Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 147

Um aquecedor elétrico de água típico tem eficiência de   95 % e custa U S $   250 ao ano, operando a um custo unitário de eletricidade equivalente a U S $   0,08 / k W h . Um aquecedor de água típico acionado por uma bomba de calor tem COP de 3,3 , mas custa cerca de   U S $   800 mais para ser instalado. Determine quantos anos serão necessários para que o aquecedor de água movido a bomba de calor amortize a diferença de custo em função da energia economizada.

Passo 1

Nesta questão, temos o seguinte objetivo: determinar o número de anos que o aquecedor acionado por uma bomba de calor levará para pagar seu diferencial de custo em relação à energia que economiza.

Para isso, assumimos que:

1 → O preço da eletricidade permanece constante.

2 → A água é incompressível com propriedades constantes à temperatura ambiente.

Passo 2

Agora calcularemos a quantidade de eletricidade/energia usada para aquecer a água e a quantidade líquida de energia transferida para a água, os quais são:

Energia (elétrica) total utilizada:

c u s t o   t o t a l   d a   e n e r g i a c u s t o   u n i t á r i o   d a   e n e r g i a = U S $   250 / a n o U S $   0,08 / k W h = 3125   k W h / a n o

Energia total (líquida) transferida para a água:

E ˙ = E f i c i ê n c i a × E n e r g i a   T o t a l = 0,95   x   3125 = 2969   k W h / a n o

Passo 3

Agora, é necessário calcular a quantidade de eletricidade/energia consumida pela bomba de calor e seu custo, dados por:

Energia consumida (pela bomba de calor):

E n e r g i a   t r a n s f e r i d a   p a r a   a   á g u a C O P = 2969 3,3 = 899,6   k W h / a n o  

Custo de energia usada pela bomba de calor:

E n e r g i a   c o n s u m i d a × C u s t o   u n i t á r i o   d a   e n e r g i a = 899,6 × 0,08 = U S $   71,97 / a n o

Passo 4

Finalmente, o dinheiro economizado por ano pela bomba de calor e o período de retorno do investimento podem ser calculados da seguinte forma:

Dinheiro economizado:

C u s t o   d o   a q u e c e d o r   e l é t r i c o - C u s t o   d a   b o m b a   d e   c a l o r = U S $   250 - U S $   71,97

= U S $   178,03

Retorno de investimento:

c u s t o   a d i c i o n a l   d e   i n s t a l a ç ã o d i n h e i r o   e c o n o m i z a d o = U S $   800 U S $   178,03 = 4,49   a n o s

Resposta

4,49 anos para o retorno de investimento.

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Considere uma sala de escritório que está sendo resfriada adequadamente por um aparelho de ar condicionado de 12.000 Btu/h. Decide-se que esse espaço será convertido em uma sala deinformática, e lá sã
Uma bomba de calor é usada para manter uma casa a uma temperatura constante de 23 °C. A casa está perdendo calor para o ar externo pelas paredes e janelas, a uma taxa de 60.000 kJ/h, enquanto a energi
Um refrigerador é usado para resfriar água de 23 °C para 5 °C de uma maneira contínua. O calor rejeitado no condensador é 570 kJ/min, e a potência é 2,65 kW. Determine a taxa de resfriamento da água (
Considere um prédio cuja carga anual de ar condicionado corresponde a 120.000 kWh, localizado em uma área onde o custo unitário da eletricidade é de US$ 0,10/kWh. Considera-se a instalação de dois apa
9 – 185 Um ciclo padrão a ar com calores específicos constantes executado em um sistema pistão-cilindro fechado, é composto dos três processos seguintes: 1 - 2 Fornecimento de calor a volume constante