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Desenvolvimento de condicionador de ar operado por unidade de refrigeração magnética

Este projeto tem como principal objetivo construir um condicionador de ar (TRL-6) com capacidade de 9000 BTU/h (2,6 kW) operado por um refrigerador magnético de ímãs permanentes e refrigerantes sólidos à base de elementos terra-rara. A refrigeração magnética (RM) é uma tecnologia alternativa à compressão mecânica, livre de gases de efeito estufa e de substâncias tóxicas ou inflamáveis. Seu princípio físico é o efeito magnetocalórico (EMC), caracterizado em alguns materiais como uma variação reversível de temperatura, proporcional à variação de campo magnético aplicado. Devido ao alto potencial teórico de eficiência dos ciclos termodinâmicos empregados em RM, esta tecnologia tem recebido grandes investimentos de PD&I no cenário internacional, fazendo com que, no médio prazo, possa se tornar uma concorrente de tecnologias convencionais em alguns nichos de aplicação. Metas específicas: A fim de cumprir o objetivo principal desta proposta, as seguintes metas são propostas: 1. Dimensionar um CA operado por uma unidade de refrigeração magnética (URM) composta por um circuito magnético de segmentos de ímãs de Nd-Fe-B, regeneradores de ligas de La-Fe-Si, circuitos de acionamento mecânico e hidráulico e trocadores de calor. A capacidade de refrigeração nominal do sistema será de 9000 BTU/h (2,6 kW) para temperaturas de ambientes interno e externo de 17 e 32oC, respectivamente; 2. Construir e comissionar um protótipo de CA (TRL-6) com as características apresentadas no item 1; 3. Conduzir testes preliminares em calorímetro balanceado de laboratório que atenda às especificações de operação previstas em norma técnica (temperatura e umidade do ar), porém ainda sem a função de certificar o(s) protótipo(s); 4. Desenvolver e executar um protocolo de testes em calorímetros de instituições certificadas pelo INMETRO, com o objetivo de comparar o desempenho energético do CA magnético com sistemas de compressão mecânica de mesma capacidade; 5. Desenvolver, em escala de laboratório, materiais magnetocalóricos e regeneradores à base de ligas de lantânio e cério, por exemplo, La(Fe,Mn,Si)13Hz e/ou (La,Ce)(Fe,Mn,Si)13Hz ? utilizando matérias-primas e desenvolvimento tecnológico nacionais com vistas a um escalonamento no LabFabITR/CODEMIG; 6. Estabelecer, junto ao LabFabITR/CODEMIG, mecanismos que permitam o desenvolvimento e a fabricação de circuitos magnéticos à base de segmentos de ímã permanentes para aplicações em refrigeração magnética.

Financiador: EMBRAPII/CODEMGE; – Período de execução: 2018-2022;