Algoritmo de degelo adaptativo para sistemas de refrigeração com hot gas by-pass em ambientes com injeção de umidade

Abstract

Este trabalho aborda a aplicação de um algoritmo de degelo adaptativo para sistemas de refrigeração comercial, com foco na redução do consumo de energia. A motivação principal surge do amplo uso de refrigeradores e freezers, que representam 14% do consumo energético residencial global, e das dificuldades associadas à formação de gelo nos evaporadores devido à solidificação do vapor d’água presente no ar úmido. Tradicionalmente, o degelo é realizado em intervalos fixos, o que pode resultar em desperdício de energia ou degradação do desempenho quando o momento não é adequado. Para superar essas limitações, o presente estudo propõe o uso de um algoritmo que ajusta dinamicamente o momento do degelo com base nas condições operacionais do sistema, usando medições do próprio produto e propondo adaptações para o caso de sistemas de refrigeração de maior porte, usados para a refrigeração de câmaras de armazenamento. O algoritmo proposto neste trabalho sugere o uso da diferença de umidade absoluta entre o gabinete e o evaporador, através da medição de umidade relativa na câmara. A estratégia proposta foi implementada em LabView, e testes experimentais foram conduzidos em diferentes condições para ajustar os parâmetros do modelo, visando evitar a degradação do Coeficiente de Performance (COP) e a minimização do consumo de energia total durante o período de operação do produto. O uso do hot gas by-pass como método de degelo permite uma recuperação rápida da temperatura do evaporador, enquanto a injeção de umidade simula condições operacionais variadas para avaliar a adaptabilidade do algoritmo. Os resultados obtidos demonstram a capacidade do algoritmo de reduzir ou aumentar a frequência de degelos com base nas condições de operação, reduzindo a quantidade de degelos em condições mais leves e aumentando em condições mais severas, melhorando a eficiência global do sistema em até 8% na condição mais severa de operação.