Avaliação do desempenho e controle de temperatura de um trocador de calor compacto

Abstract

Controladores de temperatura são amplamente utilizados em inúmeras atividades do nosso dia a dia. Esse tipo de tecnologia é encontrado em geladeiras, fornos, frízer, estufas, automóveis, ambientes climatizados, equipamentos médicos e outros. A proposta deste trabalho de conclusão de curso trata do estudo, construção, testes, validação e controle dos parâmetros de troca de calor de um aparato que possui a característica de aquecer ou refrigerar um fluido, também foram realizados a análise de viabilidade de aplicação a um processo real. Foram utilizadas pastilhas Peltier para fornecer energia ao sistema, um trocador de calor para facilitar a interação entre a pastilha Peltier e o sistema, sensores de temperatura, dispositivo aquisição e controle da National Instruments e o Labview para atuar sobre as pastilhas Peltier. Foram realizados ensaios para determinar a capacidade de operação do aparato, tanto para resfriamento quanto aquecimento. Com isso foi possível determinar a função transferência da planta e posteriormente aplicar técnicas de controle.

Temperature controllers are widely used in numerous daily activities. This type of technology is found in refrigerators, ovens, freezers, greenhouses, automobiles, air-conditioned environments, medical equipment and others. The proposal of this project is the study, construction, testing, validation and control of the parameters of heat exchange of an apparatus that has the characteristic of heating or cooling a fluid, also the feasibility analysis of application was realized to a real process. Peltier modules were used to supply power to the system, a heat exchanger to facilitate interaction between the Peltier modules and the system, temperature sensors, acquisition and control device from National Instruments and Labview to act on Peltier pellets. Tests were performed to understand the characteristics of the apparatus, both for cooling and heating. With this, it was possible to determine the transfer function of the plant and later to apply control techniques.