Compressores alternativos são comumente utilizados em aplicações depequena e média capacidade de refrigeração. Como essescompressores são projetados para operar sem necessidade de manutenção periódica, seus componentes são acomodadosno interior de uma carcaça soldada. Contudo, alguns dos fenômenos físicos que ocorrem em compressores herméticos, tais como o processo de compressão, o atrito nos mancais e as perdas no motor elétrico, geram calor no interior da carcaça. Assim, o compressor funciona a maior parte do tempo com seus componentes em temperaturas elevadas, afetando seu desempenho.

O gerenciamento térmico de compressores consiste em projetar os seus componentes observando seu posicionamento, formato e material a fim de atender aos requisitos de eficiência e confiabilidade. Em particular, a redução da temperatura inicial de compressão do gás promove aumentos das eficiências volumétrica e isentrópica, ao passo que as temperaturas de operação do óleo lubrificante e do motor elétrico são limitadas por questões de confiabilidade.

Ao longo dos últimos 30 anos, o POLO tem desenvolvido pesquisas em gerenciamento térmico de compressores. As atividades são divididas em duas linhas principais: modelagem computacional e desenvolvimentos experimentais. Modelos de simulação térmica têm sido desenvolvidos para a previsão da temperatura de componentes de compressores de deslocamento positivos (alternativo, pistão rolante e scroll). Os resultados teóricos são validados com medições obtidas em atividades experimentais, que são realizadas a partir da instrumentação de compressores com termopares, anemômetros e sensores de fluxo de calor. Ao combinar as linhas de pesquisa teórica e experimental, é possível analisar alternativas de gerenciamento térmico do compressor de forma rápida e confiável.

Hoje em dia, as principais atividades em andamento dizem respeito ao compressor alternativo, com foco no motor elétrico. A primeira delas consiste no desenvolvimento de um modelo multifísicopara simulação acoplada do ciclo de compressão, da transferência de calor entre os componentes do compressor e do funcionamento do motor. O modelo, escrito em linguagem C++ e orientado a objeto, permite uma abordagem integrada e multidisciplinar no projeto de compressores herméticos alternativos. Assim, é possível avaliar o efeito de parâmetros construtivos e operacionais na temperatura de componentes do motor e no desempenho termodinâmico do compressor.Outra atividade que está sendo atualmente conduzida é a análise de soluções de gerenciamento térmico para o motor de indução de um compressor alternativo adotado em refrigeração comercial. Esta atividade possui tanto uma componente numérica quanto uma vertente experimental, que permitirá validar a solução proposta através dos modelos de simulação.


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