[pt] Apresenta-se neste trabalho uma análise termodinâmica comparativa entre o desempenho de um ciclo de refrigeração que usa um ejetor como um pré-expansor do fluido refrigerante e um ciclo padrão de refrigeração por compressão de vapor. Na primeira etapa do trabalho é desenvolvido um modelo matemático em regime é desenvolvido um modelo matemático em regime permanente baseado na primeira Lei da Termodinâmica para cada um dos ciclos estudados. O modelo é capaz de prever o funcionamento de cada um dos componentes do ciclo, assim como do sistema geral. Ao modelo do ejetor é dada uma especial atenção. Para este componente do sistema apresenta-se uma simulação de desempenho, isto é, a partir de condições termodinâmicas previamente estabelecidas, seu modelo matemático é resolvido separadamente através de um processo iterativo pelo método sequencial de solução. Na segunda etapa do trabalho é apresentada para cada um dos equipamentos de cada ciclo uma análise, também em regime permanente, baseada na Segunda Lei da termodinâmica, ou análise Exergética. Os resultados encontrados demonstram que teoricamente, o uso de um ejetor nas condições propostas no trabalho, melhora de maneira significativa o desempenho de um ciclo padrão de refrigeração por compressão de vapor. / [en] The present work is about a comparative thermodynamics performance analysis between a refrigeration cycle that uses an ejector as a refrigerant expander and a standard vapor compression cycle. In the first step, a steady state mathematical model based on the first law of thermodynamics is developed for each one of previous cycles. A special attention is given to the ejectors model. A performance simulation is shown to this component, from previously thermodynamics conditions set up your mathematical mode is separately solved through a iterative process by a sequential solution method. In the second step a second Law of thermodynamics, or exergy analysis, in the steady state, is presented for each one of the equipament of the cycles. The obtained results showed that theoretically, the use of an ejector at the proposed conditions of this work, improves in a significant way the performace of standard vapor- compression cycle.

[pt] O presente trabalho analisa experimentalmente um ciclo de refrigeração por absorção operando em regime transiente. Estuda-se, desta forma, a possibilidade do uso do ciclo de refrigeração por absorção em veículos automotores para condicionamento de ar. O ciclo de absorção utilizaria, como fonte térmica, os gases de exaustão ou a água de refrigeração do motor. Esta fonte de calor está disponível, geralmente, em condições variáveis de temperatura e potência. O trabalho foi dividido em três etapas. Na primeira delas é analisado o desempenho do ciclo de absorção funcionando com uma resistência elétrica de potência variável. Nesta etapa os parâmetros do ciclo foram determinados, assim como as temperaturas em diversos pontos do sistema. Na segunda etapa, foi utilizado um soprador térmico que simula os gases de exaustão de um motor a combustão interna. Na eventualidade da utilização do ciclo para o condicionamento de ar em aplicações automotivas, o uso dos gases de exaustão do motor de combustão interna reduziria o consumo de combustível do veículo, visto que o ciclo de absorção não exige potência mecânica do motor, tal como no ciclo tradicional de compressão de vapor. Há vantagens, também, nos itens relativos a manutenção e impacto ambiental. Como a carga e velocidade de um motor são variáveis, as temperaturas do ciclo sofrem variações muito rápidas. Tal problema foi minimizado com o uso de um regenerador estático, na terceira fase do trabalho, que impõe uma inércia térmica ao sistema, atenuando, desta forma, estas oscilações de temperatura. / [en] The present work is related to an experimental analysis of an absorption refrigeration cycle operating in transient regime, leading to the study of the techcnical feasibilty for the application of absorption refrigeration cycles in automotive air conditioning systems. In such system, waste heat from the exhaust or cooling systems acts as the heat source for the cycle. This heat source is typically variable in power and temperature. The work is divided din three parts. First, the steady state performance of the cycle, operating with an electrical resistance as the heat source, is studied. In the second part of the work, an electrical blower simulates the flow of exaust gases from an internal combustion engine. If compared with traditional vapor compression cycles for automotive applications, absorption refrigeration cycles have the advantage of not requiring mechanical power from the engine, as well as presenting less environmental impact and ease of maintainance. Power and rotational speed may vary rapidly and considerably in internal combustion engines. To cope with a varying heat source, the use of a static regenerator is studied in the third part of the work. This use confirmed the expectations of having temperature and power variations considerably attenuated.

