SNOWFALL AND HAIL [HOMS C53]

5.1 CONCLUSÕES

Este trabalho focou no desenvolvimento do conceito de um sistema que possa servir de padrão de intercomparação de painéis para avaliação de eficiência energética e que possa ser aplicado na indústria de compressores herméticos de refrigeração.

Atualmente, há aplicado na indústria um conceito de intercomparação com o uso de um compressor tradicional. Entretanto, apesar de auxiliar na comparação entre painéis, a informação obtida por esse método carece de mais detalhes que possam indicar uma possível fonte de desvio, tal como a medição de temperatura, pressão ou vazão mássica. Além disso, a referência é perdida quando o compressor tido como padrão falha, além de o valor de capacidade de refrigeração sofrer variações com o tempo em função de desgastes em seus componentes.

Para aumentar a robustez do processo de intercomparação, foi proposto um novo conceito de padrão de capacidade de refrigeração, com base no conceito atualmente empregado na indústria e em propostas já avaliadas na literatura. Para atender tal necessidade, foram realizadas as especificações da arquitetura do sistema, de componentes de medição, tais como transdutores de pressão, temperatura e vazão mássica, e foram definidos procedimentos de uso. Adicionalmente, foi realizada a avaliação de incerteza de medição das cadeias presentes no conceito de padrão proposto, considerando o impacto que as incertezas de medição possuem sobre o processo de medição de capacidade de refrigeração. Entre todas as cadeias de medição, a de temperatura de sucção, que utiliza termopar devido à necessidade de inserção do transdutor no passador de sucção, e a de vazão mássica, principalmente devido à parcela de deriva térmica, são as que apresentam maior impacto sobre a capacidade de refrigeração.

Com a definição dos equipamentos de medição, foi realizada a construção da bancada do padrão de capacidade, buscando eliminar pontos que possam ocasionar falhas no processo de análise, tais como vazamentos através dos conectores. Além disso, foi considerada a segurança dos equipamentos através de procedimentos como fixar os transdutores de pressão em um local seguro onde não estejam sujeitos a choques mecânicos.

Apesar de já conhecidas as características metrológicas dos equipamentos, foi realizada a calibração dos mesmos para garantir a correta análise dos resultados. Durante esse processo, a calibração de vazão

apresentou desvios acima dos limites esperados. Parte desse desvio foi causada pelo procedimento de execução da calibração, que foi aperfeiçoado no trabalho. Entretanto, a maior parcela do desvio da calibração foi devido ao zeramento do medidor. Após o zeramento ter sido realizado de forma correta, com o tempo especificado neste trabalho, os valores medidos ficaram de acordo com a incerteza de medição do medidor de vazão mássica e da balança, equipamento utilizado como referência para o processo de calibração de vazão.

Apesar das análises e medições realizadas ao longo do trabalho para identificar a fonte causadora de desvios de medição da vazão mássica, ainda há algumas dúvidas a respeito do processo de medição. A principal delas é não conhecer exatamente o impacto da deriva térmica para um dos medidores utilizados, e, por isso, não realizar o zeramento do medidor na temperatura de operação.

Os resultados gerados com o padrão de capacidade aplicado em quatro diferentes painéis de avaliação de eficiência e mostram que é possível sua utilização. Foram realizadas as comparações dos resultados de todas as variáveis medidas: pressões de sucção e descarga, temperaturas de sucção e carcaça, além da vazão mássica. Os testes mostraram que passou a ser mais fácil identificar não apenas desvios nos painéis de ensaio, como a origem desses desvios. Além disso, o sistema passou a ser imune à degradação ou quebra do compressor de referência, pois a responsabilidade pela arbitração do valor da capacidade de refrigeração passou a ser do transdutor de vazão mássica empregado no padrão de capacidade e não mais do compressor.

A proposta de padrão de intercomparação desenvolvida e apresentada ao longo do trabalho mostrou-se uma solução mais eficaz e robusta para o processo de análise dos painéis de avaliação de eficiência comparada ao uso de um compressor convencional. O conceito do painel é viável para sua aplicação na rotina de ensaios do laboratório. Porém, necessita ainda melhorias na parte estrutural, mecânica e elétrica, para converter o protótipo utilizado no trabalho para um padrão de intercomparação para aplicação na indústria.

