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Energy and exergy assessments for an enhanced use of energy in buildings

Gonçalves, Pedro
Fonte: Universidade de Coimbra Publicador: Universidade de Coimbra
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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36.98%
Exergy analysis has been found to be a useful method for improving the conversion efficiency of energy resources, since it helps to identify locations, types and true magnitudes of wastes and losses. It has also been applied for other purposes, such as distinguishing high- from low-quality energy sources or defining the engineering technological limits in designing more energy-efficient systems. In this doctoral thesis, the exergy analysis is widely applied in order to highlight and demonstrate it as a significant method of performing energy assessments of buildings and related energy supply systems. It aims to make the concept more familiar and accessible for building professionals and to encourage its wider use in engineering practice. This thesis is divided into five main cases studies, which have different scopes and follow slightly different approaches but all with the same common objective. Case study I aims to show the importance of exergy analysis in the energy performance assessment of eight space heating building options evaluated under different outdoor environmental conditions. This study is concerned with the so-called “reference state”, which in this study is calculated using the average outdoor temperature for a given period of analysis. Primary energy and related exergy ratios are assessed and compared. Higher primary exergy ratios are obtained for low outdoor temperatures...

Atmospheric impacts of the life cycle emissions of fuel ethanol in Brazil: based on chemical exergy

OMETTO, Aldo Roberto; ROMA, Woodrow Nelson Lopes
Fonte: ELSEVIER SCI LTD Publicador: ELSEVIER SCI LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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36.9%
An assessment is made of the atmospheric emissions from the life cycle of fuel ethanol coupled with the cogeneration of electricity from sugarcane in Brazil. The total exergy loss from the most quantitative relevant atmospheric emission substances produced by the life cycle of fuel ethanol is 3.26E+05 kJ/t of C(2)H(5)OH, Compared with the chemical exergy of 1 t of ethanol (calculated as 34.56E + 06 kJ). the exergy loss from the life cycle`s atmospheric emission represents 1.11% of the product`s exergy. The activity that most contributes to atmospheric emission chemical exergy losses is the harvesting of sugarcane through the methane emitted in burning. Suggestions for improved environmental quality and greater efficiency of the life cycle of fuel ethanol with cogenerated energy are: harvesting the sugarcane without burning, renewable fuels should be used in tractors, trucks and buses instead of fossil fuel and the transportation of products and input should be logistically optimized. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.; FAPESP (Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo) (Brazil)

Combined production of sugar, ethanol and electricity: Thermoeconomic and environmental analysis and optimization

PELLEGRINI, Luiz Felipe; OLIVEIRA JUNIOR, Silvio de
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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36.67%
Many works have shown the potential of the Brazilian sugarcane industry as an electricity supplier. However, few studies have studied how this potential could be achieved without jeopardizing the production of sugar and ethanol. Also, the impact of modifications in the cogeneration plant on the costs of production of sugar and ethanol has not been evaluated. This paper presents an approach to the problem of exergy optimization of cogeneration systems in sugarcane mills. A general model to the sugar and ethanol production processes is developed based on data supplied by a real plant, and an exergy analysis is performed. A discussion is made about the variables that most affect the performance of the processes. Then, a procedure is presented to evaluate modifications in the cogeneration system and in the process, and their impact on the production costs of sugar, ethanol and electricity. Furthermore, a discussion on the renewability of processes is made based on an exergy index of renewability. As a general conclusion, besides adding a new revenue to the mill, the generation of excess electricity improves the exergo-environmental performance of the mill as a whole. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Modeling the exergy behavior of human body

