Enunciado

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: Q a n u a l = 120.000   k W h / a n o
  • Custo da eletricidade: C e l e = U S $   0,10 / k W h
  • Coeficiente de performance do ar condicionado A: C O P A = 3,2
  • Custo do ar condicionado A: C A c o m p r a = U S $   5.500
  • Coeficiente de performance do ar condicionado B: C O P B = 5
  • Custo do ar condicionado B: C B c o m p r a = U S $   7.000

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:

W A a n u a l = Q a n u a l C O P A = 120000   k W h / a n o 3,2 ⇒ W A a n u a l = 37.500 k W h a n o

W B a n u a l = Q a n u a l C O P B = 12.000 k W h a n o 5 ⇒ W B a n u a l = 24.000 k W h a n o

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 A de anos

Para o equipamento A:

C A = C A c o m p r a + C e l e ⋅ W A a n u a l ⋅ A

C A = 5 . 500   U S $ + 0,10   U S $ / k W h ⋅ 37.50 0 k W h a n o ⋅ A

C A = 5 . 500   U S $ + 3.7 50 U S $ a n o ⋅ A

Para o equipamento B:

C B = C B c o m p r a + C e l e ⋅ W B a n u a l ⋅ A

C B = 7.0 00   U S $ + 0,10   U S $ / k W h ⋅ 24.0 00 k W h a n o ⋅ A

C B = 7.0 00   U S $ + 2 . 40 0 U S $ a n o ⋅ A

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:

C A = C B

5.500   U S $ + 3.750 U S $ a n o ⋅ A = 7.000   U S $ + 2.400 U S $ a n o ⋅ A

Reorganizando a equação:

1350 ⋅ A U S $ a n o = 1500   U S $

A = 1,11   a n o

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

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Como é definida a pressão média efetiva nos motores alternativos?
Qual é a diferença entre as hipóteses do padrão a ar e as hipóteses do padrão a ar frio?
À medida que um carro envelhece, sua razão de compressão muda? E a sua pressão média efetiva?
O que, em um diagrama P - v , representa a área compreendida pelo ciclo? E em um diagrama T - s ?
Qual é a diferença entre os motores de ignição por centelha e de ignição por compressão?