A aplicação desse padrão de intercomparação fornecerá respostas mais rápidas para o time de manutenção dos painéis de avaliação de eficiência. Atualmente, quando encontrado um desvio de medição em um dos painéis, há uma extensa lista de análises a serem realizadas. Com as medições pressões, temperaturas e vazão mássica através do padrão de capacidade, essas variáveis, que possuem forte influência no resultado, estarão disponíveis aos técnicos rapidamente e as ações para correção do desvio serão mais rápidas.

Dados os resultados obtidos, pode-se afirmar que o objetivo geral e os objetivos específicos do trabalho foram alcançados. O padrão de intercomparação foi proposto e construído para validação do seu funcionamento em diferentes painéis de avaliação de eficiência. Com os resultados gerados, foi possível identificar alguns desvios de medição que ocasionam variação no resultado de medição de capacidade de refrigeração. 5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Dada a elevada importância do desenvolvimento apresentado ao longo do trabalho e considerando os resultados obtidos e as dificuldades encontradas, são propostas algumas oportunidades de melhoria para tornar o processo de intercomparação de painéis ainda mais robusto.

Inicialmente deve-se estudar o processo de calibração de medidores de vazão mássica para tornar o processo mais repetitivo e reprodutível. Ainda relacionado à calibração, é importante a realização de um estudo mais detalhado sobre o comportamento do medidor de vazão mássica na temperatura de operação, nesse caso superior a 50 °C. A importância dessa análise deve-se ao fato de a especificação do medidor de vazão mássica possuir uma parcela de incerteza de deriva térmica de ± 0,0002 % do fundo de escala por kelvin da diferença da temperatura durante o zeramento em relação a temperatura de operação.

Durante o trabalho foi identificado uma componente de vibração na frequência que havia sido indicada como crítica para o processo de medição. Entretanto, é importante um estudo mais detalhado sobre a influência da vibração sobre a medição. Deve-se avaliar o impacto da vibração no medidor com diferentes fluidos e em diferentes temperaturas para compreender sua influência.

Além da calibração, é válido um estudo para compreender a variação do valor de zero dos medidores de vazão mássica que são muito superiores aos valores de especificação do fabricante. Nos estudos de calibração, deriva térmica e de zero, deve-se avaliar outros modelos de medidores de vazão mássica para buscar outras opções existentes no mercado para essa aplicação. Através de análise de incerteza, o modelo aplicado é o ideal, porém, na aplicação pode-se encontrar uma resposta diferente.

Quanto à aplicação da bancada, deve-se avaliar o comportamento em outros painéis de avaliação de eficiência para compreender se há desvio nas medições das temperaturas de sucção e carcaça, pressões de sucção e descarga e vazão mássica. Depois de avaliado e garantir que todas as variáveis possuem as mesmas diferenças em relação ao padrão, deve-se

realizar efetivamente, a comparação da capacidade de refrigeração entre painéis. Dessa forma, será eliminado o desvio ocasionado pelos sistemas de medição e a única variável restante será alguma influência externa, tal como, um vazamento ao longo da tubulação.

Adicionalmente, deve-se avaliar a bancada com compressores de diferentes capacidades de refrigeração. Pelo fato de o compressor ser conectado externamente aos transdutores, pode-se utilizar diferentes modelos de compressores para abranger uma maior faixa de capacidade de refrigeração e conhecer o comportamento metrológico do painel dentro de um intervalo de capacidade de refrigeração.

Ainda relacionado à aplicação, outra análise importante é a aplicação do padrão de capacidade com outros fluidos refrigerantes, principalmente isobutano (R600a), que é amplamente utilizado na indústria de refrigeração. Espera-se que não existam dificuldades adicionais, porém essa validação é importante antes da adoção efetiva do conceito com outros fluidos.

Outra possível investigação é utilização de compressores com capacidade de refrigeração variável para controlar a vazão mássica gerada pelo compressor através do controle da frequência rotacional. Essa proposta precisará ser validada na aplicação industrial para definir se haverá ou não ganhos em relação à proposta apresentada nesse trabalho.

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