UMA METODOLOGIA PARA PREVER O DESEMPENHO DE VÁLVULAS DE EXPANSÃO ELETRÔNICAS COM FOCO EM REFRIGERAÇÃO DOMÉSTICA
André Luiz Montibeller1; Fernando Testoni Knabben1; Cláudio Melo1
1 POLO-UFSC
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0718
Resumo
Políticas governamentais cada vez mais ambiciosas têm pressionado as indústrias do setor de refrigeração a fabricar produtos cada vez mais eficientes. A necessidade de refrigeradores que operam eficientemente numa ampla faixa de condições de operação tem estimulado o desenvolvimento de componentes de ação variável, como compressores e dispositivos de expansão. Dentro desse contexto, desenvolveu-se uma metodologia para prever o desempenho de válvulas de expansão eletrônicas com foco em refrigeração doméstica. Para tanto, três válvulas de expansão, com orifícios de diâmetros distintos, foram primeiramente testadas numa bancada de medição de vazão de nitrogênio. Os valores de vazão foram então utilizados para gerar geometrias - comprimento e diâmetro interno - de tubos capilares equivalentes. A partir da geometria do capilar e com o auxílio de um modelo matemático foi possível prever a vazão mássica de HFC-134a e estimar a capacidade de refrigeração correspondente. Dessa forma, pôde-se verificar, de uma forma rápida e relativamente precisa, se tais válvulas eram adequadas para uso em sistemas domésticos de refrigeração. Percebeu-se que as válvulas de diâmetro pequeno e intermediário conseguiam controlar adequadamente a vazão de refrigerante apenas a partir de frações de abertura superiores a 30%. Por outro lado, a válvula de maior diâmetro apresentou um bom comportamento já a partir de frações de abertura de 2%. Observou-se ainda que a válvula de maior diâmetro é equivalente a capilares de 0,3 a 0,9 mm de diâmetro interno, dependendo da fração de abertura, podendo gerar capacidades de refrigeração entre 20 a 250 W sendo, portanto, adequada para uso em refrigeração doméstica.
Palavras-chave: Válvulas de expansão; Tubos capilares; Refrigeração doméstica; Vazão de nitrogênio