Desenvolvimento de um anteprojeto de sistema de calefação por piso radiante com aproveitamento da energia solar

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Vettorazzi, Egon
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Manancial - Repositório Digital da UFSM
dARK ID: ark:/26339/001300000qm5b
Texto Completo: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29327
Resumo: Several Brazilian regions lack technology for efficient heating of building interiors during cold periods. Currently, there are several commercial systems that attempt to solve this problem but can not combine thermal comfort with low energy consumption and environmental preservation. Research indicates that the system of floor heating is an appropriate solution in terms of thermal comfort, because in addition to maintaining the homogeneous environment with temperature, it carries less dust, has better space usage, does not need periodic cleansing and is noiseless. Within this context, this work aims to develop a preliminary system that uses solar energy for floor heating during cold periods. For this, the proper materials have been checked as to their thermal characteristics, in order to be used in three major subsystem components: capture, storage and release of thermal energy. A mathematical model was later developed to allow computer simulation and permit thermal performance analysis in such system. As a result, two subsystems - of capture and release of solar energy - were developed, computationally simulated, detailed through plants and cuts, using water as heat transfer fluid. The subsystem release has as distinction that it is made of prefabricated modules that can be applied after construction and also because it does nor need to be used along the whole floor area, making ir more versatile and affordable. It was proposed that the capture subsystem should be part of the outside pavement. It was shown that on a winter day in the city of Santa Maria - RS, with a collection area of 8m ², it is possible to heat 1m² of the internal enviroment of a building close to confort temperature (21ºC). With the use of a flat plate collector, with traditional coverage, it is possible to overcome comfort temperature with a collection area of just 3m². Therefore, the results are a good parameter for the development of innovative technologies, contributing to sustainable development in construction.
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Within this context, this work aims to develop a preliminary system that uses solar energy for floor heating during cold periods. For this, the proper materials have been checked as to their thermal characteristics, in order to be used in three major subsystem components: capture, storage and release of thermal energy. A mathematical model was later developed to allow computer simulation and permit thermal performance analysis in such system. As a result, two subsystems - of capture and release of solar energy - were developed, computationally simulated, detailed through plants and cuts, using water as heat transfer fluid. The subsystem release has as distinction that it is made of prefabricated modules that can be applied after construction and also because it does nor need to be used along the whole floor area, making ir more versatile and affordable. It was proposed that the capture subsystem should be part of the outside pavement. It was shown that on a winter day in the city of Santa Maria - RS, with a collection area of 8m ², it is possible to heat 1m² of the internal enviroment of a building close to confort temperature (21ºC). With the use of a flat plate collector, with traditional coverage, it is possible to overcome comfort temperature with a collection area of just 3m². Therefore, the results are a good parameter for the development of innovative technologies, contributing to sustainable development in construction.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESDiversas regiões do país carecem de tecnologia para aquecimento eficiente do interior da edificação nos períodos frios. Atualmente, existem diversos sistemas comerciais que visam solucionar esse problema mas que, entretanto, não conseguem aliar conforto térmico com baixo consumo de energia elétrica e preservação ambiental. Pesquisas indicam que o sistema de pisos aquecidos é uma solução adequada do ponto de vista do conforto térmico, pois, além de manter o ambiente com temperatura homogênea, transporta menos poeira, tem um melhor aproveitamento do espaço, dispensa limpezas periódicas e não emite ruídos. Dentro deste contexto, o presente trabalho visou a desenvolver o anteprojeto de um sistema que utiliza energia solar para o aquecimento de pisos e climatização de ambientes em períodos frios. Para isso, foram verificados os materiais adequados quanto às suas características térmicas para utilização nos três principais subsistemas componentes: de captação, de armazenamento e de liberação da energia térmica. Posteriormente foi elaborado um modelo matemático que permitisse a simulação computacional para analisar o desempenho térmico do sistema proposto. Como resultado, foi desenvolvido, simulado computacionalmente e detalhado, através de plantas e cortes, um subsistema de captação e um subsistema de liberação de energia solar que utilizam a água como fluído térmico. O subsistema de liberação possui o diferencial de ser construído em módulos pré-moldados, que podem ser aplicados depois da edificação estar concluída e também não necessita ser utilizado em toda área do piso, tornando o sistema versátil e mais acessível financeiramente. Já o subsistema de captação foi proposto como parte de uma pavimentação externa da edificação, demonstrando que em um dia de inverno na cidade de Santa Maria – RS, com uma área de coleta de 8m², é possível deixar 1m² do ambiente interno de uma edificação em condições próximas à temperatura de conforto no inverno (21ºC). Já utilizando um coletor plano, com cobertura tradicional, é possível ultrapassar a temperatura de conforto com apenas 3m² de área de coleta. Sendo assim, os resultados servem de parâmetro para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras, contribuindo para o desenvolvimento sustentável da construção civil.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia CivilUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilCentro de TecnologiaSantos, Joaquim Cesar Pizzutti doshttp://lattes.cnpq.br/6591314076760539Silva, Heitor da CostaGrigoletti, Giane de CamposVettorazzi, Egon2023-06-06T19:25:15Z2023-06-06T19:25:15Z2011-10-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29327ark:/26339/001300000qm5bporAttribution-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:UFSM2023-06-06T19:25:16Zoai:repositorio.ufsm.br:1/29327Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2023-06-06T19:25:16Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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