Determinação das características do solo visando o aproveitamento geotérmico como fonte renovável de energia
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/19396 |
Resumo: | Knowledge of the soil thermal characteristics is indispensable for dimensioning geothermal exchangers for air conditioning or yet to decrease their electric consumption. The present thesis evaluates the geothermal potential of generic soils by determining some thermal characteristics through a practical methodology, control automation and data acquisition resources in order to provide subsidies to establish the dimensions and capacity required of the heat exchangers to allow them a continuous operation. In order to evaluate the efficiency of the proposed methodology was installed in the experimental area of the Center of Excellence in Energy and Power Systems (CEESP), at the UFSM Campus in Santa Maria - RS, a set of heat exchangers placed underground in different depths. For the acquisition of data, two probes were specially developed with digital temperature sensors to be installed underground. The first 0.5 meter probe was used to measure the most superficial temperatures occurring in the soil to detect the daily temperature variations. The probe consists of 5 temperature sensors to perform measurements at 0.1 m intervals. The second probe monitored the temperature variations in the soil up to the depth of 5 meters, being composed of 11 sensors arranged 0.5 in 0.5 meters from the surface. Experiments were also conducted with a heat exchanger installed 5 meters deep, using a microcontrolled hydraulic pump, water flow and temperature sensors. The results showed that the values of thermal diffusivity found in the analysis of annual cycles are consistent with those found in the annual cycles, differentiated by the moisture content in the vertical profile. |
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Determinação das características do solo visando o aproveitamento geotérmico como fonte renovável de energiaDetermination of soil characteristics aiming at its geothermal usage as a renewable source of energyInstrumentação eletrônicaEnergia geotérmica superficialEficiência energéticaCondicionamento geotérmico de ambientesElectronic instrumentationSurface geothermal energyEnergy efficiencyGeothermal conditioning of roomsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAKnowledge of the soil thermal characteristics is indispensable for dimensioning geothermal exchangers for air conditioning or yet to decrease their electric consumption. The present thesis evaluates the geothermal potential of generic soils by determining some thermal characteristics through a practical methodology, control automation and data acquisition resources in order to provide subsidies to establish the dimensions and capacity required of the heat exchangers to allow them a continuous operation. In order to evaluate the efficiency of the proposed methodology was installed in the experimental area of the Center of Excellence in Energy and Power Systems (CEESP), at the UFSM Campus in Santa Maria - RS, a set of heat exchangers placed underground in different depths. For the acquisition of data, two probes were specially developed with digital temperature sensors to be installed underground. The first 0.5 meter probe was used to measure the most superficial temperatures occurring in the soil to detect the daily temperature variations. The probe consists of 5 temperature sensors to perform measurements at 0.1 m intervals. The second probe monitored the temperature variations in the soil up to the depth of 5 meters, being composed of 11 sensors arranged 0.5 in 0.5 meters from the surface. Experiments were also conducted with a heat exchanger installed 5 meters deep, using a microcontrolled hydraulic pump, water flow and temperature sensors. The results showed that the values of thermal diffusivity found in the analysis of annual cycles are consistent with those found in the annual cycles, differentiated by the moisture content in the vertical profile.O conhecimento das características térmicas do solo é indispensável para o dimensionamento de trocadores geotérmicos utilizados na climatização de ambiente e consequente diminuição no consumo de energia elétrica em equipamentos de ar condicionado. A presente tese tem como objetivo principal a avaliação do potencial geotérmico de solos genéricos através da determinação das suas características térmicas. Para isto é usada uma metodologia prática e recursos de controle, automação e aquisição de dados para fornecer subsídios ao estabelecimento das dimensões e da capacidade térmica necessária para os trocadores de calor atuar de forma contínua. Para avaliar a eficiência da metodologia proposta foi instalado na área experimental do Centro de Excelência em Energia e Sistemas de Potência (CEESP), no Campus da UFSM em Santa Maria – RS, um conjunto de trocadores de calor colocados no subsolo a diferentes profundidades. Para a aquisição da variaç foram instaladas no solo duas sondas com sensores digitais de temperatura desenvolvidas especialmente para este propósito. A primeira sonda com 0,5 metro foi usada para a medição das temperaturas mais superficiais que ocorrem no subsolo detectando as variações diárias de temperaturas. Esta sonda é composta de 5 sensores de temperatura que podem realizar medições em intervalos de 0,1 em 0,1 metro. A segunda sonda monitorou as variações de temperatura no solo até a profundidade de 5 metros e é composta de 11 sensores dispostos de 0,5 em 0,5 metro desde a superfície. Também foram feitos experimentos com um trocador de calor instalado a 5 metros de profundidade utilizando uma bomba hidráulica microcontrolada e sensores de fluxo e de temperatura. Os resultados demonstraram que os valores da difusividade térmica encontrados na análise dos ciclos diários são coerentes com as encontradas nos ciclos anuais, diferenciando-se pelo teor de umidade no perfil vertical.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia ElétricaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCentro de TecnologiaFarret, Felix Albertohttp://lattes.cnpq.br/5783619992936443Michels, Ademarhttp://lattes.cnpq.br/6488727427835560Camargo, Miguel Neveshttp://lattes.cnpq.br/9644395221875096De Nardin, Carlos Robertohttp://lattes.cnpq.br/8245638641236587Gonzatti, Frankhttp://lattes.cnpq.br/8179523535900478Longo, Adriano José2020-01-21T14:27:43Z2020-01-21T14:27:43Z2019-03-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/19396ark:/26339/001300000rb03porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2020-01-22T06:02:38Zoai:repositorio.ufsm.br:1/19396Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2020-01-22T06:02:38Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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