Orientador: Wagner dos Santos Oliveira

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O presente trabalho é um estudo de previsão tecnológica para bombas de calor e sua sinergia com energias renováveis. A previsão da evolução das tecnologias é uma atividade relevante para indústria e governos. Existem diversas metodologias à disposição para realizar este tipo de estudo. O...

Resumo: O presente trabalho é um estudo de previsão tecnológica para bombas de calor e sua sinergia com energias renováveis. A previsão da evolução das tecnologias é uma atividade relevante para indústria e governos. Existem diversas metodologias à disposição para realizar este tipo de estudo. O domínio dessas metodologias pode trazer ganhos à sociedade ou ser uma condição necessária para a perenidade de empresas. A segurança energética é um tema relevante que induz a procura por alternativas às energias não renováveis. O estudo buscou avaliar a tendência e o potencial de sinergia das energias renováveis nos equipamentos de condicionamento de ar para uso residencial num futuro probabilístico de 20 a 30 anos, analisando o potencial de entrada no mercado de tecnologias movidas a calor de fontes renováveis nas residências, assim como buscou avaliar possíveis mudanças nas configurações desses equipamentos. O trabalho consultou especialistas do mundo todo, identificando-os por clima. Os sistemas foram avaliados por partes, considerando as tecnologias movidas a calor em conjunto com o ciclo de compressão de vapor, assim como a importância do desempenho técnico e financeiro. A divisão dos sistemas por partes buscou realçar eventuais mudanças estruturais necessárias à introdução de uma nova tecnologia, enquanto a avaliação simultânea dos ciclos e dos desempenhos técnico e econômico teve como objetivo identificar os pesos relativos desses parâmetros. A segregação dos especialistas por clima buscou identificar a importância relativa do clima perante os demais fatores na adoção de uma determinada tecnologia. A metodologia Delphi foi utilizada para este estudo de previsão tecnológica, no qual foram aplicadas as seguintes condições de contorno: mercado residencial e ambiente sem mudanças significativas no sistema regulatório existente. A maioria dos especialistas identificou o ciclo de compressão de vapor com dissipação de calor diretamente para o ar como a tecnologia dominante no mercado residencial para o futuro de 20 a 30 anos. O ciclo de absorção apareceu como o segundo maior resultado para o futuro avaliado. Os resultados por clima não trouxeram diferenças significativas, o que pode indicar que a utilização de tecnologias globais ou as condições econômicas, políticas, sociais e tecnológicas do país possuem uma relevância maior que o seu clima. A comparação de tecnologias é realizada principalmente pelo fator econômico, pelos custos de investimento e operação, tudo somado a uma avaliação de desempenho ampla, como o fator de desempenho sazonal. A energia solar térmica para aquecimento de água aparece como um provável padrão para as novas construções. No aspecto de aplicação da tecnologia, observou-se que o uso de perguntas no formato matriz aumenta a complexidade do questionário para o participante e também a análise dos resultados. O uso de perguntas abertas e lista não fechada é um instrumento eficaz para receber as contribuições dos especialistas. O estudo foi encerrado na segunda rodada, pela estabilidade obtida nos resultados, assim como não foi observada divergência entre os especialistas que participaram das duas rodadas com os que participaram apenas da segunda

Abstract: The present work is a technological forecasting study for heat pumps and the possible synergy with renewable energy. The prediction of the technological development is a relevant activity for industry and governments. There are several methodologies available to perform this type of study....

Abstract: The present work is a technological forecasting study for heat pumps and the possible synergy with renewable energy. The prediction of the technological development is a relevant activity for industry and governments. There are several methodologies available to perform this type of study. Mastery of these methodologies can bring gains to society or be a necessary condition for the survival of companies. Energy security is an important issue which induces the search for alternatives to non-renewable energy. The study sought to evaluate the trend and synergy potential of renewable energy in air conditioning equipment for residential use in a 20-30 year future assessing the potential market of renewable heat driven technologies in households, as well as changes in equipment design. Experts around the world were consulted and identified by climate. The systems were evaluated by parts, considering the heat driven technologies along with vapor compression cycle, as well as the importance of the technical and financial performance. The block approach aimed to highlight any structural changes necessary for the introduction of a new technology, while simultaneous evaluation of cycles and technical and economic performances was intended to identify the relative weights of these parameters. Segregation by climate experts sought to identify the relative importance of climate compared to other factors in the adoption of a particular technology. The Delphi methodology was used for this forecast. The boundary conditions were: residential market without significant changes in the existing regulatory system. Most experts identified the vapor compression cycle with heat rejection directly into the air as the dominant technology in the residential market for the 20-30 year future. The absorption cycle appeared as the second- largest measured results for this future. Results by weather brought no significant differences, which may indicate technologies will be applied worldwide and country specific economic political, social and technological environment stage may have a greater relevance than its climate. The comparison of technologies is carried out mainly by economic performance, investment costs and operation, and broad performance evaluation, such as seasonal performance factor. Solar water heating appears as a likely standard for new constructions. In the methodological side, the use of questions in matrix format increases the complexity to participants and also to the analysis. The use of open questions and lists are an effective instrument to receive contributions from experts. The study was terminated in the second round, as stability in the results was observed as well as no difference among experts who participated in both rounds with those who participated only in the second round