A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
6 pág.
artigo ar condicionado

Pré-visualização | Página 1 de 2

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE PAULISTA 
ENGENHARIA ELÉTRICA - 2018 
 
 
 
Ar Condicionado Inverter vs Convencional 
 
Discente: Jonathan Ângelo Victorio Barbieri 
Docente: Ms. Sérgio Alampi Filho 
 
1. INTRODUÇÃO 
Hoje em dia, muita pesquisa tem sido feita em energia eficiente e favorável 
ao meio ambiente em resposta à escassez de recursos energéticos de 
combustíveis fósseis e de Meio Ambiente danos tais como: poluição do ar, efeito 
estufa e aquecimento global. O ar condicionador é parte essencial da vida 
moderna na contribuição de um ambiente confortável, o ar condicionado tem sido 
aplicado em edifícios residenciais, comerciais ou industriais, bem como em 
veículos e aplicações frigoríferas, o que leva o alto consumo de eletricidade 
contribuindo para aumentar os preços da energia, a necessidade de menor 
consumo de energia tem de tornar-se uma preocupação global. O consumo de 
energia para ar condicionado em prédios representa quase 50% do consumo 
total de energia, foi reconhecido que 30% do consumo mundial de energia se 
deve à refrigeração e ao ar condicionado, e assim sendo estes sistemas tem um 
amplo impacto na energia que exigem. Para isto e por essa razão, tem sido um 
objetivo de muitos pesquisadores melhorar os sistemas convencionais de ar 
condicionado, e com isso resultaria em uma economia de energia significativa, 
melhorando a energia eficiência do ar condicionador e no combate à escassez 
de energia e às questões ambientais. 
Os refrigerantes usados no sistema de ar condicionado também são outra 
preocupação devido ao potencial de destruição da camada de ozono (ODP) e ao 
potencial de aquecimento global (GWP). Mais atenção deve ser dada ao 
compressor de ar condicionado, pois é o maior consumo de energia quando se 
trata de nível de consumo do sistema. A aplicação da tecnologia do inversor em 
sistemas de ar condicionado para fins comerciais e residenciais foi 
implementada pela primeira vez no Japão na década de 1980. Desde a então, 
estes sistemas tendem a tornar-se popular devido à sua economia de energia e 
sua melhor eficiência no mantimento da temperatura devido sua variação quando 
comparado com o ar condicionado convencional com sistema constante de 
velocidade. O sistema inversor é frequentemente usado para controlar a 
velocidade de rotação do compressor em relação à carga térmica variável. 
Principalmente, quando o ar condicionado é operado em longos períodos o 
consumo de energia é reduzido em relação ao ar condicionado convencional (on 
/ off). O refrigerante R-22 é o mais fluido utilizado nos modelos convencionais e 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE PAULISTA 
ENGENHARIA ELÉTRICA - 2018 
 
 
 
seus dias estão contados devido ao seu efeito na camada de ozônio e o 
Protocolo de Montreal que proibirá o uso de hidro-cloro-fluoro-carbono (HCFC) 
em 2020. Atualmente, os novos refrigerantes HFC-410A (R-410A) são 
considerados os principais substitutos do R-22. A pressão de vapor do R-410A 
é cerca de 60% maior que a do R-22. Como resultado para alcançar um 
desempenho competitivo em relação ao R-22, é necessário a modificação no 
compressor. 
2. DIAGNOSTICO ELÉTRICO 
 
