
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Não Informado
Departamento: Não Informado
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Ambiental
Tipo do Documento: Dissertação
Título: UMA ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE ESTRATÉGIAS PARA A SIMULAÇÃO TRANSIENTE DE REFRIGERADORES DOMÉSTICOS COM DOIS EVAPORADORES EM PARALELO
Orientador
- CHRISTIAN JOHANN LOSSO HERMES
Aluno
- GUILHERME ZANOTELLI DOS SANTOS
Conteúdo
A constante pressão para redução do consumo de energia dos refrigeradores domésticos somada à procura por produtos inovativos por parte dos consumidores, têm direcionado a indústria ao uso de ciclos de refrigeração com arquiteturas complexas. o aumento do grau de complexidade do produto exige um bom entendimento da dinâmica do sistema não só em termos de transporte de refrigerante de um componente para outro, mas também de transferência de calor para e entre os compartimentos refrigerados a fim de propor estratégias de controle adequadas. para tanto, existem diversas formas de modelagem transiente do sistema de refrigeração, que podem ser utilizadas. nesse contexto, o presente trabalho tem seu foco voltado à comparação entre duas estratégias distintas de modelagem do comportamento transiente de um aparelho refrigerador: quase-estática e transiente completo. ambas estratégias de modelagem foram aplicadas para simular o comportamento de um refrigerador com dois evaporadores dispostos em paralelo (sendo um para o resfriador e outro para o congelador e ice maker). além dos dois evaporadores com convecção forçada, o sistema é composto por um compressor linear sem óleo, um condensador a ar forçado, uma válvula de 3 vias a montante de dois tubos capilares um para o congelador e outro para o resfriador e uma válvula de retenção na saída do evaporador de baixa pressão. para os trocadores de calor, foram propostos modelos com base nas equações de conservação da massa e energia seguindo um esquema de fronteiras móveis para os evaporadores e discretização em volumes finitos para o condensador. para o tubo capilar, uma rede neural foi treinada utilizando resultados de um modelo também baseado nas equações da conservação da massa energia e quantidade de movimento. um modelo semi-empírico foi elaborado para o compressor linear com controle de capacidade por variação do volume da câmara de compressão. por fim, outro modelo semi-empírico foi desenvolvido para a circulação de ar com transferência de calor em um gabinete tipo french-door com congelador montado na parte inferior e ice maker na porta, totalizando 3 compartimentos refrigerados. os parâmetros de fechamento dos modelos matemáticos, como condutância e capacitância térmica das paredes do refrigerador, curvas de desempenho dos trocadores de calor e vazões de ar nos compartimentos refrigerados foram determinados experimentalmente utilizando uma câmara climatizada bem como túneis de vento disponíveis no polo. os modelos foram implementados na linguagem modelica, que permite a solução temporal do sistema de equações diferenciais e algébricas através do integrador de alta performance dassl. as estimativas dos modelos foram comparadas entre si e com resultados experimentais. em relação aos experimentos, o modelo transiente completo apresentou mais acurácia no regime de pull down, porém mostrou certa instabilidade numérica. em contrapartida, o modelo quase-estático se mostrou tão exato quanto a modelagem transiente durante o regime cíclico, porém muito mais robusto. em comparação aos dados experimentais, foi observado um erro rms da ordem de 5 % para o consumo de energia e 2 °c para as temperaturas em ambos os casos. no que diz respeito à velocidade de simulação, o método quase-estático (~13 min/scpu) foi cerca de 6 vezes mais rápido que o método completamente transiente (~2 min/scpu).
Índice de Shannon: 3.75899
Índice de Gini: 0.909496
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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4,94% | 11,53% | 4,41% | 3,95% | 3,45% | 3,78% | 20,19% | 4,66% | 6,18% | 4,54% | 6,25% | 9,20% | 4,32% | 5,43% | 2,96% | 4,21% |
ODS Predominates


4,94%

11,53%

4,41%

3,95%

3,45%

3,78%

20,19%

4,66%

6,18%

4,54%

6,25%

9,20%

4,32%

5,43%

2,96%

4,21%