Detalhes do Trabalho
Título do Trabalho
Proposta de um Controlador para um Ciclo de Refrigeração
Autor(es)
Rodolfo De Campos Lima, Ivan Jorge Gabe, Fernanda Raquel Brand
Nível / Modalidade
Graduação / Ensino
Resumo

A crescente utilização de sistemas de refrigeração na indústria de alimentos, de armazenamento, assim como na climatização de ambientes, faz com que a demanda por recursos energéticos, demandados por sistemas frigoríficos, aumentem anualmente. Logo, a busca por meios mais eficientes de se manter a temperatura de ambientes em condições ideais motiva o desenvolvimento de sistemas de refrigeração que utilizem menos energia, principalmente em momentos de menor demanda para o sistema. Desta forma, a busca por sistemas automatizados que operem sem a intervenção humana e com o menor consumo energético é cada vez mais necessária, a fim de possibilitar o aumento da competitividade das empresas, bem como para possibilitar uma redução do consumo de energia elétrica. Tendo em vista, este trabalho que foi desenvolvido na disciplina de TCC I servindo como requisito parcial para obtenção do diploma de Bel. em Eng. de Controle e Automação no IFRS. Objetiva-se com a realização desse estudo a análise do consumo energético ao se aplicar um sistema de controle descentralizado em um ciclo de refrigeração por expansão direta. O sistema é composto por um evaporador compacto de tubo aletado, uma válvula de expansão eletrônica, um compressor alternativo, uma válvula de controle e um condensador evaporativo. Com auxílio de softwares, dos fabricantes dos componentes de refrigeração e do CurveExpert Professional, desenvolveu-se um modelo matemático estático de cada componente do sistema. Os modelos desenvolvidos neste trabalho tiveram como base os equipamentos disponíveis no laboratório de testes e simulações climáticas da empresa Güntner do Brasil, com a expectativa do trabalho ser desenvolvido e testado utilizando estes equipamentos e comprovar os resultados teóricos das análises realizadas. As equações de cada equipamento foram obtidas de acordo com as variáveis que influenciam na capacidade dos equipamentos modelados. Estes modelos matemáticos, em função da carga térmica, serão utilizados em uma próxima etapa do trabalho, permitindo a obtenção de um controlador e de um sistema supervisório integrado, em plataforma Labview. O sistema deverá responder à temperatura de setpoint do interior de um ambiente refrigerado. Qualquer variação da temperatura em função do setpoint faz com que o módulo de controle emita sinais aos componentes do sistema levando-os a um novo ponto de operação, de forma a validar o modelo a fim de obter menor consumo energético, em comparação às técnicas de ON/OFF tradicionalmente utilizadas. Além do levantamento das curvas e equações, avaliou-se também a redução energética e os resultados no coeficiente de eficácia do sistema (COP) que este modelo resultaria. Para avaliar o consumo energético, simularam-se três condições de carga térmica para o período de um mês com três situações diferentes de controle. Em todos as condições simuladas este trabalho apresentou resultados melhores dos métodos em que atualmente são utilizados.

Palavras-Chave
Modelo Matemático, Ciclo de Refrigeração, Eficiência Energética.