Desenvolvimento de um sistema gerador de calor com opção para aquecimento direto e indireto de ar

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Lopes, Roberto Precci
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Fornalha; Aquecimento de ar; Energia na Agricultura; Carvao vegetal; Caldeira; Secagem; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/9473

Um sistema gerador de calor, com opção para aquecimento direto e indireto de ar, foi desenvolvido e avaliado para uso em secadores de grãos ou na desidratação de produtos que requeiram ar “puro”, como frutas e hortaliças. O sistema foi composto por uma fornalha a carvão vegetal, um trocador de calor compacto e uma pequena caldeira horizontal, com opção para funcionamento a lenha ou a carvão. Para avaliar a fornalha no aquecimento direto do ar, nas vazões de 25, 40, 55 e 70 m 3 .min -1 , foram testados quatro tamanhos de células de queima. A temperatura máxima atingida pelo ar foi de 120 °C na vazão máxima do sistema. A potência térmica máxima, liberada na câmara de combustão, foi de 113,4 kW e a carga térmica volumétrica de 567 kW.m -3 . O rendimento da fornalha variou entre 72,6 e 92,8 %, em função da carga térmica solicitada para o aquecimento do ar. A fornalha apresentou as seguintes características: alimentação constante de combustível na célula de queima, queima contínua e regular do combustível na câmara de combustão, manutenção da temperatura do ar aquecido e facilidade do controle da combustão. No aquecimento indireto do ar, utilizou-se vapor d’água saturado úmido como fluido térmico para transferência de energia para o ar, via trocador de calor. Utilizou-se lenha como fonte de energia na fornalha interna da caldeira (tiragem natural) e carvão vegetal na fornalha externa (tiragem induzida). A eficiência térmica com carvão foi de 45,2 % no aquecimento de 94,1 m 3 .min -1 de ar com temperatura ambiente de 30,5 °C e UR de 47,8 % para 62,1 °C, com consumo de 14,6 kg.h -1 de carvão vegetal. A eficiência térmica com lenha foi de 86,5 % no aquecimento de 94,9 m 3 .min -1 de ar com temperatura ambiente de 20,1 °C e UR de 87,1 % para 55,5 °C, com consumo de 17,7 kg.h -1 de lenha. Apesar da menor eficiência com o uso de carvão vegetal, o sistema com este combustível permite economia de mão-de-obra na operação de secadores de produtos agrícolas e a possibilidade de aproveitamento da entalpia dos gases de escape, para utilização em aquecimento direto de ar.