[pt] A tecnologia automotiva moderna alcança progressos consideráveis tanto no aspecto mecânico como funcional, com esses avanços tecnológicos, o maior progresso foi feito na estrutura dos automóveis e dos sistemas de ar condicionado. O presente trabalho é desenvolvido considerando a importância da utilização de gás refrigerante, já que se tornou um assunto ambiental de grande importância pelo fato de ter um papel na destruição da camada de ozônio. Foi construída uma bancada experimental que consta de duas câmaras isoladas para a colocação do equipamento, instrumentos, dispositivos de medição e geração de carga térmica, em seguida foi montado um condicionador de ar automotivo composto por componentes originais do sistema de condicionamento de ar de um automóvel para simular funcionamentos, com a finalidade de avaliar os parâmetros de funcionamento afetados quando são utilizadas diferentes cargas de gás refrigerante. Foram realizados testes controlando a temperatura e umidade constantes no habitáculo automotivo (câmara 1), para variações de temperatura na câmara (2), da vazão mássica no sistema e variações de torque e velocidade, no sistema motor - compressor, com diferentes quantidades de gás refrigerante originando situações de insuficiência de carga, carga adequada e sobre carga. Para o controle da carga térmica dentro das câmaras foram utilizados controladores de potência e um software aplicativo. Os parâmetros de operação do equipamento foram obtidos e arquivados mediante um sistema automático de aquisição de dados. Os resultados experimentais mostraram o comportamento real do ciclo de refrigeração, a queda de pressão nas linhas de descarga e de sucção, assim como no condensador e no evaporador. Apresenta-se o sub-resfriamento do refrigerante na saída do condensador bem como o superaquecimento na sucção. Verifica-se uma tendência politrópica, no lugar do processo isentrópico do ciclo ideal. Esta divergência do ciclo faz com que a temperatura de descarga do compressor (T2) seja elevada. A carga de gás refrigerante exerce influência no desempenho de um sistema de condicionamento de ar e os resultados do presente trabalho concordaram bem com as expectativas teóricas do problema considerado. / [en] The modern automotive technology reaches considerable progress s in the mechanical aspect as in the functional, with these technological advances, the biggest progress was made in the structure of the automobiles and in the air conditioning systems. Considering the importance of the use of refrigerant, the present work is developed, because the refrigerant gas became a great importance ambient subject for its paper in the ozone layer destruction. An experimental bench was constructed; it consists of two isolated chambers, where equipment, instruments, devices of measurement and thermal load generation were installed. After that, an automotive air conditioner was mounted, made up of original components from an automobile air conditioning system to simulate operation, with the purpose to evaluate the operation parameters affected when using different refrigerant loads. Tests with constant temperature and humidity in the simulated automotive chamber (1) for variations of chamber (2) temperature, of mass outflow in the system and variations of torque and speed in the motor-compressor system were performed with different refrigerating amounts creating situations of insufficient load, adequate load and over load. For the chambers thermal load controlling, power controlling and appropriate software were used. The equipment operational parameters had been gotten and filed by means of an automatic data acquisition system. The experimental results had shown the real behavior of the refrigeration cycle, the pressure drop in the discharge and suction lines, as well as in the condenser and the evaporator. Also the refrigerant sub-cooling in the exit of the condenser, the gas overheating in the suction, the polytrophic trend instead of the ideal cycle isentropic process was observed. This divergence from the ideal cycle makes the discharge compressor temperature (T2) was higher. The refrigerant gas charge influences the performance of an air conditioning system and the present work results agreed well with the theoretical expectations for the considered problem.