrigerado.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos afirma que é determinado que 25 % da entrada de energia para o compressor é removida do ar comprimido como calor no resfriador posterior com uma unidade de refrigeração cujo COP é 2,5 . As quantidades de energia e dinheiro economizadas por ano como resultado do resfriamento do ar comprimido antes de este entrar no secador refrigerado devem ser determinadas.

Podemos representar como,

Assumindo que, o compressor funciona a plena carga quando em funcionamento.

Passo 2

Pronto já temos todas as informações necessárias, vamos para a análise. Desse modo temos que observando que 25 % da entrada de energia para o compressor é removida pelo resfriador posterior, a taxa de remoção de calor do ar comprimido no resfriador posterior sob condições de carga total é

Q a p ó s   a r r e f e c i m e n t o   =   P o t ê n c i a   N o m i n a l   d o   C o m p r e s s o r F a t o r   d e   C a r g a F r a ç ã o   d e   P ó s   r e f r i g e r a ç ã o

=   ( 150   h p ) ( 0.746   k W / h p ) ( 1.0 ) ( 0.25 )   =   27.96   k W

Passo 3

Diz-se que o compressor funciona a plena carga durante 2100   h o r a s   p o r   a n o , e o COP da unidade de refrigeração é de 2,5 . Então a economia de energia e custos associada a esta medida torna-se

E c o n o m i a   d e   E n e r g i a   =   ( Q a p ó s   a r r e f e c i m e n t o   ) ( H o r a s   d e   O p e r a ç ã o   A n u a i s ) / C O P

= ( 27.96   k W h ) ( 2100   h o r a s / a n o ) / 2.5

= 23,490   k W h / a n o

C u s t o   d a   e n e r g i a   =   E n e r g i a   c o n s u m i d a C u s t o   u n i t á r i o   d a   e n e r g i a

= ( 23,490   k W h / a n o ) ( $ 0.0 9 5 / k W h )

= $ 2232 / a n o

Resposta

23490   k W h / a n o

$ 2232 / a n o

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Escreva cada combinação de vetores como um único vetor. P Q → + Q R → R P → + P S → Q S → - P S → R S → + S P → + P Q →