Concepção para uso na indústria

Após Martins (2009) validar o conceito de controlar a vazão mássica alterando a frequência rotacional do compressor em bancada específica de teste, Corrêa (2013) realizou a validação do conceito para a conexão do padrão de capacidade ao painel de avaliação de eficiência.

A proposta inicial de padrão de capacidade a ser acoplado ao painel de avaliação de eficiência foi realizada no trabalho de Martins (2009) e avaliada no trabalho de Corrêa (2013). Essa proposta é composta de compressor de capacidade variável, medidor de vazão mássica, transmissores de pressão conectados aos passadores de processo e descarga, e medição de temperatura de sucção.

As medições adicionais de pressão e temperatura serão utilizadas para avaliar se há desvios de medição entre os resultados dos transdutores dos painéis de avaliação de eficiência em relação aos utilizados no padrão de capacidade. Essa comparação é importante, visto que, a capacidade de refrigeração é dependente das variáveis medidas com os transdutores descritos acima e não apenas da vazão mássica, conforme descrito na seção 2.3. Apesar de terem sido propostas por Corrêa (2013), essas medições não chegaram a ser realizadas na avaliação experimental por ele conduzida.

É importante considerar que, ao analisar essas variáveis poderá haver diferença entre os valores medidos pelos transdutores utilizados no padrão de capacidade e os transdutores utilizados no painel de avaliação de eficiência. Essa diferença é aceitável, pois eles estão em locais diferentes e sujeitos a influências externas, como perda de carga devido à distância entre os transdutores e troca de calor com o ambiente, por exemplo.

Dessa forma, a comparação deve ser feita para avaliar se a diferença entre os transdutores é constante ao longo do tempo e similar entre diferentes painéis de avaliação de eficiência. Caso ocorra variação da diferença entre os valores medidos pelo transdutor do painel e o transdutor do padrão, possivelmente o transdutor do painel sofreu uma avaria e o resultado de capacidade de refrigeração será influenciado. Portanto, mesmo que as capacidades de refrigeração medidas pelo painel de avaliação e padrão de capacidade estejam dentro do limite aceitável, o valor não pode ser aceito. Em caso de desvio na medição de pressão e temperatura, o valor de capacidade de refrigeração é alterado e, portanto, pode mascarar uma falha no painel de avaliação de eficiência de compressores.

Figura 12 - Controle da vazão mássica com a variação da frequência rotacional do compressor.

Para executar a proposta apresentada por Martins (2009), o compressor deve ser posicionado no ambiente do compressor do painel de avaliação de eficiência. Já o medidor de vazão mássica deve ser conectado em série com os sistemas de medição de vazão do painel, que são um medidor de vazão mássica no estado líquido e um trocador de calor com fluido secundário.

No trabalho realizado por Corrêa (2013), o painel de avaliação de eficiência de compressores utilizava os métodos de medição de vazão mássica descritos acima. Entretanto, essa proposta poderia ser replicada para diferentes painéis, como, por exemplo, medição de vazão no estado gasoso.

O procedimento de teste adotado por Corrêa (2013) para validação da bancada proposta é demonstrado na figura 13. De acordo com o fluxograma, o teste inicia-se com o compressor sendo energizado.

No painel de avaliação de eficiência é realizada a medição e controle das grandezas, como pressões e temperaturas, enquanto o ensaio não é finalizado. Em paralelo, o padrão de capacidade realiza o controle de vazão mássica para mantê-la constante ao longo do teste e de acordo com o valor desejado. Ao final do ensaio é comparado o valor de vazão mássica medida pelos painéis. Caso os valores estejam dentro do limite aceitável, o painel de avaliação de eficiência está apto a testar compressores. Caso contrário, deve-se encontrar a causa raiz do desvio de medição.

A validação da proposta foi realizada com ensaios em três diferentes vazões mássicas: 2,5 kg/h, 2,8 kg/h e 3,2 kg/h.

Para avaliar o resultado, foi comparada a vazão mássica do medidor utilizado no padrão de capacidade e o utilizado no painel de avaliação de eficiência energética. Na figura 14 está demonstrado o valor de medição de vazão ao longo de um teste com 2,8 kg/h. Nesse resultado são apresentadas as medições de vazão mássica com o uso de três diferentes medidores:

 medidor de vazão do padrão de capacidade, apresentado em azul, esse valor é a referência para o ensaio e é utilizado para controle da frequência rotacional do compressor;

 medidor de vazão da bancada em análise, apresentado em vermelho, é a medição de vazão mássica direta com o uso de um medidor empregado no painel de avaliação de eficiência;

 calorímetro com fluido secundário, apresentado em verde, é a medição de vazão mássica utilizando o método A de

acordo com (ISO, 1989).

Figura 13 - Fluxograma do ensaio de avaliação de eficiência energética com o compressor padrão.

Fonte: Corrêa (2013).

Os resultados apresentados por Corrêa (2013) mostram que é possível controlar a vazão mássica através de um compressor de velocidade variável em um painel de avaliação de eficiência de compressores. Entretanto, ao realizar a comparação entre os medidores de vazão mássica, Corrêa (2013) encontrou diferença entre os mesmos que precisa ser avaliada.

Vale ressaltar que, como mencionado anteriormente, no trabalho de Corrêa (2013) não foram realizadas as medições de pressão de sucção e descarga, além da temperatura de sucção, próximas ao compressor, conforme estava definido inicialmente. Dessa forma, apesar de ter obtido sucesso no controle da vazão mássica, não foi possível identificar se o

painel possuía algum desvio de medição, que é o objetivo do padrão de capacidade.

Figura 14 - Resultado de vazão mássica para validação do conceito de padrão de capacidade.

Fonte: Corrêa (2013).