-Studies of control strategies for refrigeration systems observe, among other variables, the dynamic behavior of temperature and the consumption of electrical energy. Aiming to contribute to these studies, this work presents the proposal and validation of a mathematical model for the cooling system of a cold-storage unit. The model approximates the dynamics and interdependence of the variables, to first-order systems with time delay and the summation of effects. The input variables available are the frequency of compressor activation and the thermal load imposed on the unit, and as output variables, the air temperature both at the evaporator inlet and at the centre of the chamber, as well as the electrical power consumed by the compressor. The results obtained were satisfactory, with an error of less than 0.11 °C for the air temperature at the evaporator inlet, of less than 0.09 °C for the temperature at the centre of the chamber, and of less than 1% for the electrical energy consumed.Key words: Variable rotation. Simulation. Agricultural products-storage. Electrical energy-consumption.RESUMO -Os estudos de estratégias de controle para sistemas de refrigeração observam, entre outras variáveis, o comportamento dinâmico da temperatura e da energia elétrica consumida. Com o objetivo de contribuir com estes estudos, o presente trabalho apresenta a proposta e a validação de um modelo matemático do sistema de refrigeração de uma câmara fria. O modelo aproxima a dinâmica e a interdependência das variáveis a sistemas de primeira ordem com tempo de atraso e somatória de efeitos. Como variáveis de entrada tem-se a frequência de acionamento do compressor e a carga térmica imposta à câmara e como variáveis de saída as temperaturas do ar na entrada do evaporador e no centro da câmara, bem como a potência elétrica consumida pelo compressor. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com erro menor que 0,11 °C para a temperatura do ar na entrada do evaporador, menor que 0,09 ºC para a temperatura do ar no centro da câmara e menor que 1% para energia elétrica consumida.Palavras-chave: Rotação variável. Simulação. Produtos agrícolas-armazenamento. Energia elétrica-consumo.
ABSTRACT:The process of cold storage chambers contributes largely to the quality and longevity of stored products. In recent years, it has been intensified the study of control strategies in order to decrease the temperature change inside the storage chamber and to reduce the electric power consumption. This study has developed a system for data acquisition and process control, in LabVIEW language, to be applied in the cooling system of a refrigerating chamber of 30m 3 . The use of instrumentation and the application developed fostered the development of scientific experiments, which aimed to study the dynamic behavior of the refrigeration system, compare the performance of control strategies and the heat engine, even due to the controlled temperature, or to the electricity consumption. This system tested the strategies for on-off control, PID and fuzzy. Regarding power consumption, the fuzzy controller showed the best result, saving 10% when compared with other tested strategies. KEYWORDS: energy-saving, PID controller, fuzzy controller, cold storage. SISTEMA PARA ESTUDOS DE ESTRATÉGIAS DE CONTROLE APLICADAS EM CÂMARAS FRIASRESUMO: O processo de armazenamento refrigerado em câmaras contribui, em grande parte, para a qualidade e a longevidade dos produtos. Nos últimos anos, têm-se intensificado os estudos de estratégias de controle com a finalidade de diminuir a variação da temperatura dentro da câmara de armazenamento e de reduzir o consumo de energia elétrica. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema para aquisição de dados e controle do processo, em linguagem LabVIEW, para ser aplicado no sistema de refrigeração de uma câmara frigorífica de 30m 3 . A utilização da instrumentação e do aplicativo desenvolvido possibilitou a realização de experimentos científicos, com o objetivo de estudar o comportamento dinâmico do sistema de refrigeração, comparar o desempenho das estratégias de controle da máquina térmica, tanto em função da temperatura controlada, quanto ao consumo de energia elétrica. Neste sistema, foram testadas as estratégias de controle liga-desliga, PID e fuzzy. Em relação ao consumo de energia elétrica, o controlador fuzzy obteve o melhor resultado, economizando 10% em relação às outras estratégias testadas. PALAVRAS-CHAVE: economia de energia, controlador PID, controlador fuzzy, armazenamento refrigerado.
Este trabalho tem o objetivo de apresentar a aplicação de uma plataforma computacional multidisciplinar voltada para o ensino de identificação de sistemas. A interdisciplinaridade permite ao aluno desenvolver diversas habilidades em atividades específicas e de aplicação prática. Nesse contexto, o estudo de identificação de sistemas com o uso de atividades práticas incrementa a relação ensino-aprendizagem. O aparato desenvolvido utiliza conhecimentos de eletrônica, linguagens de programação, protocolos de comunicação e microcontroladores. O sistema a ser identificado nessa plataforma consiste em um modelo térmico de aquecimento por resistências elétricas. Foram utilizadas duas aproximações, um modelo de primeira ordem com tempo morto e um modelo de segunda ordem sobreamortecido. Os resultados obtidos foram considerados satisfatórios, com erros da ordem de 0,68°C.
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