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Previous issue date: 2016-10-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / UNISINOS - Universidade do Vale do Rio dos Sinos / Ar condicionado automotivo para máquinas agrícolas e fora de estrada, como tratores e colheitadeiras, apresenta algumas características particulares quando comparado com outros sistemas de ar condicionado para veículos. Velocidade do ar e temperatura para uma ampla faixa de condições ambientais, operação sob condições climáticas altamente transitórias e extremas, alta capacidade de resfriamento para atender elevadas cargas térmicas e proporcionar uma rápida diminuição da temperatura do ambiente do operador são características deste tipo de aplicação. O ciclo de trabalho do compressor para este tipo de veículo está diretamente relacionado com a rotação do motor. Neste trabalho foram realizados experimentos para comparar o desempenho de um ar condicionado automotivo típico para veículos off-road com capacidade nominal de 6,7 kW, desenvolvido para operar originalmente com R-134a, comparando sua performance na substituição direta pelo R-1234yf. O sistema consiste basicamente de um compressor de deslocamento fixo, uma válvula de expansão termostática, um condensador de micro-multi canais e um evaporador tubo aleta. O sistema foi instalado em uma bancada experimental e os principais parâmetros do sistema avaliados em diferentes cargas de refrigerante para uma velocidade fixa do compressor de 3500 rpm, com objetivo de verificar a carga ótima de cada refrigerante. Os parâmetros de ciclo, como capacidade do evaporador, COP, potência de compressão, taxa de compressão, sub-resfriamento no condensador, superaquecimento no evaporador, queda de pressão nos trocadores de calor e linha de sucção, as temperaturas de saída do evaporador no lado ar e taxa de fluxo de massa são comparados. A carga de refrigerante ideal para R-1234yf foi encontrada com 50 g a mais do que com R-134a. Os resultados experimentais com o sistema funcionando com a carga de refrigerante ideal, indicam que para várias condições de temperaturas de entrada do ar no evaporador, umidade relativa de 43% e temperatura de entrada do ar no condensador em 35 ºC, o sistema funcionando com o R-1234yf tem valores de capacidade do evaporador e COP menores. O R-1234yf também apresenta um maior grau de sub-resfriamento, maior superaquecimento e maior queda de pressão no evaporador e na linha de sucção do que o R-134a. A relação de compressão e a potência consumida pelo compressor para R-1234yf é mais favorável. / Automotive air conditioning for off-road agricultural machinery, like tractors and combine harvesters, presents some particular characteristics when compared with others AC systems for vehicles. Higher air velocity and temperatures over a wide range of conditions, operation under transient climatic conditions, high cooling capacity to meet high thermal loads and rapid cool down capacity on the operator environment. In addition, the compressor duty cycle is related to the engine speed for this type of vehicle and the system work in an environment subject to severe vibration. In this work, experiments were carried out to compare the performance of a typical AC for off-road vehicles of 6.7 kW nominal capacity using R-134a and with its drop-in substitute, R-1234yf. The system consists of a fixed displacement compressor, a block type thermostatic expansion valve, a multiport micro channel condenser and a tube fin evaporator. This system was installed in an experimental setup and the main parameters of operation were measured at different refrigerants charges, for a fixed compressor velocity of 3500 rpm to find the optimal refrigerant charge of each one. The cycle parameters like evaporator capacity, COP, compressor power, compression ratio, evaporator superheating, condenser sub-cooling, refrigerant pressure drop in the heat exchangers, outlet airside temperatures from evaporator and mass flow rate are compared. The optimal refrigerant charge for R-1234yf was found to be 50 g larger than with R-134a. The experimental results with the system working with the optimal refrigerant charge indicate that for different evaporator inlet air conditions, relative humidity of 43% and condenser air inlet temperature of 35 ºC, the system running with the R-1234yf presented lower evaporator capacity, COP. The same refrigerant also shows a higher degree of sub-cooling, superheat and pressure drop in evaporator and suction line. The compressor ratio and the compressor power consumption for R-1234yf were more favorable
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/6038 |
| Date | 14 October 2016 |
| Creators | Noetzold, Juliano |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/9219989574784501, Macagnan, Mario Henrique, Copetti, Jacqueline Biancon |
| Publisher | Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Unisinos, Brasil, Escola Politécnica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNISINOS, instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos, instacron:UNISINOS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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