Transient modeling of vapor compression refrigeration systems for domestic applications (2020)
- Authors:
- Autor USP: GARDENGHI, ÁLVARO ROBERTO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Assunto: SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO
- Keywords: Metodologia experimental
- Language: Inglês
- Abstract: O aumento da eficiência energética de sistemas de refrigeração por compressão de vapor domésticos causa um impacto substancial no consumo de energia: cerca de 17% de todo consumo elétrico mundial é atribuído à área da refrigeração (incluindo ar-condicionado), sendo 45% a demanda residencial. Um estudo de caso é o panorama brasileiro, onde estes sistemas são responsáveis por aproximadamente 27% do consumo elétrico residencial, representando aproximadamente 8% de toda demanda do país. Este problema é intensificado pela baixa eficiência termodinâmica apresentada por estes produtos. Deste modo, várias indústrias e instituições de pesquisa concentram esforços e tempo para desenvolver e aplicar soluções que promovam avanços na eficiência dos sistemas. Neste trabalho, dois modelos matemáticos são apresentados: um baseado numa análise energética com a aplicação da primeira lei da termodinâmica e outro incluindo a avaliação da distribuição da massa de refrigerante no sistema. Também foi desenvolvido um procedimento experimental para calcular a condutância e a capacidade térmica de cada componente de um refrigerador doméstico (compressor, condensador, tubo capilar, evaporador e gabinete), em que são necessários dados de entrada nos modelos. Os resultados experimentais, descrevendo o comportamento transiente do sistema de refrigeração, também são usados para validar os modelos matemáticos. Dois tipos de gabinetes foram estudados: um de dois compartimentos, operando com R134a eassociado a compressores de velocidade constante e outro variável; e um freezer horizontal, com um compartimento e operando com R290. Os resultados de simulação seguem a mesma tendência que os experimentais e são bastante satisfatórios quando comparados ao comportamento transiente e médias no tempo dos experimentos. Duas estratégias de controle de velocidade variável foram avaliadas, com ganhos de até 31% em redução de consumo. Uma análise da geração de entropia foi realizada para cada componente do sistema e para o todo. Análises paramétricas foram feitas para identificar a influência da temperatura ambiente, da carga de refrigerante e de mercadorias no interior dos compartimentos na performance do sistema. Os modelos apresentados são bastante apropriados para a simulação transiente de sistemas de refrigeração por compressão de vapor para aplicações domésticas
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2020
- Data da defesa: 28.08.2020
-
ABNT
GARDENGHI, Álvaro Roberto. Transient modeling of vapor compression refrigeration systems for domestic applications. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-13102020-123514/. Acesso em: 29 dez. 2025. -
APA
Gardenghi, Á. R. (2020). Transient modeling of vapor compression refrigeration systems for domestic applications (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-13102020-123514/ -
NLM
Gardenghi ÁR. Transient modeling of vapor compression refrigeration systems for domestic applications [Internet]. 2020 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-13102020-123514/ -
Vancouver
Gardenghi ÁR. Transient modeling of vapor compression refrigeration systems for domestic applications [Internet]. 2020 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18164/tde-13102020-123514/ - Modeling of a variable speed compressor applied to a domestic refrigerator
- Caracterização de ciclos de refrigeração por compressão a vapor através da segunda lei da termodinâmica
- Estudo do desempenho de sistemas refrigeração por compressão a vapor
- Simplified approach for simulating hermetic compressor startup regime
- Numerical and experimental study of the transient behavior of a domestic vapor compression refrigeration system: influence of refrigerant charge and ambient temperature
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