Estudo e Implementação de Estratégias de Controle para uma Sorveteira Comercial com Foco em Minimização do Consumo Energético

Abstract

O trabalho desenvolvido teve como objetivo estudar e avaliar os potenciais ganhos em desempenho energético de duas estratégias de controle aplicadas à refrigeração comercial leve, utilizando compressores VCC (Compressor de Capacidade Variável). O aparato experimental utilizado na bancada de teste foi um refrigerador do tipo sorveteira horizontal. Inicialmente, estudou-se o comportamento energético do sistema operando em regime cíclico para diferentes rotações e condições ambiente controladas em câmara, levando em conta a potência de perdas fixas, como o ventilador do condensador. A partir dos dados obtidos, foram analisadas e implementadas em LabVIEW duas estratégias de controle de estrutura variável baseadas no princípio liga-desliga do compressor VCC e utilizando a leitura da temperatura interna do refrigerador. Ao final, foi elaborada uma comparação do desempenho da sorveteira. Observando os resultados obtidos da aplicação das duas estratégias e os resultados de trabalhos anteriores, tem-se uma conclusão satisfatória das melhores arquiteturas de controle (controlador PI, on-off, drop-in, dual-speed) que podem ser aplicadas na área.

This project aims to study and to evaluate the potential energetic gain to be reached using a more efficient set of control laws to be applied in light commercial refrigerating systems that use VCC (Variable Capacity Compressor) compressors. In order to develop this work, a chest-freezer for ice-cream was used as the experimental apparatus. At first, the energy behavior of the system was studied and captured when the on-off controller was applied for different compressor speeds and for controlled ambient conditions in a climatic chamber, also taking into account the condenser fan power. From the data collected, two variable structure control strategies based the on-off principle and the indoor temperature sensor were analized and developed in LabVIEW. At the end, a comparison of the energy of the chest-freezer was made, then observing the results obtained from the application of the two strategies and the results of the previous works, it is possible to get a conclusion about the best control architectures (PI controller, on-off, drop-in, dual-speed) that can be applied for this kind of systems.