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Projecto MOCA

(MOdelação de Consumos de Água quente)

Apresentação

Este projecto está a ser desenvolvido no LGE - Laboratório de Gestão de Energia no âmbito da cadeira de Projecto e Dissertação do 5º da Licenciatura em Engenharia Electrotécnica da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.

Pessoas

Este projecto tem como orientadores:
e está a ser realizado por:

Enquadramento

A simulação das acções, que visam a Utlização Racional de Energia (URE), permite antever de algum modo os efeitos provocados ao nível do consumidor final de energia e as consequências na forma do Diagrama de Cargas (DC) da operadora, dispondo desta forma de meios auxiliares de análise que permitam uma pré-avaliação das acções de condicionamento da procura antes da sua efectiva implementação. Neste tipo de simulação os modelos que parecem ser mais adequados são os que comportam alguma informação dos fenómenos físicos postos em jogo nas cargas. O tipo de cargas mais propício para este tipo de acções são as termostáticas, por exemplo condicionamento ambiente e aquecimento eléctrico de água. "Modelos adequados" implica necessariamente uma correcta parametrização das cargas. No caso do aquecimento eléctrico de água, um dos parâmetros fundamentais é o padrão de consumos de água quente. No entanto este parâmetro nem sempre é de fácil obtenção, sendo mais fácil obter, por exemplo, o padrão de consumos de energia.

Objectivos

Com este projecto pretende-se obter os padrões de consumo de água quente a a partir dos consumos de energia e outros parâmetros que definem o comportamento das cargas de aquecimento eléctrico de água. O projecto tem duas vertentes. Uma vertente experimental em que se irá proceder à implementação de um ambiente físico de teste e validação do modelo computacional, recorrendo a uma instalação real com instrumentação de controlo e aquisição de dados. A outra vertente, de modelação computacional, em que será desenvolvido o modelo que deverá ser informado com dados disponibilizados pela implementação experimental e que permitirá identificar os consumos de água a partir de consumos de energia. Este modelo computacional será desenvolvido com recurso a ferramentas CASE (Conputer Aided Softwaren Engineering) e utilizando o Delphi 2.0.

Esquema de Montagem

Esta montagem destina-se a efectuar o controlo e aquisição de dados de um circuito de aquecimento de água com termoacumulador. Os dados que pretendemos adquirir são a temperatura da água, antes de entrar dentro do termoacumulador e à saída (S1 e S2), a temperatura ambiente (S3), a energia eléctrica consumida pelo termoacumulador (W) e o volume de água utilizada (C). O PC para além de fazer a aquisição de dados através da placa (P), efectuará o controlo do caudal de água por intermédio da servo-válvula (Sv). O esquema de montagem a utilizar é o seguinte: 

      Legenda

A - Actuador de Válvula
C - Contador de água fria volumétrico com emissor de impulsos
P - Placa de aquisição de dados e controlo
Sv - Servo-válvula
S1 - Sensor de temperatura (termómetro) da água fria
S2 - Sensor de temperatura (termómetro) da água quente
S3 - Sensor de temperatura (termómetro) ambiente
W - Wattimetro
T - Torneira 


Material Utilizado

Placa de Aquisição de Dados e Controlo (P)

Fabricante - Intelligent Instrumentation 

Designação - PCI-20428W-1 

Descrição - A placa PCI-20428W-1 é uma placa multifunção e é ideal para aquisição de dados, teste, medidas e aplicações de controlo. Inclui entradas/saídas digitais e analógicas e um contador/temporizador. Esta placa inclui ainda:Capacidade de disparo por DMA (Direct Memory Acecess) para aquisição de transitórios até 100 kHz. . 

- Capacidade de saída analógica DMA para geração de formas de onda. . Entradas/saídas analógicas DMA concorrentes para aplicações de estimulo/resposta.

Com a placa, são fornecido drivers para DOS, Windows DLL, e o software de diagnóstico SYSCHECK.

Actuador de Válvula (A)

Fabricante - Danfoss 

Designação - AMV 423 

Descrição - O actuado AMV 423 consiste num motor reversível e é utilizado com as válvulas Danfoss VR e VF. Pode ser utilizado em instalações industriais, conjuntamente com controladores electromecânicos de temperatura, pressão e humidade. Está provido de contactos inversores com ou sem zona neutra. O actuador pode ser accionado manualmente em caso de falta de corrente.

Servo-válvula (Sv)

Fabricante - Danfoss 

Designação - VR2 

Descrição - Esta válvula utiliza-se com actuadores para válvulas Danfoss AMV 423. A válvula abre quando o êmbolo sobe.

Contador de água fria volumétrico (C)

Fabricante - Schlumberger

Designação - RTI 92 

Descrição - O contador RTI 92 é um contador de água especialmente concebido para medir com exactidão os volumes de água distribuídos numa gama de caudais alargada. Este contador associa a electrónica à mecânica, integrando-se em sistemas de telecontagem centralizada. Possui ainda um totalizador extra-seco e orientável em todas as posições. Pode ser equipado com emissor de impulsos do tipo contacto livre de tensão da série AR.

Dispositivo Emissor de Impulsos

Fabricante - Schlumberger 

Designação - AR 

Descrição - Este tipo de emissor de impulsos destina-se a equipar os contador de água RTM 87 e RTI 92, para leitura à distância do volume de água passado. A instalação do emissor de impulsos AR não afecta as características metrológicas do contador. A adaptação pode realizar-se no local. O emissor de impulsos é do tipo ampola "REED", que permite obter as seguintes relações: n 1 impulso , 1000 litros n 1 impulso , 100 litros n 1 impulso , 10 litros n 1 impulso , 1 litro.
No presente caso, será regulado para permitir a relação, 1 impulso, 1 litro.

Sensor de Temperatura (S1,S2)

Fabricante - Fluke

Designação - 80PK2-A 

Descrição - Termómetro para imersão 

Características 

Gama de Temperaturas - -196 até 1090 ºC . Dimensão - 20 cm mais punho . 

Máxima Temperatura do cabo - 105 ºC 

Tabela de Ocorrência 

Gama
Máx. Erro 
-196 ºC a -110 ºC
± 4% da leitura
-110 ºC a -40 ºC
± 4,4 ºC
- 40 ºC a 275 ºC
± 2,2 ºC
275 ºC a 1090 ºC
± 0,75% da Leitura 

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