Sistema para estudos de estratégias de controle aplicadas em câmaras frias

The process of cold storage chambers contributes largely to the quality and longevity of stored products. In recent years, it has been intensified the study of control strategies in order to decrease the temperature change inside the storage chamber and to reduce the electric power consumption. This study has developed a system for data acquisition and process control, in LabVIEW language, to be applied in the cooling system of a refrigerating chamber of 30m³. The use of instrumentation and the application developed fostered the development of scientific experiments, which aimed to study the dynamic behavior of the refrigeration system, compare the performance of control strategies and the heat engine, even due to the controlled temperature, or to the electricity consumption. This system tested the strategies for on-off control, PID and fuzzy. Regarding power consumption, the fuzzy controller showed the best result, saving 10% when compared with other tested strategies.O processo de armazenamento refrigerado em câmaras contribui, em grande parte, para a qualidade e a longevidade dos produtos. Nos últimos anos, têm-se intensificado os estudos de estratégias de controle com a finalidade de diminuir a variação da temperatura dentro da câmara de armazenamento e de reduzir o consumo de energia elétrica. Neste trabalho, foi desenvolvido um sistema para aquisição de dados e controle do processo, em linguagem LabVIEW, para ser aplicado no sistema de refrigeração de uma câmara frigorífica de 30m³. A utilização da instrumentação e do aplicativo desenvolvido possibilitou a realização de experimentos científicos, com o objetivo de estudar o comportamento dinâmico do sistema de refrigeração, comparar o desempenho das estratégias de controle da máquina térmica, tanto em função da temperatura controlada, quanto ao consumo de energia elétrica. Neste sistema, foram testadas as estratégias de controle liga-desliga, PID e fuzzy. Em relação ao consumo de energia elétrica, o controlador fuzzy obteve o melhor resultado, economizando 10% em relação às outras estratégias testadas.86887

Modelo matemático de câmara fria para armazenamento de produtos agrícolas

Studies of control strategies for refrigeration systems observe, among other variables, the dynamic behavior of temperature and the consumption of electrical energy. Aiming to contribute to these studies, this work presents the proposal and validation of a mathematical model for the cooling system of a cold-storage unit. The model approximates the dynamics and interdependence of the variables, to first-order systems with time delay and the summation of effects. The input variables available are the frequency of compressor activation and the thermal load imposed on the unit, and as output variables, the air temperature both at the evaporator inlet and at the centre of the chamber, as well as the electrical power consumed by the compressor. The results obtained were satisfactory, with an error of less than 0.11 ºC for the air temperature at the evaporator inlet, of less than 0.09 ºC for the temperature at the centre of the chamber, and of less than 1% for the electrical energy consumed.Os estudos de estratégias de controle para sistemas de refrigeração observam, entre outras variáveis, o comportamento dinâmico da temperatura e da energia elétrica consumida. Com o objetivo de contribuir com estes estudos, o presente trabalho apresenta a proposta e a validação de um modelo matemático do sistema de refrigeração de uma câmara fria. O modelo aproxima a dinâmica e a interdependência das variáveis a sistemas de primeira ordem com tempo de atraso e somatória de efeitos. Como variáveis de entrada tem-se a frequência de acionamento do compressor e a carga térmica imposta à câmara e como variáveis de saída as temperaturas do ar na entrada do evaporador e no centro da câmara, bem como a potência elétrica consumida pelo compressor. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com erro menor que 0,11 ºC para a temperatura do ar na entrada do evaporador, menor que 0,09 ºC para a temperatura do ar no centro da câmara e menor que 1% para energia elétrica consumida.28629

Implementation and performance evaluation of control strategies applied in a storage system for refrigerated

