Modelação e simulação de válvula misturadora com função poupança de água

摘要

Vive-se, actualmente, uma crise de recursos à escala planetária. Sendo aágua um recurso fundamental importa optimizar o seu consumo. O presentetrabalho propõe-se estudar uma válvula misturadora com função de poupançade água, pretendendo evitar o desperdício de água potável proveniente deuma 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 dafonte quente será desviada para o reservatório e, mais tarde, reaproveitadanum pedido usual de água fria. Este estudo será realizado através damodelação e optimização do sistema em ambiente Modelica, numa linguagemnão-causal, e respectiva simulação em ambiente MatLab/Simulink, através deum método baseado no algoritmo de Rosenbrock de ordem 2. Desta formaserá possível avaliar a resposta dinâmica do sistema a diversas solicitações eaveriguar se existe uma mais-valia em relação às válvulas misturadorasusuais. Os primeiros resultados apontam para uma poupança de água entreos 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 tooptimize 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 enteringthe mixer from the hot stream that hasn't yet reached the desired temperatureis diverted to a reservoir, thus preventing its waste. This operation is achievedby means of a temperature sensing bulb. The stored water in the reservoir isthen available to a cold water request on the mixer valve. The modelling of thissystem is made in a non-casual language (Modelica) and its simulation on theMatLab/Simulink environment, using a modified Rosenbrock formula of secondorder. By analysing the results of different situations it will be possible toassess this system's surplus value when compared to a usual mixer valve. Thefirst results show that this system is able to save up to 80% of the total volumeusually wasted.