Mady, Carlos Eduardo Keutenedjian; Ferreira, Maurício Silva; Yanagihara, Jurandir Itizo; Saldiva, Paulo Hilario Nascimento; Oliveira Junior, Silvio Antonio de
Fonte: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD; OXFORD Publicador: PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD; OXFORD
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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36.79%
Exergy analysis is applied to assess the energy conversion processes that take place in the human body, aiming at developing indicators of health and performance based on the concepts of exergy destroyed rate and exergy efficiency. The thermal behavior of the human body is simulated by a model composed of 15 cylinders with elliptical cross section representing: head, neck, trunk, arms, forearms, hands, thighs, legs, and feet. For each, a combination of tissues is considered. The energy equation is solved for each cylinder, being possible to obtain transitory response from the body due to a variation in environmental conditions. With this model, it is possible to obtain heat and mass flow rates to the environment due to radiation, convection, evaporation and respiration. The exergy balances provide the exergy variation due to heat and mass exchange over the body, and the exergy variation over time for each compartments tissue and blood, the sum of which leads to the total variation of the body. Results indicate that exergy destroyed and exergy efficiency decrease over lifespan and the human body is more efficient and destroys less exergy in lower relative humidities and higher temperatures. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.; FAPESP (The State of Sao Paulo Research Foundation); FAPESP (the State of Sao Paulo Research Foundation) [09/17578-0]; CNPq (National Research Council) [306505/2009-6]; CNPq (National Research Council)

Avaliação do ciclo de vida do álcool etílico hidratado combustível pelos métodos EDIP, exergia e emergia; Life cycle assessment of hydrated ethylic alcohol fuel by EDIP, exergy and emergy methods

Ometto, Aldo Roberto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/03/2005 PT
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Uma das formas mais integradas, completas e eficazes para a gestão ambiental de atividades produtivas é baseada no ciclo de vida do produto, sendo a avaliação do ciclo de vida sua principal ferramenta. O produto avaliado é o álcool etílico hidratado combustível, por ser passível de melhorias ambientais durante seu ciclo de vida, alternativo frente aos fósseis e de grande importância estratégica para o Estado de São Paulo e para o Brasil. O objetivo é a avaliação do ciclo de vida do álcool etílico hidratado combustível utilizando o método EDIP (Environmental Development of Industrial Products) e introduzindo as avaliações exergéticas e emergéticas na avaliação e valoração do impacto. A estrutura metodológica está baseada nas normas da série NBR-ISO 14.040 e ISO 14.040. Os resultados do EDIP mostram que a atividade da colheita de cana apresenta o maior potencial de impacto para o consumo de recursos renováveis, o aquecimento global, a formação fotoquímica de ozônio troposférico, a acidificação e a toxicidade humana. O preparo do solo apresenta maior potencial para o consumo de recursos não renováveis e para a ecotoxicidade da água. O trato cultural apresenta maior influência na eutrofização e na ecotoxicidade do solo. Pela exergia...

Análise e otimização termo-econômica-ambiental aplicada à produção combinada de açúcar, álcool e eletricidade.; Thermo-economic-environmental analysis and optimization applied to the combined production of sugar, ethanol and electricity.

Pellegrini, Luiz Felipe
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/12/2008 PT
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36.73%
O presente trabalho objetiva a obtenção de configurações ótimas para geração conjunta de energia eletromecânica e calor em usinas sucroalcooleiras, avaliando o impacto destas nos custos de produção de açúcar, álcool e eletricidade. Desta maneira, uma proposta para a avaliação do uso racional da energia em usinas é desenvolvida, utilizando as análises exergética e termoeconômica como ferramentas de avaliação das alternativas propostas sob o ponto de vista da termodinâmica, da análise econômico-financeira e da perspectiva ambiental. Após a apresentação dos principais processos de conversão de energia de uma usina sucroalcooleira, uma análise exergética é desenvolvida a fim de identificar os principais mecanismos de geração de entropia e propor alternativas para melhorar o desempenho termoeconômico- ambiental da usina. O sistema de cogeração é identificado como o principal destruidor de exergia e diversas configurações são propostas para esse sistema, incluindo outras modificações relacionadas aos processos de produção de açúcar e álcool. As propostas incluem a elevação dos parâmetros de geração de vapor nas caldeiras, maior integração térmica dos processos, eletrificação dos acionamentos mecânicos e uso de sistemas avançados de cogeração...

Avaliação exergoecológica de processos de tratamento de esgoto.; Exergology evaluation of wastewater treatment process.