Orientador: Nelson Luis CappelliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia AgrícolaResumo: O armazenamento refrigerado dos produtos agrícolas visa atender a uma demanda de produtos mais saudáveis por parte dos mercados e dos consumidores. Tende também, proporcionar aos produtores uma alternativa de aprazar o tempo para a comercialização dos produtos armazenados. O armazenamento refrigerado é importante para uma melhor conservação dos produtos perecíveis, pois com o decréscimo da temperatura de armazenamento, as reações metabólicas diminuem. Os sistemas de refrigeração por compressão de vapor, em sua grande maioria, executam o algoritmo de controle liga-desliga, mantendo o motor elétrico do compressor em uma rotação fixa, e não contemplando as condições variáveis as quais o sistema está sujeito. O motor elétrico do compressor é acionado à plena capacidade quando apenas é necessário suprir pequenas variações de temperatura. A estratégia de controle liga-desliga provoca uma grande variação de temperatura no interior da câmara de armazenamento e um maior consumo de energia elétrica, quando comparado a sistemas que utilizam técnicas mais eficazes de controle. Nesse trabalho, estudou-se a possibilidade de se reduzir o consumo de energia elétrica em um sistema de refrigeração, submetendo o motor elétrico do compressor a um regime de rotação variável, segundo a carga térmica a ser suprimida. Para tanto, instrumentou-se o sistema de refrigeração e foi desenvolvido um aplicativo para aquisição de dados, monitoramento e controle do processo, a fim de possibilitar a implementação das ações de controle, tais como: liga - desliga, proporcional, integral e derivativo (PID) e fuzzy. Buscou-se através da implementação das ações de controle, uma menor variação da temperatura no interior da câmara de armazenamento e uma economia de energia elétrica. O controlador fuzzy apresentou os melhores resultados, superando tanto o controlador liga - desliga, quanto o controlador PID.Abstract: The cold storage of agricultural products intended to meet a demand for healthier products by markets and consumers. You can also give producers an alternative to extend the time for the marketing of products stored. Cold storage is important for a better conservation of perishable products. Because with the decrease in storage temperature, the metabolic reactions subside. The refrigeration vapor compression, mostly running the control algorithm on-off, keeping the electric motor of the compressor in a flat spin and not contemplating the varying conditions which the system is subjected. The electric motor of the compressor is driven at full capacity only when it is necessary to fill small temperature variations. The control strategy on-off causes a large variation in temperature within the storage chamber and a higher power consumption compared to systems using more effective techniques of control. We studied the possibility of reducing the power consumption in a refrigeration system, subjecting the electric motor of the compressor to a variable speed of the second heat load to be removed, for both, if the instrument cooling system and a software was developed for data acquisition, monitoring and process control, to enable the implementation of control measures such as on - off, proportional, integral and derivative (PID) and fuzzy. Sought through the implementation of control measures, a smaller variation of temperature inside the storage chamber and greater energy saving. The fuzzy controller showed the best results, exceeding both the on-off controller as PID controllerMestradoMaquinas AgricolasMestre em Engenharia Agrícol

System for studies of control strategies applied in the refrigerated chambers

The process of cold storage chambers contributes largely to the quality and longevity of stored products. In recent years, it has been intensified the study of control strategies in order to decrease the temperature change inside the storage chamber and to reduce the electric power consumption. This study has developed a system for data acquisition and process control, in LabVIEW language, to be applied in the cooling system of a refrigerating chamber of 30m³. The use of instrumentation and the application developed fostered the development of scientific experiments, which aimed to study the dynamic behavior of the refrigeration system, compare the performance of control strategies and the heat engine, even due to the controlled temperature, or to the electricity consumption. This system tested the strategies for on-off control, PID and fuzzy. Regarding power consumption, the fuzzy controller showed the best result, saving 10% when compared with other tested strategies

A Mathematical model for the cold storage of agricultural products Modelo matemático de câmara fria para armazenamento de produtos agrícolas

Studies of control strategies for refrigeration systems observe, among other variables, the dynamic behavior of temperature and the consumption of electrical energy. Aiming to contribute to these studies, this work presents the proposal and validation of a mathematical model for the cooling system of a cold-storage unit. The model approximates the dynamics and interdependence of the variables, to first-order systems with time delay and the summation of effects. The input variables available are the frequency of compressor activation and the thermal load imposed on the unit, and as output variables, the air temperature both at the evaporator inlet and at the centre of the chamber, as well as the electrical power consumed by the compressor. The results obtained were satisfactory, with an error of less than 0.11 ºC for the air temperature at the evaporator inlet, of less than 0.09 ºC for the temperature at the centre of the chamber, and of less than 1% for the electrical energy consumed.<br>Os estudos de estratégias de controle para sistemas de refrigeração observam, entre outras variáveis, o comportamento dinâmico da temperatura e da energia elétrica consumida. Com o objetivo de contribuir com estes estudos, o presente trabalho apresenta a proposta e a validação de um modelo matemático do sistema de refrigeração de uma câmara fria. O modelo aproxima a dinâmica e a interdependência das variáveis a sistemas de primeira ordem com tempo de atraso e somatória de efeitos. Como variáveis de entrada tem-se a frequência de acionamento do compressor e a carga térmica imposta à câmara e como variáveis de saída as temperaturas do ar na entrada do evaporador e no centro da câmara, bem como a potência elétrica consumida pelo compressor. Os resultados obtidos foram satisfatórios, com erro menor que 0,11 ºC para a temperatura do ar na entrada do evaporador, menor que 0,09 ºC para a temperatura do ar no centro da câmara e menor que 1% para energia elétrica consumida