“CONTROLE E OTIMIZAÇÃO DE UM PROTÓTIPO DE REFRIGERAÇÃO COM ÊNFASE NO DISPOSITIVO DE EXPANSÃO”
Otimização, refrigeração, parâmetros PID.
Foi desenvolvido um protótipo de refrigeração de ciclo simples por compressão mecânica com uma solução de etilenoglicol a 50% como fluido secundário, sendo o protótipo um sistema de refrigeração destinado à conservação de alimentos que utiliza como fluido refrigerante o R404A com capacidade nominal de aproximadamente 1 kW. O protótipo desenvolvido foi instrumentado e conta com a medição de vários parâmetros tais como: temperatura, pressão, corrente, tensão, consumo energético e umidade relativa que são monitorados através de um supervisório automatizado. A carga térmica imposta ao sistema é simulada através de resistência elétrica submersa em um tanque de aquecimento para solução de etilenoglicol que se interliga ao evaporador do protótipo. O evaporador é do tipo serpentina submersa dentro de um tanque termicamente isolado. A unidade condensadora tem um compressor hermético acoplado a um trocador de calor do tipo colmeia de convecção forçada. O controle e a otimização do protótipo de refrigeração foram definidos com vários controladores que possibilitaram a aquisição de dados com monitoramento do sistema de refrigeração para ajustes nos parâmetros de controle PID da válvula de expansão eletrônica, no entanto, a mesma já vem com os parâmetros configurados de fábrica. No caso, zeramos os parâmetros do controlador PID e deixamos o ganho proporcional mínimo para usar os dados de entrada e saída do sistema a ser controlado que são abertura da válvula de expansão e o superaquecimento. Com os dados de entrada e saída do dispositivo de expansão foram sintonizados os parâmetros do controle com um modelo caixa preta através do software ®Matlab e também foi usado o método de Ziegler Nichols para sintonizar o controle PID. Após conseguir os parâmetros do controlador, continuamos o experimento para realizar a comparação da eficiência energética dos novos parâmetros com os parâmetros de fábrica do controle e com ajuste fino quando necessário.