Desenvolvimento de um sensor por software para o monitoramento da concentração de partículas em salas limpas: estudo de caso: Instituto itt Chip/UNISINOS

• Autor(a) principal: Flores, Esmael de Oliveira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNISINOS (RBDU Repositório Digital da Biblioteca da Unisinos)
• Texto Completo: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/9455
• topic: ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica; Sensores por software; Otimização; Filtro de Kalman; Salas limpas; Monitoramento de partículas; Eficiência energética; Softsensors; Optimization; Kalman filter; Cleanrooms; Particle monitoring; HVAC; Energy efficiency

Existe um potencial significativo de economia de energia nos sistemas de climatização ou HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) de salas limpas. Importantes componentes desses sistemas, os insufladores recirculam ar ultra limpo constantemente e por esse motivo são um dos ativos que demandam grandes quantidades de energia. Diversas publicações relatam que a vazão de ar em salas limpas costuma ser projetada acima do valor necessário. Paralelamente, estudos publicados propõem modelos de estimação da concentração de partículas em salas limpas, considerando diversas características operacionais. Neste trabalho é proposta uma nova abordagem, onde a vazão de ar (número de trocas de ar por hora) pode ser estimada e fornecida ao ambiente controlado conforme a demanda, gerando uma economia de energia através da redução da velocidade do insuflador, por meio de um sensor por software, composto por um modelo de estimação de concentração de partículas no interior de uma sala limpa. São utilizadas duas tecnologias de sensores por software para atingir o objetivo proposto: a primeira por meio de um modelo de estimação com correção de parâmetros através de otimização não-linear com restrições, enquanto a segunda utiliza filtro de Kalman para realizar a estimação, inclusive com ruído de medição. Como estudo de caso, foi utilizada uma das salas limpas do instituto itt-Chip da Unisinos. Os resultados revelaram que é possível, sob certas condições e cenários de utilização da sala, uma redução de até 75,6% na energia consumida pelo insuflador do sistema HVAC.