Análise da eficácia de um refrigerador doméstico com condensador modificado: revestimento com meio poroso dissipativo

The development of home refrigerators generally are compact and economic reasons for using simplified configuration. The thermodynamic coefficient of performance ( COP ) is limited mainly in the condenser design for reasons of size and arrangement ( layout ) of the project ( design ) and climatic characteristics of the region where it will operate. It is noteworthy that this latter limitation is very significant when it comes to a country of continental size like Brazil with diverse climatic conditions. The COP of the cycle depends crucially on the ability of heat dissipated in the condenser. So in hot climates like the northeast, north, and west-central dispel ability is highly attenuated compared to the south and southeast regions with tropical or subtropical climates when compared with other regions. The dissipation in compact capacitors for applications in domestic refrigeration has been the focus of several studies, that due to its impact on reducing costs and power consumption, and better use of the space occupied by the components of refrigeration systems. This space should be kept to a minimum to allow an increase in the useful storage volume of refrigerator without changing the external dimensions of the product. Due to its low cost manufacturing, wire on tube condensers continue to be the most advantageous option for domestic refrigeration. Traditionally, these heat exchangers are designed to operate under natural convection. Not always, the benefits of greater compactness of capacitors for forced outweigh the burden of pumping air through the external heat exchanger. In this work we propose an improvement in convective condenser changing it to a transfer mechanism combined in series with conductive pipes and wire to a moist convective porous medium and the porous medium to the environment. The porous media used in the coating was composed of a gypsum plaster impregnated fiber about a mesh of natural cellulosic molded tubular wire mesh about the original structure of the condenser , and then dried and calcined to greater adherence and increased porosity. The proposed configuration was installed in domestic refrigeration system ( trough ) and tested under the same conditions of the original configuration . Was also evaluated in the dry condition and humidified drip water under natural and forced with an electro - fan ( fan coil ) convection. Assays were performed for the same 134- refrigerant charge e under the same thermal cooling load. The performance was evaluated in various configurations, showing an improvement of about 72 % compared with the original configuration proposed in humidification and natural convection.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Os refrigeradores domésticos de uma maneira geral são compactos e utilizam configurações simplificadas por razões econômicas. O Coeficiente termodinâmico de desempenho (COP) está limitado principalmente no projeto do condensador por razões de dimensões e arranjo (lay-out) do projeto (design) e pelas características climáticas da região onde vai operar. Vale ressaltar que esta última limitação é muito significativa quando se trata de um país de extensão continental como o Brasil com condições climáticas diversas. O COP do ciclo depende fundamentalmente da capacidade de calor dissipada no condensador. Portanto, em climas quentes como nas regiões nordeste, norte, e centro-oeste a capacidade de dissipar é muito atenuada em comparação com as regiões sudeste e sul com clima tropical e subtropical quando comparado com as outras regiões. A dissipação em condensadores compactos para aplicações em refrigeração doméstica tem sido o foco de diversos estudos, isso devido ao seu impacto na redução de custos e de consumo de energia, além de um melhor aproveitamento do espaço ocupado pelos componentes dos sistemas de refrigeração. Este espaço deve ser reduzido ao máximo para permitir um aumento do volume útil de armazenamento do refrigerador sem alterar as dimensões externas do produto. Devido ao seu baixo custo de manufatura, condensadores com aletas de arame sobre tubo continuam como a opção mais vantajosa para a refrigeração doméstica. Tradicionalmente, tais trocadores de calor são projetados para operar sob convecção natural para evitar ônus do bombeamento do ar por convecção forçada. No presente trabalho, é proposta uma melhoria no condensador convectivo original, alterando o mesmo para um mecanismo de transferência combinado, em série, sendo o mecanismo de troca entre os tubos e aletas de arame para um meio poroso úmido praticamente por condução até a superfície externa do meio poroso e então por convecção para o meio ambiente. O meio poroso utilizado no revestimento foi composto de uma argamassa de gesso impregnada sobre uma malha de fibra celulósica natural moldada sobre a estrutura tubular aramada original do condensador, sendo seca e depois calcinada para maior adesão e aumento da porosidade. A configuração proposta foi instalada no sistema de refrigeração doméstica (bebedouro) e testada nas mesmas condições da configuração original. Foi X ainda, avaliada na condição seca e umidificada por gotejamento d’água sob convecção natural e sob convecção forçada com uso de um eletro-ventilador (fancoil). Os ensaios foram realizados para a mesma carga de refrigerante 134-a e sob a mesma carga térmica de resfriamento. O desempenho da configuração com condensador modificado e sob umidificação e convecção natural apresentou uma melhora no COP de cerca de 72% quando comparada à configuração original