Análise experimental da eficiência energética de um sistema de refrigeração automatizado utilizando R22 e propileno como fluido refrigerante / Experimental analysis of the energy efficiency of an automated refrigeration system using R22 and propylene as refrigerant

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2011

RESUMO

Este trabalho contribuiu com o conhecimento acerca da necessidade de substituir os fluidos halogenados por refrigerantes naturais e assim, reduzir os danos causados ao meioambiente. Primeiramente, tornou-se necessário conhecer os limites de operação de uma bancada experimental, a qual representou um sistema de condicionamento de ar com capacidade frigorífica máxima de 15 kW, operando em condições normais durante o verão. Paralela e conjuntamente ao objetivo principal, estratégias de instrumentação e controle foram adotadas, o que possibilitou estender o foco desta pesquisa sobre outro tema, economia de energia elétrica em sistemas de refrigeração. A bancada experimental foi submetida a três configurações distintas para a realização dos testes. A primeira delas retratou um sistema de refrigeração convencional, composto basicamente por um compressor alternativo operando a freqüência nominal, dois trocadores de calor de tubos concêntricos, uma válvula de expansão termostática (VET) e o fluido R22 como refrigerante. Para o segundo caso, a velocidade do compressor foi comandada por um variador de freqüência e uma válvula de expansão eletrônica substituiu a VET, os outros parâmetros foram mantidos. A terceira configuração do sistema foi exatamente igual à segunda, porém utilizou-se R1270 (propileno) com fluido de trabalho. Os resultados mostraram que a operação do sistema em freqüências inferiores a 60 Hz e a aplicação de um controlador PID no mecanismo de expansão permitiu o melhoramento no COP dos sistemas automatizados em comparação ao COP do sistema convencional, que utilizou um controlador liga-desliga. Consequentemente, a automatização do sistema convencional proporcionou uma redução de 35% no consumo médio mensal de energia elétrica. A substituição do R22 pelo R1270 (refrigerante com GWP inferior) elevou ainda mais os valores do COP e reduziu os danos ambientais, calculados com base no impacto total de aquecimento equivalente (TEWI). Comprovou-se que para esta aplicação específica, a automatização e a substituição do fluido tradicional por um hidrocarboneto reduzem em 77% os danos ao meio-ambiente.

ASSUNTO(S)

sistemas de refrigeração hidrocarboneto controle r22 r1270 cop engenharia mecanica fluidos refrigerantes refrigeração refrigeration systems hydrocarbon control

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