No presente trabalho são apresentados resultados de simulação numérica transiente de um sistema de refrigeração doméstico de compressão a vapor considerando o procedimento descrito por JAKOBSEN (1995). O modelo matemático empregado se baseia num sistema de equações algébrico-diferenciais (EAD) de primeira ordem, obtido a partir do balanço de energia nos diferentes componentes do sistema de refrigeração, e de algumas outras relações necessárias para simular o comportamento global do sistema de refrigeração. O sistema de equações resultante é resolvido numericamente no software livre WinDali, da Universidade Técnica de Dinamarca. Dito software permite resolver sistemas de EADs que apresentam descontinuidades matemáticas usando o método de Runge- Kutta de quarta ordem. O modelo matemático empregado permite calcular a eficiência do sistema de refrigeração, predizer o consumo de energia, caracterizar termodinamicamente o sistema de refrigeração e suas interações, e descrever quantitativamente as perdas termodinâmicas (geração de entropia) do sistema funcionando em regime de operação. Esses resultados são obtidos em função da estratégia de controle do compressor, eficiência do compressor e do dimensionamento dos diferentes componentes do sistema de refrigeração. Os resultados comprovam que o modelo matemático e o programa computacional empregados permitem descrever corretamente o comportamento de um sistema de refrigeração doméstico, resultando numa ferramenta muito útil para otimização de refrigeradores domésticos. / In the present work are presented transient numerical simulation results of a vapor compression domestic refrigeration system considering the procedure described by JAKOBSEN (1995). The employed mathematical model is based on first order differential-algebraic equation (DAE) systems, obtained from energy balance in the different components of the refrigeration system, and from others relations that are necessary to simulate the global behavior of a refrigeration system. The resulting equation system is solved numerically in the free software WinDali developed at Technical University of Denmark. This software allows solving DAE systems that present mathematical discontinuities, using the Runge-Kutta method of fourth order. The employed mathematical model allows calculating the refrigeration system efficiency, predict the energy consumption, thermodynamically characterize the refrigeration system and its interactions and quantitatively describe the thermodynamic losses (entropy generation) of the system running in the operation regime. These results are obtained as a function of the compressor control strategy, compressor efficiency, and sizing of different components of the refrigeration system. The results confirm that the mathematical model and the computational program allow describing correctly the behavior of a domestic refrigeration system, resulting in a very useful tool for optimization of domestic refrigerators.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-16062008-081514 |
| Date | 07 December 2007 |
| Creators | Rangel, Sergio de Camargo |
| Contributors | Cabezas Gómez, Luben |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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