Modelagem dinâmica de um sistema de refrigeração por adsorção aplicado a veículos de passeio
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Dynamic modeling of a refrigeration system by adsorption applied to passenger vehicles
Primeiro orientador
Membros da banca
Cristiana Brasil Maia
Luiz Machado
Luiz Machado
Resumo
A utilização de sistemas de condicionamento de ar por adsorção em veículos é uma possibilidade de aplicação do calor perdido no processo de combustão em uma tecnologia que favorece o bem-estar do usuário e o desempenho do automóvel. Propõe-se avaliar a
viabilidade da aplicação deste sistema em um veículo de passeio considerando as principais características de um refrigerador adsortivo, através de modelagem numérica dinâmica. Avaliou-se as principais fontes de calor disponíveis, os tipos de ciclo mais comuns, os pares de trabalho com melhores resultados em estudos anteriores e os reatores com melhor desempenho em ambientes em movimento. A partir desta avaliação, elaborou-se um sistema utilizando gases de exaustão como fonte de calor, ciclo de duas camadas, par de trabalho gel de sílica/água e reator do tipo Tubo Aletado. Simulou-se o sistema utilizando um método
combinado de Adams e BDF, no ambiente Colab do Google. Observou-se que a temperatura de saída de ar do evaporador variou entre 10°C e 22°C, promovendo um ambiente confortável ao usuário. No entanto, os parâmetros de desempenho foram aquém do esperado e não poderiam fornecer competição real aos sistemas de condicionamento de ar clássicos. Concluiu-se que, por apresentar sistemas muito pesados e que ocupam um grande espaço no veículo, além de intermitência significativa e baixos valores de condicionamento efetivo, o sistema poderia ser considerado inviável no momento atual para veículos de passeio.
Abstract
The use of adsorption air conditioning systems in vehicles is a possibility of applying the heat lost in the combustion process in a technology that favors the well-being of the user and the performance of the car. It was proposed to evaluate the feasibility of applying this system in a passenger vehicle considering the main characteristics of an adsorptive cooler, through dynamic numerical modeling. The main available heat sources, the most common cycle types, the working pairs with the best results in previous studies and the reactors with the best performance in moving environments were evaluated. Based on this evaluation, a system was developed using exhaust gases as a heat source, a two-layer cycle, silica gel/water working pair and a finned tube reactor. The system was simulated using a combined method of Adams and BDF, in Google's Colab environment. It was observed that the evaporator air outlet temperature varied between 10°C and 22°C, promoting a comfortable environment for the user. However, the performance parameters were below expectations and could not provide real competition to classic air conditioning systems. It was concluded that, as it presents very heavy systems that occupy a large space in the vehicle, in addition to significant intermittence and low effective conditioning values, the system could be considered unfeasible at the moment for passenger vehicles.
Assunto
Engenharia mecânica, Automóveis - Ar condicionado, Adsorção, Modelagem
Palavras-chave
Condicionamento por adorção, Condicionamento de ar automotivo, Análise conceitual, Modelagem