Estudo teórico e experimental de um sistema compacto de cogeração consistindo de uma máquina de refrigeração por absorção água-amônia e uma microturbina

Abstract

A energia ocupa uma posição estratégica no mercado nacional, podendo ser considerada como insumo essencial à realização de praticamente todas as atividades humanas e ao desenvolvimento da sociedade. É compreensível a preocupação crescente e a importância de novos projetos de implantação ou ampliação da matriz energética brasileira, tanto em relação a geração como com a distribuição. Tais considerações são oportunas ao se propor também a geração distribuída ou plantas de cogeração como alternativas energéticas, onde se busca melhorar os procedimentos de conversão reduzindo perdas e garantindo uso racional de energia. Este trabalho apresenta um modelo de análise termodinâmica, o projeto, a montagem e o monitoramento de uma planta de cogeração compacta para geração de energia elétrica e água gelada para climatização. A planta é constituída por uma microturbina de 28 kWe e uma máquina de refrigeração por absorção água/amônia de 17 kWT, ambos operando originalmente via queima direta de gás natural. Para aumentar o nível de aproveitamento da energia do combustível utilizado na microturbina, o sistema de queima direta da máquina de refrigeração foi substituído por um sistema de recuperação de calor. Os resultados experimentais comprovam a viabilidade técnica da adaptação da máquina de refrigeração por absorção à microturbina. Operando em carga máxima, a planta de cogeração atinge um índice de utilização de energia primária (CP) em torno de 37 %, o que corresponde a um aumento de 75 % na utilização do combustível quando comparado com a eficiência da microturbina operando em modo simples. Os ensaios realizados mostram ainda que a adaptação da máquina de refrigeração não trouxe prejuízo significativo nos parâmetros de desempenho da microturbina. Em contrapartida, o COP da máquina de refrigeração atinge a 0,26 devido à diminuição da temperatura da fonte quente que alimenta o gerador.