Estimativa de massa de fluido refrigerante em um evaporador utilizando diferentes correlações de fração de vazio com a linguagem modelica

Abstract

Este trabalho apresenta a estimativa de massa de fluido refrigerante em um evaporador, utilizando diferentes correlações de fração de vazio implementadas em software comercial baseado na linguagem Modelica. O objetivo do estudo foi estimar a massa de fluido refrigerante presente no evaporador de um sistema de refrigeração, utilizando diferentes correlações de fração de vazio. O evaporador é semelhante às unidades utilizadas na refrigeração de contêineres marítimos. As correlações selecionadas apresentam o R-290 em seus bancos de dados. O R-290 é um fluido refrigerante natural com forte apelo ambiental devido ao seu baixíssimo GWP (Potencial de Aquecimento Global) de valor 3 e ODP (Potencial de Destruição do Ozônio) nulo. Nesse trabalho, a comparação entre resultados experimentais e de simulações foi possível pelo trabalho em conjunto com o Instituto de pesquisa Fraunhofer ISE, que realizou um teste de bancada utilizando a técnica QCV (Quick Closing Valve). Os resultados obtidos apontaram a correlação de Kanizawa e Ribatski (2016) como a mais precisa, com diferença de 4,0% entre valores simulados e experimentais da quantidade de massa de fluido refrigerante no interior do evaporador. Em seguida, a correlação de Bhagwat e Ghajar (2014) apresenta diferença de 8,8% entre resultados simulados e experimentais da quantidade de massa de fluido refrigerante.

This work presents the estimation of refrigerant charge in an evaporator, using different void fraction correlations implemented in a commercial software based on the Modelica language. The objective of the study was to estimate the refrigerant charge using diverse void fraction. The evaporator is similar to maritime transport’s unities. The selected correlations have the refrigerant R-290 Propane in their database. R-290 is a natural refrigerant with strong environmental appeal due to its very low GWP (Global Warming Potential) value of 3 and zero ODP (Ozone Depleting Potential). In this work, the comparison between experimental and simulation results was made possible by working together with the Fraunhofer Research Institute ISE, which conducted a bench test using the QCV (Quick Closing Valve) technique. The results obtained pointed to the correlation by Kanizawa and Ribatski (2016) as the most accurate, with difference of 4.0% between numerical and experimental results regarding the refrigerant charge within the evaporator. Followed by the correlation by Bhagwat and Ghajar (2014) with difference of 8.0% between the numerical and experimental refrigerant charge in the evaporator.