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Previous issue date: 2014-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work deals with the analysis and development of a closed-loop system for the effective control of water temperature on the output of an electric shower, independently of both the water flow or water temperature at its entrance. The system targets low cost, small physical dimensions and high efficiency. The goal is a system with physical dimensions small enough to be directly incorporated into existing electric showers, without the need for the manufacturer to reformulate their product. The high efficiency ends up being of paramount importance because it contributes effectively in both the size and cost of the solution: the lower the losses (greater efficiency) the smaller the heatsink needed, reducing the size and cost of the solution. Based on these criteria, we decided to use a TRIAC as a power switch and turning it on only at the zero crossings of the mains. For the design and development of the system, we adopted as tools Scilab and the Arduino platform. Prior to the assembly of the prototype, several simulations of circuits and programming codes were performed using the Proteus and Scilab together. For the experimental tests, a prototype with a nominal power of 3.2 kW was built employing a commercial electric shower. Experimentally, we obtained an efficiency greater than 99 %, which in turn required a heatsink with a volume of 63 cm³, and effective control of water temperature on the output device. Moreover, no noticeable flicker was observed when considering an electrical installation in accordance with Brazilian standards. / O presente trabalho trata da análise e desenvolvimento de um sistema de controle em malha fechada para o controle efetivo de temperatura da água na saída de um chuveiro elétrico, independentemente do fluxo de água ou temperatura da água em sua entrada. O sistema vislumbrado tem como premissa ser de baixo custo e alta eficiência, além de apresentar dimensões físicas reduzidas o suficiente para que possa ser incorporado diretamente nos chuveiros elétricos existentes, evitando que o fabricante precise reformular seu produto. A alta eficiência acaba sendo de suma importância, pois contribui efetivamente tanto no custo quanto no tamanho da solução, uma vez que quanto menor a eficiência, maiores as perdas, e consequentemente, maior será o dissipador de calor agregado ao sistema, elevando-se o custo e tamanho da solução vislumbrada. Baseado nestes critérios, optou-se por utilizar o TRIAC como chave de potência, e acioná-la sempre nos cruzamentos por zero da rede elétrica. Para a concepção e desenvolvimento do sistema, adotou-se como ferramentas o Scilab e a plataforma Arduíno. Antes da construção do protótipo, várias simulações dos circuitos e códigos de programação foram realizadas, utilizando-se o Proteus e o Scilab em conjunto. Para os testes experimentais, um protótipo com potência nominal de 3,2 kW foi construído, empregando-se um chuveiro elétrico comercial. Experimentalmente, verificou-se uma eficiência maior que 99 %, o que exigiu um dissipador com volume de 63 cm³, e controle efetivo da temperatura da água na saída do equipamento. Além disso, não se observou cintilação quando considerada uma instalação elétrica de acordo com as normas brasileiras.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5297 |
| Date | 29 April 2014 |
| Creators | Bernardo, Marcos Gomes |
| Contributors | Souza, Antonio Augusto Lisboa de |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UFPB, BR, Engenharia Elétrica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -266050410927282029, 600, 600, 600, 600, 9135862898645289501, -1431013593610671097, 3590462550136975366 |
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