Código de geração de dados

A geração de dados fictícios do banco de gelo foi feita recorrendo a um programa em Python. O código utilizado gera um número de anos predefinido de dados e insere-os devidamente na base de dados MySQL. O código mostrou-se ser relativamente extenso pelo que foi separado em dois ficheiros: um ficheiro principal chamado insert_mysql.py a partir do qual se fazia a inserção dos dados na base de dados MySQL e outro ficheiro com o nome de generate_data.py em que eram definidas todas as funções necessárias para gerar os dados e eventualmente criar gráficos destes.

Como já referido, existem dois tipos de descarga de banco de gelo: a fusão interna e fusão externa. O programa aqui retratado gera dados para bancos de gelo para estes dois tipos de bancos de gelo pelo que teve de ser criada uma tabela adicional, com a mesma estrutura da original, sendo a esta iria conter os dados de um banco de gelo de fusão externa.

Para aumentar a versatilidade e capacidade de análise deste sistema de monitorização pro- tótipo, o código gera ainda dois tipos de perfis de carga do sistema exterior a refrigerar, de modo a se poder inferir sobre a vantagem de aplicação de bancos de gelo em sistemas com perfis de carga diferentes. Um dos perfis de carga é tem um pico central (gerado a partir de uma função Gaussiana) e o outro perfil é mais ou menos constante ao longo do dia.

Assim sendo, tendo em conta que este programa é de certa forma "auxiliar", este não será detalhadamente explicado nesta secção. Todavia, serão apresentados os perfis diários de cada um dos tipos dados gerados e será dada uma breve explicação para cada perfil.

Na figura6.10temos então os perfis diários para as diferentes temperaturas nos pontos já referidos e também a potência de carga e descarga do banco de gelo - dados para descarga em

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(A) (B)

(C) (D)

(E) (F)

FIGURA6.10: Exemplo de dados diários em descarga de fusão externa: (A) temperatura da água à entrada do banco de gelo; (B) temperatura da água à saída do banco de gelo; (C) temperatura da água no interior do banco de gelo; (D) temperatura da água à saída do sistema exterior; (E)

fusão externa. Na figura6.10a, o perfil da temperatura à entrada do banco de gelo mostra que, durante o processo de carga, o chiller opera em controlo da temperatura da sua saída da água glicolada, pelo que a temperatura desta à entrada do banco de gelo permanece relativamente constante. Durante o processo de descarga, a água que entra no banco de gelo passa antes do chiller onde arrefece até uma determinada temperatura (regime de funcionamento parcial), sendo que a temperatura à entrada do banco de gelo é constante. Na figura6.10b, repara-se que a temperatura à saída do banco de gelo durante a carga decresce à medida que se vai formando o gelo e a queda de temperatura da água glicolada no banco de gelo é menor, enquanto que na fase de descarga o oposto se passa. A temperatura sofre um aumento no sistema exterior como se pode ver na figura6.10d, enquanto permanece relativamente perto de 0ºC no interior do banco de gelo (figura 6.10c). As potências de carga e descarga, nas figuras 6.10ee6.10f, respetivamente, vão de acordo com a diferença de temperaturas à entrada e saída do banco de gelo durante estes dois processos.

Os dados relativos à descarga em fusão interna, presentes na figura6.11mostram que os perfis nas figuras6.11a,6.11ce6.11eforam semelhantes aos perfis análogos para a utilizados fusão externa. No entanto, existe uma divergência nas restantes figuras. Isto acontece porque no processo de descarga da fusão interna, como o gelo começa a derreter pelo lado do tubo, cria-se uma bolsa de gelo derretido entre uma camada de gelo e o tubo, fazendo com que a temperatura da água glicolada aumente até a camada de gelo que envolvia o gelo derretido partir. Aí, água que estava do lado de fora do gelo, mais fria, entra em contacto com o tubo, baixando a temperatura da água glicolada outra vez. Isto dá origem aos perfis presentes nas figuras6.11b,6.11de6.11f.

Os perfis diários representados na figura6.12são invariantes com o tipo de descarga (fusão interna ou externa) do banco de gelo. Como se pode verificar, o caudal de operação é mantido relativamente constante, e a evolução da carga do banco de gelo segue o perfil semelhante os perfis de crescimento da espessura de gelo verificados no capítulo4.

Adicionalmente aos dados das figuras6.10,6.11e6.12, são também gerados dados de perfis de carga de diferentes tipos de sistema exterior, sob os quais o banco de gelo atuaria (6.13). Como se pretende simular a performance de um banco de gelo, estes dados também devem ser incluídos para se ter a completa monitorização do sistema. São gerados dois tipos de perfil de sistema exterior: um com um perfil de pico (peak) a meio do dia e outro que permanece com um consumo mais constante (flat) ao longo do dia. Note-se que os perfis coincidem no período de descarga do banco de gelo pois pretendeu-se simular que o banco de gelo fornece toda a

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(A) (B)

(C) (D)

(E) (F)

FIGURA6.11: Exemplo de dados diários em descarga de fusão interna: (A) temperatura da água à entrada do banco de gelo; (B) temperatura da água à saída do banco de gelo; (C) temperatura da água no interior do banco de gelo; (D) temperatura da água à saída do sistema exterior; (E)

(A) (B)

(C) (D)

FIGURA6.12: Restantes perfis diários dos parâmetros gerados, que são invariantes com o tipo de descarga: (A) caudal de operação; (B) taxa de variação do nível da água do tanque; (C) nível

da água do tanque e (D) carga do bando de gelo.

(A) (B)

FIGURA6.13: Diferentes perfis do sistema exterior para ambas os perfis de descarga do banco de gelo: (A) sistema exterior com fusão externa fusão externa e (B) sistema exterior com fusão

6. SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO 95 potência requerida pelo sistema naquele período. Estes dois tipos foram criados para se poder simular dois tipos de sistema a aplicar.