Existem cerca de 1,4 bilhões de refrigeradores e freezers em operação no mundo, e virtualmente todos eles empregam compressores alternativos e funcionam com base no sistema de refrigeração por compressão mecânica de vapor.
O ciclo de compressão de compressores alternativos é um fenômeno transiente com uma escala de tempo da ordem de milissegundos, sendo por isso difícil realizar medições com acurácia satisfatória. Assim, é comum recorrer a simulações CFD para analisar os fenômenos importantes, algo que vem sendo realizado de forma contínua no POLO nos últimos 20 anos. Estas simulações são geralmente realizadas em pacotes comerciais e envolvem tanto a câmara de compressão quanto outros componentes do compressor, como filtros e folgas. O POLO possui o know-how de todo o processo de simulação, desde a geração da geometria à análise dos resultados fornecidos pelos softwares. Atualmente, duas atividades principais se encontram em andamento. A primeira diz respeito à simulação do escoamento e da transferência de calor no filtro de sucção de um compressor alternativo, com foco no fenômeno de superaquecimento do gás de sucção. A segunda atividade consiste em uma análise comparativa entre dois modelos de malha utilizados na simulação do ciclo de compressão. Um dos modelos de malha é largamente conhecido na literatura (Malha Móvel – Software CFX) e outro é um modelo novo (Refino Automático da Malha – Software Converge), que promete reduzir o tempo dispendido pelos engenheiros na concepção e melhoramento da malha computacional. O objetivo da atividade é identificar se o modelo AMR permite obter resultados tão confiáveis quanto os do MM, já plenamente estabelecido na literatura e no POLO.
Além dos trabalhos focados no ciclo de compressão, o POLO também realiza atividades de pesquisa que visam avaliar a performance do compressor quando em operação no refrigerador. Na maior parte dos refrigeradores o funcionamento é tipicamente transiente, caracterizado por períodos alternados em que o compressor está ligado (on) ou desligado (off), sendo por isso difícil prever a real condição de operação do compressor durante a fase de projeto. Atualmente, experimentos estão sendo conduzidos com o objetivo de medir grandezas de interesse em um compressor operando num refrigerador. Estes parâmetros incluem a temperatura de diversos componentes do compressor, a vazão de massa fornecida, a potência elétrica, a potência indicada, entre outros. Os resultados serão utilizados para validar um modelo de simulação, que permitirá caracterizar o desempenho do compressor nas condições típicas de operação de um refrigerador. Ainda na vertente numérica, uma linguagem de programação orientada a objetos e baseada em equações, denominada Modelica, está sendo utilizada para auxiliar no desenvolvimento do modelo, que tem como base a linguagem C++. Ao término deste trabalho, será possível fazer uma análise aprofundada do funcionamento de compressores alternativos em refrigeradores, podendo assim avaliar as suas principais fontes de perdas termodinâmicas, mecânicas e elétricas em condições reais de operação.