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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo experimental e controle de um sistema de refrigeração com compressor de velocidade variável e válvula de expansão eletrônica
Title Alternative: Experimental study and control of a refrigeration system with variable speed compressor and electronic expansion valve
Author: Lago, Taynara Geysa Silva, 1991-
Advisor: Moura, Luiz Felipe Mendes de, 1958-
Abstract: Resumo: O presente trabalho tem como objetivo o estudo experimental e implementação de controle em um sistema de refrigeração por compressão a vapor com uma válvula de expansão eletrônica e um compressor de velocidade variável tendo em vista, especialmente, economia de energia e melhora do desempenho do sistema. A bancada experimental é dotada por duas subunidades. O sistema principal é composto de unidade condensadora de ar forçado, evaporador, compressor hermético e elementos expansores (válvula de expansão termostática e válvula de expansão eletrônica), e a unidade secundária possui uma bomba para circulação do fluido secundário (álcool etílico), e um trocador de calor de acondicionamento de ar. No primeiro momento realiza-se a análise e um planejamento dos dados experimentais mediante aos dados do fabricante de cada componente do sistema para identificação dos pontos ótimos de trabalho do sistema. Em seguida, foi aplicada a lógica fuzzy como uma forma de estratégia de controle, obtendo melhor eficiência energética e performance do sistema de refrigeração. Na análise dos resultados experimentais, os testes mostraram que o sistema montado com compressor de velocidade variável (CVV) e válvula de expansão eletrônica (VEE) são mais eficientes do que sistemas providos com CVV e válvula de expansão termostática (VET). Em condições de baixa carga térmica, o primeiro sistema apresentou uma potência consumida 7% inferior à do segundo. Em condições de alta carga térmica, o primeiro sistema apresentou uma carga térmica mais alta e eficiência total do compressor de 4,5% superior à do segundo. Outro fator importante, é o coeficiente de performance que apresentou valores maiores para o primeiro sistema, e para cada rotação existe uma abertura da VEE que aumenta o COP. Portanto, existe um bom potencial para redução de consumo de energia e para melhora do desempenho de sistemas de refrigeração utilizando a combinação de CVV e VEE. Na análise dos resultados do controle, a estratégia adotada teve um bom rendimento no desempenho do sistema de refrigeração, no que se refere a resposta, estabilidade e sensibilidade na regulagem para as frequências de trabalho variando entre 53 Hz a 150 Hz. Essa estratégia proporcionou uma melhora na eficiência total do compressor de até 10 %, uma vez que a velocidade do compressor se ajustou rapidamente a carga térmica estabelecida, evitando desperdiço da potência consumida

Abstract: This study aims to experimental study and implementation of control in a vapor compression refrigeration system with an electronic expansion valve and variable speed compressor in order, especially, energy saving and improved system performance. The test rig is equipped with two subunits. The main system is composed of condenser unit forced air evaporator hermetic compressor and expander elements (thermostatic expansion valve and the electronic expansion valve), and the secondary unit has a pump for circulating the secondary fluid (ethyl alcohol), and exchanger heat of conditioning air. At first moment, realized the analysis and planning of experimental data using the manufacturer's data for each component of the system to identify the optimal points of the system work. Then it was applied as a fuzzy logic control strategy as obtaining better power efficiency and performance of the refrigeration system. In the analysis of experimental results, the tests showed that the system fitted with variable speed compressor (VVC) and electronic expansion valve (VEE) are more efficient than systems fitted with variable speed compressor (VVC) and thermostatic expansion valve (TEV). In low thermal load conditions, the system first, showed a power consumed 7% less than the second. In high heat load conditions, the first system showed a higher thermal load and total efficiency of compressor of 4.5% over the second. Another important factor is the coefficient of performance that showed higher values for the first system, and for each rotation there is an opening of VEE that increases the COP. Therefore, there is a good potential for power consumption reduction and improved refrigeration system performance using the combination of the VVC and VEE. In analyzing the control results, the strategy adopted had a good performance of the refrigeration system, with regards the response, stability and sensitivity in the adjustment for working frequencies ranging from 53 Hz to 150 Hz. This strategy provided an improvement in total efficiency of compressor of 10%, since the compressor speed is adjusted rapidly established thermal load, preventing dispersion of power consumed
Subject: Sistemas de refrigeração
Valvulas eletronicas
Compressores
Eficiência energética
Lógica fuzzy
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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