[pt] O setor de refrigeração tem um papel fundamental e crescente na vida
moderna. Seus usos vão desde processos industriais até conservação de
alimentos passando por aplicações de conforto térmico. Tamanho peso
econômico também se reflete nas emissões de poluentes do segmento.
Acordos internacionais têm sido implementados com o objetivo de substituir
fluidos refrigerantes que são danosos à camada de ozônio ou com alto
potencial de aquecimento global. Outras abordagens visam reduzir o
nível de emissões por meio da diminuição do consumo energético da
operação de sistemas de refrigeração. Nesse sentido, este trabalho investiga
a implementação de uma estratégia baseada em controle preditivo para
sistemas de expansão direta. O objetivo foi verificar se o controlador
baseado nessa abordagem seria capaz de controlar a temperatura interna
de um ambiente. Os resultados mostram que o controlador proposto foi
eficaz nessa tarefa para o caso de temperaturas externas constantes, porém
ineficaz em contexto dinâmico. Quando o desempenho dessa abordagem foi
comparado àquele de um mesmo sistema operando com controlador de duas
velocidades, os resultados foram inferiores. A estratégia de controle preditivo
foi capaz de manter a temperatura do ambiente refrigerado dentro da faixa
desejada em 53 por cento do tempo contra 96 por cento do esquema de duas velocidades. Em
paralelo, estudou-se também a aplicação do método de estimação estados em
horizonte móvel. O objetivo foi discutir se era possível inferir parâmetros do
ciclo de refrigeração sem efetivamente mensurá-los. Os resultados mostram
que o modelo de refrigeração proposto é observável em condições externas
constantes. Além disso, uma comparação de desempenho entre o sistema
operando com fluidos diferentes foi realizada. O intuito foi mostrar as
possibilidades do método de estimação no que tange o cálculo de indicadores
de desempenho. / [en] The refrigeration sector has a fundamental and growing role in modern life.
Its uses range from industrial processes and food preservation to applications
of thermal comfort. Its economic weight size is reflected in the level of
pollutant emissions of the segment. International agreements have been
implemented with the objective of replacing refrigerant fluids that are
harmful to the ozone layer or with a high global warming potential. These
initiatives seek to mitigate the direct impact of the release of gases into
the atmosphere. Other approaches aim to reduce the level of emissions by
reducing the energy consumption of the operation of these systems.In this
sense, this work investigates the implementation of a strategy based on
predictive control for direct expansion systems. The objective was to verify
if the control strategy based on this approach would be able to keep the
internal temperature of an room within a defined range. The results show
that the proposed control scheme was effective for the case of constant
external temperatures, but ineffective in a dynamic context. Comparing the
performance of this approach to the same system operating with a two
velocities control scheme, the results were inferior. The predictive control
strategy was able to keep the temperature within the desired range in
53 per cent of the simulation time versus 96 per cent of the two velocity aproach. In
parallel, the application of the estimation method states in moving horizon
was also studied. The objective was to discuss whether it was possible
to infer parameters of the refrigeration cycle without actually measuring
them. The results show that the refrigeration model proposed is observable
under constant external conditions. In addition, a performance comparison
between the system operating with different fluids was performed. The goal
was to show the possibilities of this estimation method with respect to the
calculation of performance metrics.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:56528 |
| Date | 10 December 2021 |
| Creators | EDSON SABINO DA SILVA |
| Contributors | JOSE ALBERTO DOS REIS PARISE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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