Modelação e simulação de válvula misturadora com função poupança de água

Abstract

Vive-se, actualmente, uma crise de recursos à escala planetária. Sendo a água um recurso fundamental importa optimizar o seu consumo. O presente trabalho propõe-se estudar uma válvula misturadora com função de poupança de água, pretendendo evitar o desperdício de água potável proveniente de uma fonte de água quente que ainda não se encontra à temperatura desejada. Para tal, o sistema possui um sensor de temperatura – um bolbo termoexpansível – e um reservatório. Desta forma, a água ainda fria proveniente da fonte quente será desviada para o reservatório e, mais tarde, reaproveitada num pedido usual de água fria. Este estudo será realizado através da modelação e optimização do sistema em ambiente Modelica, numa linguagem não-causal, e respectiva simulação em ambiente MatLab/Simulink, através de um método baseado no algoritmo de Rosenbrock de ordem 2. Desta forma será possível avaliar a resposta dinâmica do sistema a diversas solicitações e averiguar se existe uma mais-valia em relação às válvulas misturadoras usuais. Os primeiros resultados apontam para uma poupança de água entre os 67% e os 80% do volume usualmente desperdiçado.

ABSTRACT: There's an ongoing increasing concern about worldwide resources. Freshwater is one of the most important resources and, therefore, it is vital to optimize it's consumption. It is the intent of this work to study a new system, composed by a mixer valve with a water-saving device. Freshwater entering the mixer from the hot stream that hasn't yet reached the desired temperature is diverted to a reservoir, thus preventing its waste. This operation is achieved by means of a temperature sensing bulb. The stored water in the reservoir is then available to a cold water request on the mixer valve. The modelling of this system is made in a non-casual language (Modelica) and its simulation on the MatLab/Simulink environment, using a modified Rosenbrock formula of second order. By analysing the results of different situations it will be possible to assess this system's surplus value when compared to a usual mixer valve. The first results show that this system is able to save up to 80% of the total volume usually wasted.