AVALIAÇÃO ANALÍTICA ENERGÉTICA E EXERGÉTICA DO CHUVEIRO ELÉTRICO
Considerando o chuveiro elétrico como um dos grandes consumidores de energia elétrica na classe residencial no Brasil, esse trabalho apresenta uma análise mais detalhada das ineficiências que envolvem o seu funcionamento. Por meio da reprodução de ensaios teóricos embasados nas normas NBR 15001, NBR 12087 e NBR 12089 aplicou-se as equações de balanço de energia e exergia para duas situações hipotéticas de funcionamento do chuveiro. Na primeira considerou-se que toda a energia entregue ao chuveiro é transferida para a água sem a formação de vapor, que sai exclusivamente na forma de água aquecida. Dentro dessas condições de funcionamento, determinou-se que a Eficiência de Segunda Lei (II) do chuveiro elétrico é de apenas 1,59%, o que indica que a maior parte da potência aplicada no aparelho destina-se à exergia destruida (Xdest). Já na segunda situação considerou-se que parte da água de saída estivesse sob forma de vapor saturado, simulando uma ocorrência prática inevitável. Sob essas condições, constatou-se que a uma vazão média de 0,3 L/s, a Eficiência de Segunda Lei (II) é de 11,64% para uma taxa de geração de vapor de 2% da vazão mássica de entrada, valor que sobe para 17,32% para uma taxa de geração de vapor de 10%. A contribuição da formação de vapor na destruição de exergia total do sistema também aumentou sendo de aproximadamente 50% para 2% de geração de vapor e 85% para 10% de geração de vapor. Por último analisou-se a destruição de exergia que ocorre na própria resistência elétrica de acordo com sua temperatura de funcionamento. Constatou-se que à medida em que é aumentada a temperatura de funcionamento da resistência elétrica, menor é a destruição de exergia que ecorre nela mesma.
AVALIAÇÃO ANALÍTICA ENERGÉTICA E EXERGÉTICA DO CHUVEIRO ELÉTRICO
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DOI: 10.22533/at.ed.8292305017
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Palavras-chave: Chuveiro elétrico, Eficiência, Exergia
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Keywords: Electric Shower, Efficiency, Exergy
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Abstract:
Considering the electric shower as one of the major consumers of electric energy in the residential class in Brazil, this work presents a more detailed analysis of the inefficiencies that involve its operation. Through the reproduction of theoretical tests based on the NBR 15001, NBR 12087 and NBR 12089 standards, the energetic balance and exergetic equations were used for application in two hypothetical situations of shower operation. In the first, it was considered that all the energy delivered to the shower is transferred to the water, which comes out exclusively in the form of heated water. Within these specifications, it was determined that the efficiency of the Second Law (II) of the electric shower is average 1.59%, which indicates that most of the power applied in the device is destined for the destruction of exergy (Xdest). In the second situation, part of the outlet water was considered to be in the form of saturated steam, simulating an inevitable practical occurrence. Under these conditions, it was found that at an average flow rate of 0.3 L / s, the Second Law Efficiency (II) is 11.64% for a steam generation rate of 2% of the incoming mass flow, value that rises to 17.32% for a steam generation rate of 10%. The contribution of the steam to the system's total exergy destruction also increased from approximately 50% to 2% of steam generation and 85% to 10% of steam generation. Finally, the exergy destruction that occurs in the electrical resistance itself was analyzed according to its operating temperature. It was found that the higher the operating temperature of the electrical resistance, the lower the exergy destruction.
- Haypha Mendes Vieira
- Carlos Alberto Chuba Machado
- Fernando Augusto Alves Mendes
