Implementação de um modelo para simulação numérica de um sistema de condicionamento de ar

Abstract

Condicionadores de ar são essenciais no cotidiano e nas mais diversas aplicações – residencial, comercial ou industrial. Estima-se que o consumo de energia elétrica por condicionadores de ar no setor residencial aumentou aproximadamente 237% entre 2005 e 2017. Sob tal perspectiva, com o propósito de evitar a sobrecarga do setor elétrico, as políticas de etiquetagem e índices mínimos de eficiência incentivam os fabricantes de condicionadores de ar a desenvolverem equipamentos cada vez mais eficientes. Nesse sentido, o uso de modelos de simulação de condicionadores de ar é fundamental, pois permite que o engenheiro analise o efeito de alterações de projeto no desempenho do sistema de forma rápida e sem o custo elevado do experimento. O objetivo do presente trabalho é a modelagem de um sistema de condicionamento de ar do tipo Split de aplicação doméstica, adotando uma formulação integral e permanente das equações da conservação da massa e da energia para os componentes do sistema. Primeiramente, os resultados do modelo foram verificados com resultados obtidos por outros autores na literatura. Em seguida, o modelo foi utilizado para avaliar o efeito de modificações no sistema de condicionamento de ar sobre o seu desempenho, analisando-se o coeficiente de eficácia do ciclo. Concluiu-se que o desempenho do sistema de condicionamento de ar aumenta de acordo com o aumento das vazões volumétricas de ar no condensador e no evaporador, assim como com o aumento da densidade de aletas no condensador e no evaporador. Observou-se também que o desempenho do sistema diminui quando o compressor e o fluido refrigerante originais (R22) são substituídos por outros compressores que operam com R134a e R410A.