Mora Bejarano, Carlos Humberto
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 24/03/2009 PT
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37.04%
O presente trabalho propõe uma metodologia científica, com critérios bem definidos, para avaliar e quantificar o desempenho ambiental e a renovabilidade de processos de tratamento de esgoto, numa base única: a exergia. O desempenho ambiental é quantificado através do cálculo da eficiência exergética ambiental, definida como a razão da exergia do efeito útil do processo pela exergia total consumida dos recursos humanos e naturais, incluindo todas as entradas exergéticas. O cálculo da renovabilidade é feito por meio do índice exergético de renovabilidade definido como como a razão entre a exergia dos produtos pela soma das exergias não renováveis, a exergia destruída, a exergia de desativação e a exergia das emissões e residuos. A metodologia foi aplicada a três processos de tratamento de esgoto: dois biológicos (aeróbio e anaeróbio) e um físico-químico (TQA). O cálculo dos indicadores exergéticos foi realizado para cada um destes processos e foi observado que o processo com maiores valores de desempenho ambiental e renovabilidade, considerando o metano e o lodo do processo como efeito útil, foi o processo RAFA Lagoa Facultativa, com valores respectivamente de n (0,983) e lâmbda(7,060). A análise dos resultados mostrou que a metodologia proposta é uma ferramenta útil na avaliação e comparação do desempenho ambiental e da renovabilidade de processos de tratamento de esgoto.; This work proposes a scientific methodology...

Avaliação exergética e exergo-ambiental da produção de biocombustíveis.; Exergetic and exergo-environmental evaluation of biofuels production.

Velásquez Arredondo, Héctor Iván
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 23/04/2009 PT
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36.95%
A revolução industrial levou a sociedade ao incremento do uso de fontes de energia e, no século XX, ao uso intensivo de derivados de petróleo, pelo desenvolvimento dos automóveis como meio de transporte. Ou seja, nos últimos séculos a sociedade tem usado como base de seu crescimento os combustíveis de origem fóssil, que na atualidade, além de seu esgotamento têm originado problemas ambientais derivados de seu uso. Dada esta situação, surge a necessidade de pesquisar sobre fontes alternativas de energia que tenham um menor impacto ambiental, como por exemplo, os chamados biocombustíveis, os quais são, na realidade, combustíveis de origem biomássica. Neste trabalho, fazendo-se uso da análise exergética e exergo-ambiental, são avaliadas diferentes rotas de produção de biocombustíveis: hidrólise ácida do amido da polpa da banana ou da banana, e hidrólise enzimática do material lignocelulósico de resíduo do cultivo da banana para obter açúcares que depois são fermentados e destilados para obtenção de etanol; produção combinada de açúcar e etanol mediante a moagem da cana de açúcar, concentração, cozimento e refino do açúcar e fermentação e destilação dos açúcares da cana-de-açúcar para produzir etanol; assim como a extração e transesterificação do óleo da palmeira-do-dendê para a produção de biodiesel. Para a análise da produção combinada de açúcar e etanol usando a cana de açúcar...

Método exergético para concepção e avaliação de desempenho de sistemas aeronáuticos.; Exergy method for conception and performance evaluation of aircraft systems.

Gandolfi, Ricardo
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 06/08/2010 PT
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A tendência da indústria aeronáutica comercial é o desenvolvimento de aviões mais eficientes em termos de consumo de combustível e custos operacionais diretos. No que diz respeito ao consumo de combustível, algumas estratégias da indústria aeronáutica são o uso de uma aerodinâmica mais eficiente, materiais mais leves e motores e sistemas mais eficientes. O motor turbo jato convencional fornece potência elétrica para os sistemas de cabine (luzes, entretenimento, cozinha) e aviônicos, potência hidráulica para os sistemas de controle de vôo e potência pneumática para proteção contra formação de gelo e unidade de controle ambiental. Motores mais eficientes e diferentes tipos de arquiteturas de sistemas, como os sistemas mais elétricos, são promessas para reduzir o consumo de combustível. A fim de comparar os processos energéticos das arquiteturas de sistemas e motor numa mesma base, a exergia é o verdadeiro valor termodinâmico que deve ser utilizada como ferramenta de decisão para projeto de sistemas, motores e aeronaves, assim como parâmetro de otimização. Trabalhos de outros autores focaram apenas em redução da exergia destruída e nenhum trabalho apresentou um método harmonizador que consolide os parâmetros já existentes e crie outros parâmetros comparativos entre sistemas. Este trabalho propõe um método baseado em análise exergética para concepção e avaliação de sistemas aeronáuticos...

Desempenho exergo-ambiental do processamento de petróleo e seus derivados.; Exergo-environmental performance of petroleum derived fuels processing.

