Projeto de parâmetros robustos para um sistema de refrigeração utilizando arranjo combinado de superfície de resposta.

Abstract

Equipamentos de refrigeração industrial são utilizados por diversas empresas industriais e comerciais, desde pequenos restaurantes e lanchonetes para conservação de alimentos e bebidas em câmaras frias até grandes indústrias de alimentos e bebidas ou químicas. É comumente observado que os sistemas de refrigeração são responsáveis por uma grande quantidade de consumo de energia elétrica em muitas plantas. Em alguns setores, principalmente alimentos, bebidas, produtos químicos é o processo que representa uma parte significativa dos custos globais de energia local. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo a otimização de um sistema de refrigeração por compressão de vapor, construído em laboratório. Buscou-se identificar a combinação ótima dos parâmetros que oferecessem os melhores resultados quanto à eficiência energética. Os parâmetros do processo analisados foram a frequência do compressor, a frequência da bomba do evaporador e a frequência da bomba do condensador. As respostas analisadas incluíram a potência de compressão (Wc) e o coeficiente de performance do sistema (COP), sob a influência da carga térmica, como ruído. Para a obtenção dos resultados ótimos, utilizou-se um método experimental dividido em duas fases: Metodologia de Superfície de Resposta para o planejamento dos experimentos, coleta dos dados e análise dos efeitos dos parâmetros e otimização robusta do processo, utilizando o conceito de Projeto de Parâmetros Robustos (PPR), Erro Quadrático Médio (EQM) e Método do Critério Global (MCG). Os resultados mostraram que os modelos matemáticos desenvolvidos para as respostas de interesse se caracterizaram como expressões de grande confiabilidade. Além disso, foi confirmado a influência significativa que a carga térmica tem sobre o coeficiente de performance do sistema. Com a realização da otimização, pôde-se obter resultados ótimos robustos, verificado pela confirmação dos resultados.