Desenvolvimento de condicionador de ar operado por unidade de refrigeração magnética

Abstract

A refrigeração magnética é uma das alternativas mais promissoras para aumentar a eficiência energética de refrigeradores convencionais, bem como para a redução de gases nocivos ao meio ambiente. É uma tecnologia ambientalmente amigável na qual se emprega materiais refrigerantes sólidos para realizar a troca de calor com o ambiente pelo ciclo termomagnético. Para que isso aconteça o material precisa apresentar um elevado valor de efeito magnetocalórico (EMC), ou seja, uma resposta térmica quando submetido a processos de magnetização e desmagnetização em condições adiabáticas. Um dos materiais mais promissores que pode apresentar esta propriedade de forma acentuada à temperatura ambiente, são as ligas a base do composto LaFe13-xSix (também conhecida como fase 1:13), que podem ser obtidas por rotas convencionais como os processos de fusão e posterior homogeneização para que a fase desejada 1:13 esteja presente majoritariamente na microestrutura. Com a obtenção destes materiais, o efeito magnetocalórico pode ser medido diretamente a partir de uma bancada de medição direta, na qual será possível medir a variação de temperatura conforme o material sofre uma variação no campo magnético em um ambiente (quase) adiabático. Neste trabalho espera-se realizar um estudo de homogeneização da liga LaFeSi13, obtendo majoritariamente a fase desejada LaFe13-xSix que apresenta alto valor de EMC, e comparar as diferentes técnicas de caracterização magnética e microestrutural avaliando o efeito magnetocalórico diretamente e indiretamente. A partir do recozimento da liga La-Fe-Si visando a homogeneização, se obteve resultados em relação as frações de fases indesejadas, como por exemplo de Fe-α, chegando a valores de cerca 5%, que puderam ser comprovadas através das medidas magnéticas pelo histeresígrafo assim como pelo VSM, e através das microestruturas do material utilizando microscópio óptico e MEV. Isto significa que a fase majoritária presente é a fase 1:13, cerca de 95% em peso, que apresenta alto valor de EMC e é um dos requisitos para a refrigeração magnética. Em relação as medidas diretas do efeito magnetocalórico a partir da bancada de medição direta, os primeiros testes foram realizados verificando a medição de temperatura dentro da bancada e o acionamento do sistema pneumático para que a amostra adentre ao campo magnético. Porém estes testes foram interrompidos devido às questões sanitárias impostas durante o período de pandemia e estão sendo realizados sob trabalho home office.