Silva, Julio Augusto Mendes da
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 08/03/2013 PT
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36.72%
O processamento de petróleo e seus derivados é analisado pela aplicação combinada e sistemática da Primeira e da Segunda Lei da Termodinâmica, análise exergética, permitindo a localização dos principais processos destruidores da capacidade de realização de trabalho ao longo da cadeia de processamento. Após a localização das irreversibilidades, diversas opções para melhoria dos processos são avaliadas. A exergia consumida nos processos é dividida em renovável e não renovável e posteriormente repartida, junto com as respectivas emissões de CO2, entre as diversas correntes de cada unidade de processamento. Para uma repartição racional dos fluxos exergéticos e de CO2, a análise exergoeconômica foi utilizada. Um sistema, que permite interações cíclicas entre a cadeia produtiva dos principais combustíveis utilizados no Brasil e a produção de eletricidade, foi elaborado a fim de permitir uma comparação entre os diversos combustíveis levando em consideração toda a cadeia produtiva. Esta comparação está fundamentada no consumo de exergia renovável e não renovável e nas emissões de CO2. Pode-se concluir que o coque de petróleo é o combustível que mais emite CO2, em seguida, encontram-se o carvão e a gasolina. O diesel hidrotratado vem após a gasolina...

Desempenho exergético do corpo humano e de seu sistema respiratório em função de parâmetros ambientais e da intensidade de atividade física.; Exergy performance of the human body and its respiratory system as a function of environmental parameters and intensity of physical activity.

Henriques, Izabela Batista
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 23/08/2013 PT
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37.06%
A análise exergética é aplicada ao corpo humano a fim de determinar o comportamento exergético padrão do corpo e do seu sistema respiratório para um indivíduo saudável em diferentes condições ambientais e intensidades de atividade física. Para isso, são calculadas as taxas de exergia destruída e as eficiências exergéticas do pulmão e do corpo como um todo para diferentes altitudes, períodos de aclimatação, temperaturas, umidades relativas e intensidades de atividade física. São utilizados modelos do corpo e do sistema respiratório disponíveis na literatura, assim como um modelo exergético do corpo. Para a análise exergética do sistema respiratório é proposto um modelo exergético baseado no modelo de transferência de calor e massa presente na literatura. A análise exergética é aplicada a dois volumes de controle: o corpo e o sistema respiratório, que compreende as vias aéreas e os pulmões. No primeiro volume de controle ocorre transferência de exergia para o ambiente através de convecção e radiação, assim como fluxos de exergia através da respiração e evaporação, além da geração de exergia pelo metabolismo exergético. No volume de controle relativo ao sistema respiratório, os fluxos de exergia estão associados ao ar inspirado e expirado e ao sangue venoso e arterial. A transferência de exergia ocorre através do calor gerado pelo metabolismo e do trabalho dos músculos respiratórios. Há também uma variação da exergia relativa ao metabolismo exergético do pulmão. Os resultados obtidos indicam que a eficiência exergética do pulmão diminui com a altitude e atividade física...

Sistema de geração de energia de baixo custo utilizando biogás proveniente de aterro sanitário; Low cost energy generation system using biogas from a sanitary landfill

Pierobon, Luis Ricardo Pedra
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
POR
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36.76%
Neste trabalho, foi desenvolvido e colocado em funcionamento, por 295 horas, um protótipo de sistema de geração de energia de baixo custo que utiliza biogás proveniente de um aterro sanitário em Porto Alegre (RS – Brasil). Idealizado para a utilização da energia no manejo de um aterro sanitário durante o tempo de vida útil do mesmo. Também aplicável para processos industriais que gerem resíduos orgânicos e que devem ser tratados biologicamente. Consiste de um motor de combustão interna acoplado a um motor assíncrono capaz de gerar até 5 kW em 220 volts em três fases com 89% das medições dentro do padrão adequado, 9,9% precárias e 1,1% críticas, sendo as últimas preconizadas para 2004 pela agência reguladora em 7% e 1,1%, respectivamente. O biogás necessário para o funcionamento do protótipo é da ordem de 10,5 a 13,8 kg/h, com tratamento mínimo, ascendendo através de limalhas de aço em um recipiente onde também são retidos os condensados. O custo do quilowatt-hora para um sistema semelhante, mas com um poder de geração maior, na faixa de 40kW, foi estimado em torno de US$0,04, valor que incorpora o custeio do equipamento mais o investimento de instalação. Concluiu-se que o sistema é operacional e pode em curto prazo ser utilizado para o manejo sustentável de um aterro sanitário. No aspecto impacto ambiental...

