Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 54
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 aparelhos de condicionamento de ar no prédio. O condicionador de ar A tem um COP médio sazonal de 3,2, e os custos totais de sua compra e instalação são de US$ 5.500. O condicionador de ar B tem um COP médio sazonal de 5,0, e os custos totais de sua compra e instalação são de US$ 7.000. Considerando todas as outras características dos sistemas idênticas, determine qual condicionador de ar representa a melhor compra.
Passo 1
Para começar, vamos pegar os dados da questão
- Carga anual:
- Custo da eletricidade:
- Coeficiente de performance do ar condicionado A:
- Custo do ar condicionado A:
- Coeficiente de performance do ar condicionado B:
- Custo do ar condicionado B:
Passo 2
A questão nos fornece o coeficiente de performance de cada refrigerador. Se utilizarmos a carga anual, podemos calcular a potência anual consumida por cada refrigerador:
Passo 3
Agora vamos calcular o valor consumido por cada ar-condicionado. Para isso basta somar o custo de compra mais o custo de energia. O custo de energia é calculado multiplicando o custo da eletricidade, vezes a potência consumida anualmente, vezes a quantidade de anos
Para o equipamento A:
Para o equipamento B:
Passo 4
O equipamento B tem um custo inicial maior que o equipamento A, entretanto consome bem menos energia. Então vamos igualar as duas equações para saber quanto tempo leva para o custo de energia compensar o custo de aquisição:
Reorganizando a equação:
Passo 5
Bom, leva apenas pouco mais de um ano para que o Ar-condicionado B seja mais vantajoso que o Ar-condicionado A. Como esse tipo de equipamento deve durar vários anos, então é mais vantajoso comprar o Ar-Condicionado B
Resposta
É mais vantajoso comprar o Ar-Condicionado B