Desenvolvimento de um sistema de emulação de carga térmica para condicionadores de ar automotivos

Abstract

Sistemas de refrigeração automotiva contribuem significativamente para o aumento do consumo de combustível, podendo representar até 30% em veículos populares, além de intensificar a emissão de poluentes. Portanto, a busca por soluções eficientes para gerenciar a energia demandada por esses sistemas é essencial. O desenvolvimento de uma bancada experimental surge como uma oportunidade para pesquisar formas de reduzir o consumo e otimizar o desempenho. Um parâmetro crucial para a emulação do sistema é o controle da carga térmica à qual ele é exposto, permitindo maior proximidade com cenários reais. Ao controlar a temperatura ambiente em que o sistema opera, possibilita-se emular e avaliar seu funcionamento. Para isso, foi desenvolvido um sistema de controle que opera um conjunto de resistências elétricas, responsável por aquecer o fluxo de ar insuflado no evaporador do sistema. Um controlador linear em malha fechada foi utilizado devido à sua popularidade e bom desempenho em aplicações semelhantes. O controlador regula a potência média dissipada por meio de um relé de estado sólido, responsável pelo chaveamento da alimentação das resistências. Os resultados demonstraram que o sistema é capaz de convergir para a temperatura de referência desejada, embora apresente um tempo de convergência relativamente lento devido à elevada inércia térmica do sistema. Ainda assim, os resultados atenderam de forma satisfatória às exigências do projeto.