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FERREIRA, Guilherme Caixeta et al. Simulação CFD das condições de conforto de um sistema de condicionamento de ar utilizando controlador proporcional. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 14., 2012, Juiz de Fora. Anais... Juiz De Fora: ANTAC, 2012.
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Resumo

Sistemas de controle dos equipamentos de HVAC (Heating, Ventilation, and AirConditioning) buscam regular a temperatura do ambiente de acordo com o valor desejado.Entre as táticas de controle mais utilizadas está a “Liga-Desliga” (On-Off) que basicamenteliga a refrigeração quando o ambiente está mais quente que o desejado, e desliga arefrigeração quando o ambiente alcança a temperatura desejada. Outra possibilidade é o usode sistema de controle Proporcional, no qual a temperatura de saída é proporcional àdiferença entre a temperatura desejada e temperatura do ambiente. Esta última táticatrabalha com diferenças menores de temperatura entre o jato de ar (“frio”) e o ambiente,tendendo a causar menos desconforto em regiões próximas ao jato de ar frio. Nessa linha deraciocínio se encaixa o objetivo deste trabalho: comparar a distribuição de temperatura emum ambiente condicionado utilizando um controlador “Liga-Desliga” e controlador“Proporcional” em situações similares de uso. Para tanto, foi utilizada técnicas desimulação CFD (Computational Fluid Dynamics) que permitem obter a distribuição espacialde grandezas como temperatura e velocidade. Um laboratório de informática foi modeladopara avaliação do desempenho dos dois controladores. Os resultados mostraram que o usode controladores Proporcionais acarretam em gradientes de temperatura menores,principalmente, nas regiões mais próximas ao jato de ar. Desta forma, é possível melhorar asensação de conforto térmico em ambientes condicionados utilizando equipamentos cujastáticas de controle trabalhem com gradientes de temperaturas menores.

Abstract

Control systems for HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) seek to regulateenvironment temperature according to the desired value. Among the most commonly usedcontrol tactics is the On-Off that basically turns on the cooling when the environment iswarmer than desired, and turns off the cooling when the room reaches the desiredtemperature. Another possibility is the use of a Proportional control system, in which theHVAC temperature is proportional to the difference between the desired temperature andenvironment temperature. This latter tactic works with minor differences in temperaturebetween the air jet ("cold") and the environment, and tend to cause less discomfort in areasclose to the cold blast of air. This study compares the temperature distribution in aconditioned environment using a On-Off controller and a Proportional controller. CFD(Computational Fluid Dynamics) simulation techniques were used to obtain spatial airdistribution. A computer lab was modeled to evaluate the performance of the two controllers.The results showed that the use of proportional controllers causes smaller temperaturegradients, especially in the regions closest to the air jet.
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