Tecnologia Inverter x Tecnologia convencional (ON/OFF) 
Um inversor é um dispositivo no ar condicionador, que controla a frequência 
de energia fornecida ao compressor. O inversor controla a velocidade de rotação 
do compressor garantindo que o fluxo de refrigerante seja compatível com a 
necessidade de refrigeração da sala. Em contraste com o ar condicionado 
convencional que possuem compressor fixo que não pode aumentar ou diminuir 
sua velocidade e a taxa de fluxo refrigerante funciona apenas em uma 
determinada capacidade. O controle de capacidade de velocidade variável 
funciona por meio de um sistema de controle de malha fechada. Um sinal de 
ajuste dependente das temperaturas interna e externa, bem como da 
temperatura ajustada, é usado para corresponder à carga térmica necessária. 
Este sinal controla a frequência do inversor, que altera a velocidade do 
compressor, à medida que a velocidade do compressor é reduzida, a taxa de 
fluxo de massa diminui à medida que menos refrigerante é descarregado para 
fora do compressor, ajustando a capacidade da refrigeração. 
O ar condicionado inverter opera na capacidade máxima quando iniciado e 
consequentemente a taxa de fluxo do refrigerante é aumentado e a temperatura 
programada é alcançada rapidamente. Em contraste, os condicionadores de ar 
convencional possuem apenas uma capacidade fixa devido a velocidade estar 
relacionada a frequência da rede, ou seja, 60Hz em nosso território nacional. 
Portanto, eles não podem aumentar a taxa de fluxo do refrigerante e a 
temperatura desejada leva mais tempo para ser alcançada em comparação ao 
ar condicionado inverter. 
O ar condicionado inverter ao alcançar a temperatura programada pelo usuário 
o inversor reduz a velocidade do compressor e a taxa de fluxo do refrigerante 
reduzindo o consumo de energia elétrica e mantendo a temperatura no ambiente 
estável. Em comparação ao ar condicionado convencional ao atingir a 
temperatura programada o compressor é desligado e quando a temperatura 
subir novamente, o compressor e o fluxo de refrigerante reiniciam. Este ciclo de 
parada/partida continua sempre que o ar condicionador convencional estiver em 
uso, resultando em maior consumo de energia devido a partida. 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE PAULISTA 
ENGENHARIA ELÉTRICA - 2018 
 
 
 
3. VIABILIDADE 
A empresa Toshiba foi a primeira fabricante a incorporar a tecnologia inverter em 
seus aparelhos de ar-condicionado, no ano de 1981 (TOSHIBA, 2015). Tal 
tecnologia é responsável pelo controle da rotação do compressor, desta forma, 
pode ser feito o controle da potência (em Watts) fornecida ao compressor. 
A Figura 1(a) apresenta uma ilustração do fabricante Daikin, onde pode ser 
observado um gráfico informando a rotação do compressor, sendo que o traço 
vermelho representa o modelo convencional (liga e desliga) e o traço azul 
representa o modelo com a tecnologia inverter (onde a rotação pode ser 
controlada). 
 
Figura 1 – Tecnologia convencional e inverter, (a) rotação do compressor, e (b) relação de economia 
 
Fonte: Adaptado de Daikin (2015) 
 
Pode ser observado na Figura 1(b) que o fabricante informa que a utilização de 
seus equipamentos com a tecnologia inverter pode gerar uma economia de 30% 
no consumo de energia em relação à utilização dos modelos convencionais. 
 
 
 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE PAULISTA 
ENGENHARIA ELÉTRICA - 2018 
 
 
 
 
Na Figura 2 pode ser observada a variação (oscilação) na temperatura ambiente 
desejada (em graus Celsius), onde a linha vermelha representa um aparelho do 
tipo Convencional e em Azul um aparelho com a tecnologia Inverter. 
 
Figura 2 – Controle da temperatura para os modelos Convencional e Inverter 
 
Fonte: Adaptado de Pioneer (2015) 
 
De acordo com o fabricante Pioneer (2015), a precisão no controle da 
temperatura para o modelo Convencional chega a variar entre ± 3º Celsius (traço 
em vermelho), enquanto a precisão no controle para o aparelho com a tecnologia 
inverter (traço em azul) é de ± 0,5º Celsius. Outra característica observada no 
gráfico é o fato de que o modelo inverter é capaz de reduzir a temperatura 
ambiente mais rapidamente, chegando a utilizar apenas 30% do tempo 
necessário para o aparelho convencional. Estas características comprovam a 
maior eficiência do modelo Inverter em relação ao modelo Convencional. 
O fabricante Daikin (2015), por exemplo, informa que seus aparelhos com a 
tecnologia Inverter são 30% mais econômicos no consumo

Crie agora seu perfil grátis para visualizar sem restrições.