Bomba de calor: monitorização em tempo real

Abstract

A monitorização é uma área da engenharia que tem vindo a crescer nas últimas décadas, não só devido à complementaridade que acrescenta às soluções dos problemas que surgem nos projetos, como também é essencial para que a operação seja continuamente controlada e supervisionada. A necessidade de monitorizar os equipamentos nunca foi tão presente, e para isso é preciso analisar cada um individualmente e escolher os parâmetros mais significativos. Este trabalho incide-se na monitorização de uma bomba de calor por compressor de vapor. Trata-se de uma máquina termodinâmica que está em grande crescimento no mercado do aquecimento de águas sanitárias e de ambientes interiores. Depois de estudar o equipamento foram escolhidos quais os parâmetros a recolher do sistema e quais os dispositivos a utilizar para a sua monitorização. No decorrer dos trabalhos, após a escolha dos parâmetros a analisar, reparou-se que havia a possibilidade de usar dois controladores distintos, e então, para além de apresentar a solução para o problema proposto, foram comparadas duas formas de resolução, apontando os vários aspetos positivos e negativos de cada uma delas. Adicionalmente, foi implementado um algoritmo preditivo de falhas que consegue, antecipadamente, dar o alerta de que algo no equipamento está a tender para os limites não estipulados, podendo assim contribuir para a sua manutenção preditiva. No final são apresentadas interfaces de controlo da bomba de calor para que o utilizador tenha o poder de ligar e desligar o aparelho, supervisionar os parâmetros recolhidos, e se algum problema surgir ser imediatamente notificado e informado das suas possíveis causas. O documento assumiu uma forma didática, dando a conhecer as ferramentas que existem para que seja possível tornar qualquer projeto inteligente, seja ele comercial, doméstico ou industrial.

Monitoring is an engineering area that has been growing in the last decades, not just because the benefices that add to a solution, but also because it’s essential to have an operation continuously controlled and supervised. The need to monitor equipment has never been more present, and for this it is necessary to analyse each one individually and choose the most significant parameters. This work focuses on monitoring a steam compressor heat pump. It is a thermodynamic machine that is vastly growing in the indoors and domestic water heating market. After studying the equipment, it was time to choose the system parameters to be collected and the devices to be used for monitoring. During work, after choosing the parameters to be analysed, it was noticed that there was the possibility of using two different controllers, and then, in addition to presenting the solution to the proposed problem, two forms of resolution were compared, pointing out the various positive and negative aspects of each one. Additionally, a failure predictive algorithm was implemented, which can, in advance, alert that something in the equipment is tending towards the stipulated limits, thus contributing to its predictive maintenance. At the end, the heat pump control interfaces are presented so that the user can turn the appliance on and off, supervise the collected parameters and if any problem arise, be immediately notified, and informed of its possible cause. The document took a didactic form, introducing the tools that exist to make any project intelligent, whether commercial, domestic, or industrial.