Performance analysis of an endoreversible heat pump system for optimal air–ground or water environmental exergy potential utilization

Canhoto, Paulo; Reis, A. Heitor; Miguel, António F.
Fonte: John Wiley and Sons, Ltd Publicador: John Wiley and Sons, Ltd
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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66.98%
This paper reports the optimization of a ground or water source heat pump system for housing applications with respect to the best exergy performance and maximum environmental exergy potential use. The analysis presented also offers the opportunity of exploring a new objective for the optimization of the use of exergy sources: ‘In any system powered by an external exergy source optimization is achieved when the exergy flux to the environment is minimum under the existing constraints’. This corresponds to utilizing the supplied exergy to overcome the total irreversibilities of such a system only. The environmental exergy utilization and the exergy output to the environment are analyzed in connection with this objective.

Non-flow exergy potential of the near-ground atmosphere with respect to soil in the Evora region (Portugal)

Reis, A. Heitor; Canhoto, Paulo; Miguel, António F.; Rosa, Rui
Fonte: Universidade de Évora Publicador: Universidade de Évora
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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56.84%
The non-flow exergy potential of the near-ground air with respect to soil conditions in the Évora region (Portugal) has been calculated from monthly averaged hourly data of temperature and specific humidity. The results show that the exergy potential is higher when either heating or cooling is most required. Therefore the exergy potential is used to discuss the replacement of the usual heating and cooling devices driven by fuel or electricity by natural ventilation and active and passive heating/cooling systems using the environmental exergy potential. For instance it is found that the exergy potential when used appropriately allows a significantly reduction of the electric power requirements for air conditioning in small scale systems.

Exergy and optimisation of a ground or water source heat pump system for maximum environmental exergy potential utilization

Canhoto, P.; Reis, A.H.; Miguel, A.F.
Fonte: CGE-UEvora Publicador: CGE-UEvora
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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56.73%
This paper presents the exergy analysis and optimisation of a ground or water source heat pump system for housing applications with the purpose of best performance and maximum environmental exergy potential use.

Optimization of Heat Transfer Systems and Use of the Environmental Exergy Potential - Application to Compact Heat Exchangers and Heat Pumps

Canhoto, Paulo
Fonte: IIFA - Instituto de Investigação e Formação Avançada, Universidade de Évora Publicador: IIFA - Instituto de Investigação e Formação Avançada, Universidade de Évora
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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56.81%
In this thesis, the optimization of forced convection heat sinks and groundwater-source heat pumps is addressed with the purpose of improving energy efficiency. Parallel ducts heat sinks are considered under constrained (fixed) pressure drop, pumping power and heat transfer rate. The intersection-of-asymptotes method is employed together with numerical simulations and relationships for determining optimum hydraulic diameter are put forward. An optimal design emerges under fixed heat transfer rate, which matches that found through the joint minimization of pressure drop and pumping power. With regard to heat pumps optimization, the relation between coefficient-of-performance and air-to-ground exergy potential is established, showing that energy saving as compared to air-to-air systems depends on the square root of that potential. The exergy potential in the Evora region is estimated, and exergy analysis of groundwater-source systems helps identifying distinct conditions of operation: maximum/null net exergy output and best trade-off between environmental exergy utilization and power input.

Optimization of heat transfer systems and use of the environmental energy potential: application to compact heat exchangers and heat pumps

