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Publicação
Contributo do arrefecimento passivo por ventilação de habitações pela aplicação do método PCLR
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| 1.74 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
A presente dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um método simplificado que permita estimar a redução das necessidades de energia para arrefecimento, quando se utiliza a ventilação como estratégia de arrefecimento passivo. Pretende-se que possa ser aplicado em conformidade com o Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação e para qualquer habitação, sem ser necessário informação detalhada da sua construção dependendo apenas das necessidades de energia de arrefecimento calculadas sem recurso a estratégias de arrefecimento passivo, condições climáticas e taxa de ventilação.
A metodologia baseia-se numa alteração do Método PCLR (Passive Cooling Load Ratio) já existente, tendo por base dados obtidos a partir de modelos de simulação baseado no modelo 5R1C e modelação computacional de transferência de calor de edifícios recorrendo ao software EnergyPlus. Considerou-se que os modelos de ventilação utilizados seriam com caudal imposto e com ventilação natural entre zonas.
A ventilação como estratégia de arrefecimento passivo permite atingir, para os modelos estudados, uma redução média de 50% das necessidades de arrefecimento. Para a ventilação natural entre zonas este valor pode atingir 64%.
Os resultados obtidos pelos três modelos de simulação permitiram encontrar três curvas distintas de PCLR. Através de uma análise do erro RMSE, que avalia o desvio entre os dados obtidos através da simulação e os da curva PCLR, conclui-se que a curva dos dados do modelo 5R1C apresenta um erro de 3% e a dos restantes modelos baseados no software EnergyPlus apresentara um erro inferior a 0.5%.
A curva PCLR encontrada a partir dos dados do software EnergyPlus apresenta um ajuste com coeficiente de determinação de 0.94 e erro de 0.3%.
O método desenvolvido nesta dissertação demonstrou ser de fácil aplicabilidade, estimando de uma forma simplificada a redução que se consegue atingir nas necessidades de energia para arrefecimento, através do parâmetro PCF (Passive Cooling Fraction), recorrendo a uma estratégia de arrefecimento passivo baseada na ventilação.
This Master Thesis has the objective of creating a simplified method that allows the user to estimate the cooling energy needs reduction, when using ventilation as a passive cooling strategy. It’s intended to be applied in conformity with “Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação” and to any kind of house, without the necessity of detailed information of its construction, depending only on calculating cooling energy needs without resorting to passive cooling strategies, weather conditions and ventilation rate. The methodology is based on a modification of the already existing PCLR Method (Passive Cooling Load Ratio), which has its foundation in obtained data from simulation models based on the 5R1C Model, and in building heat transfer computational simulation using the EnergyPlus Software. It was considered that the ventilation models to be used would have a set flow and natural ventilation between zones. The passive cooling ventilation system is able to reach, for the studied models, an average of 50% reductions in cooling needs and it may reach 64% when it comes to natural ventilation between zones. The results obtained by the three simulation models made it able to find tree distinct PCLR curves. Through a RMSE error analysis, that evaluates the deviation between obtain data by simulation and the PCLR curve, it’s concluded that the Model 5R1C data curve presents a 3% error and the curve from the remaining models based on the EnergyPlus software presents an error less than 0.5% The PCLR Curve found through data from the EnergyPlus software presents an adjustment with a 0.94 determination coefficient and an error of 0.3%. The method developed in this Thesis presented to be of easy applicability, showing in a simplified way the reductions in cooling energy needs, through the PCF (Passive Cooling Fraction) parameter, resorting to a passive cooling strategy based on ventilation.
This Master Thesis has the objective of creating a simplified method that allows the user to estimate the cooling energy needs reduction, when using ventilation as a passive cooling strategy. It’s intended to be applied in conformity with “Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação” and to any kind of house, without the necessity of detailed information of its construction, depending only on calculating cooling energy needs without resorting to passive cooling strategies, weather conditions and ventilation rate. The methodology is based on a modification of the already existing PCLR Method (Passive Cooling Load Ratio), which has its foundation in obtained data from simulation models based on the 5R1C Model, and in building heat transfer computational simulation using the EnergyPlus Software. It was considered that the ventilation models to be used would have a set flow and natural ventilation between zones. The passive cooling ventilation system is able to reach, for the studied models, an average of 50% reductions in cooling needs and it may reach 64% when it comes to natural ventilation between zones. The results obtained by the three simulation models made it able to find tree distinct PCLR curves. Through a RMSE error analysis, that evaluates the deviation between obtain data by simulation and the PCLR curve, it’s concluded that the Model 5R1C data curve presents a 3% error and the curve from the remaining models based on the EnergyPlus software presents an error less than 0.5% The PCLR Curve found through data from the EnergyPlus software presents an adjustment with a 0.94 determination coefficient and an error of 0.3%. The method developed in this Thesis presented to be of easy applicability, showing in a simplified way the reductions in cooling energy needs, through the PCF (Passive Cooling Fraction) parameter, resorting to a passive cooling strategy based on ventilation.
Descrição
Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015
Palavras-chave
Estratégia de arrefecimento passivo Ventilação Método PCLR Modelo 5R1C Necessidades de energia para arrefecimento EnergyPlus Teses de mestrado - 2015