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Otimizando o Design e a Eficiência Energética em Trocadores de Calor Horizontais

2024; UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO; Volume: 17; Issue: 5 Linguagem: Português

10.26848/rbgf.v17.5.p3255-3271

1984-2295

Rodrigo Aparecido Jordan, Rodrigo Couto Santos, Ricardo Lordelo Freitas, Anamari Viegas de Araújo Motomiya, Elton Aparecido Siqueira Martins, Jhon Lennon Bezerra da Silva, Iara Tamires Rodrigues Cavalcante, Ítalo Sabião Sanches, Édipo Sabião Sanches, Juliano Lovatto,

Solar Thermal and Photovoltaic Systems

O aquecimento global e as mudanças climáticas impactam diretamente a produção agrícola, destacando a urgência de soluções sustentáveis para a climatização de instalações. Nesse contexto, a energia geotérmica superficial emerge como alternativa promissora, especialmente em regiões tropicais e subtropicais. Este estudo objetivou avaliar o potencial da energia geotérmica proveniente de um latossolo vermelho para climatização de instalações agrícolas, determinando os parâmetros ideais de projeto e eficiência energética em trocadores de calor horizontais. A pesquisa foi realizada no município de Dourados - MS, Brasil, em 2022, tendo sido calculada a taxa e coeficiente global de transferência de calor e a propagação térmica radial em torno de trocadores de PVC e cobre para determinação da profundidade e distancia radial ideal de instalação. Foram verificadas a profundidade ótima de instalação do trocador de calor (2,4 m) e a distância mínima entre tubos (0,5 m) para maximizar a eficiência. Constatou-se que o material do trocador (PVC ou cobre) não influenciou significativamente a taxa de transferência de calor, sendo o solo fator limitante. O diferencial de temperatura entre o fluido e o solo foi identificado como parâmetro de maior impacto. Com base nesse estudo, é indicada a construção de trocadores de PVC, pois apresentaram desempenho técnico semelhante ao cobre, porém com menor custo e maior facilidade de aquisição e manuseio. Os resultados dessa investigação fornecem subsídios técnicos relevantes para o dimensionamento otimizado de sistemas geotérmicos aplicados à climatização agrícola sustentável e econômica.