Canhoto, Paulo Manuel Ferrão
Fonte: Universidade de Évora Publicador: Universidade de Évora
Tipo: Tese de Doutorado
ENG
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36.73%
In this thesis, the optimization of forced convection heat sinks and groundwater- -source heat pumps is addressed with the purpose of improving energy efficiency. Parallel ducts heat sinks are considered under constrained (fixed) pressure drop, pumping power and heat transfer rate. The intersection-of-asymptotes method is employed together with numerical simulations and relationships for determining optimum hydraulic diameter are put forward. An optimal design emerges under fixed heat transfer rate, which matches that found through the joint minimization of pressure drop and pumping power. With regard to heat pumps optimization, the relation between coefficient-of-performance and air-to-ground exergy potential is established, showing that energy saving as compared to air-to-air systems depends on the square root of that potential. The exergy potential in the ´Evora region is estimated, and exergy analysis of groundwater-source systems helps identifying distinct conditions of operation: maximum/null net exergy output and best trade-off between environmental exergy utilization and power input; RESUMO:Esta tese apresenta a optimiza¸c˜ao de dissipadores de calor e de bombas de calor geot´ermicas para melhoramento da eficiˆencia energ´etica. S˜ao estudados dissipadores de passagens paralelas sujeitos a constrangimentos de queda de press˜ao...

An Exergy Based Engineering and Economic Analysis of Sustainable Building

Feng, Ming
Fonte: FIU Digital Commons Publicador: FIU Digital Commons
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: application/pdf
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36.86%
To achieve the goal of sustainable development, the building energy system was evaluated from both the first and second law of thermodynamics point of view. The relationship between exergy destruction and sustainable development were discussed at first, followed by the description of the resource abundance model, the life cycle analysis model and the economic investment effectiveness model. By combining the forgoing models, a new sustainable index was proposed. Several green building case studies in U.S. and China were presented. The influences of building function, geographic location, climate pattern, the regional energy structure, and the technology improvement potential of renewable energy in the future were discussed. The building’s envelope, HVAC system, on-site renewable energy system life cycle analysis from energy, exergy, environmental and economic perspective were compared. It was found that climate pattern had a dramatic influence on the life cycle investment effectiveness of the building envelope. The building HVAC system energy performance was much better than its exergy performance. To further increase the exergy efficiency, renewable energy rather than fossil fuel should be used as the primary energy. A building life cycle cost and exergy consumption regression model was set up. The optimal building insulation level could be affected by either cost minimization or exergy consumption minimization approach. The exergy approach would cause better insulation than cost approach. The influence of energy price on the system selection strategy was discussed. Two photovoltaics (PV) systems – stand alone and grid tied system were compared by the life cycle assessment method. The superiority of the latter one was quite obvious. The analysis also showed that during its life span PV technology was less attractive economically because the electricity price in U.S. and China did not fully reflect the environmental burden associated with it. However if future energy price surges and PV system cost reductions were considered...

Exergy Analysis and Optimisation of a Ground or Water Source Heat Pump System for Maximum Environmental Exergy Potential Utilisation

Canhoto, Paulo; Reis, A. Heitor; Miguel, António F.
Fonte: CGE-Geophysics Centre of Evora Publicador: CGE-Geophysics Centre of Evora
Tipo: Artigo de Revista Científica
ENG
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67%
This paper presents the exergy analysis and optimisation of a ground or water source heat pump system for housing applications with the purpose of best performance and maximum environmental exergy potential use. The present analysis also offers the opportunity of defining a new objective function for the optimisation of the use of exergy sources: 'In any system powered by an external exergy source optimisation is achieved when the exergy flux to the environment is minimum under the existing constraints”. This corresponds to utilizing the available exergy to overcome the total irreversibilities of such a system only. The environmental exergy utilisation and the exergy output to the environment are analysed in relation with this objective.

Análise exergética e optimização de uma bomba de calor com fonte no solo/água para a máxima utilização de exergia ambiental; Exergy analysis and optimisation of a ground or water source heat pump system for maximum environmental exergy potential utilisation

Canhoto, Paulo; Reis, A. Heitor; Miguel, António F.
Fonte: CGE - Geophysics Centre of Evora Publicador: CGE - Geophysics Centre of Evora
Tipo: Artigo de Revista Científica
POR
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56.87%
The non-flow exergy potential of the near ground air with respect to the soil conditions at Évora region has been calculated from monthly averaged hourly data of temperature and specific humidity. The results show that the exergy potential is higher when either heating (wintertime) or cooling (summertime) is most required. The use of this potential for reducing the power consumption of indoor air conditioning systems through ground or water source heat pumps systems is investigated. In order to obtain an optimal operation an exergy analysis was carried out offering the opportunity of defining a new objective function for the optimisation of the use of use of exergy sources: 'In any system powered by an external exergy source optimisation is achieved when the exergy flux to the environment is minimum under the existing constraints'.