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Publicação
Medição e modelação de uma bateria térmica localizada num pavimento aquecido
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 1.82 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Uma das bandeiras apresentados pela União Europeia é a preocupação com o meio ambiente,
direcionando esforços para uma Europa mais verde e sustentável. Nesse sentido o tema da energia é
inevitável, pela maior aposta nas energias renováveis, e na eficiência energética. Os edifícios são
naturalmente uma parte significativa do consumo de energia, pelo que novos objetivos têm sido
estabelecidos. As novas diretivas preveem que edifícios construídos após 2020 devam ser classificados
como nearly Zero Energy Buildings (nZEB).
Com este trabalho pretende-se estudar se é possível aumentar a penetração das energias
renováveis através da gestão inteligente de energia dedica a um sistema de climatização de edifícios.
Neste caso é estudada a possibilidade de utilizar a inércia térmica de um pavimento de elevada massa,
para reter calor nos momentos em que existe excedente de energia, ou em que esta é mais barata,
evitando o consumo quando o seu valor é mais elevado. Como base para o estudo foi utilizada uma
pequena instalação composta por um pavimento de resistência embutida, com uma área de 0,44 m2
e
espessura de 6 cm, ao qual foi acrescentada ainda uma envolvente no sentido de criar uma “divisão”.
A primeira abordagem ao problema consiste na realização de uma série de testes experimentais,
em que é aplicado aquecimento na instalação, através da resistência do pavimento, ou outro sistema que
permita o aquecimento direto do espaço interior. O registo de valores de temperatura obtidos em vários
pontos, para consideráveis intervalos de tempo, durante e após o período de aquecimento, permitem
assim avaliar o desempenho da instalação.
Uma das metas principais deste trabalho é aplicação do modelo resistência-capacitância (RC),
ao fluxo de calor em edifícios. Concretamente é utilizado um modelo 2R2C aplicado em código MatLab,
que considera a existência de duas resistências e duas capacitâncias. O modelo com base em dados
obtidos experimentalmente realiza as simulações e determina o valor de cada uma das resistências e
capacitâncias. Sendo atribuído especial enfase à resistência R1, que reflete as perdas de calor para o
exterior, e ao principal objetivo da dissertação a capacitância C2, que quantifica a capacidade do
pavimento em reter calor.
One main goal of the European Union is the protection of the environment aiming efforts to a cleaner and sustainable Europe. In this path, the theme of energy is inevitable through raising work in renewable energies and energy efficiency. The buildings are a big part of consumption so new objectives have been established. The new instructions are that buildings after 2020, should be classified as nearly Zero Energy Buildings (nZEB). This study pretends to increase the penetration of renewable energies with help of intelligent management of energy applied in the climatization of buildings. In this case, is studied the use of thermal inertia from a high mass floor to retain some heat when exists an excess of energy or it is cheaper. As a base to the study is used a small installation composed of two main components, one of them is a floor with internal resistance, an area of 0.44 m2 and a 6 cm height, and the other is a cubic cover in way of forming a “room”. The first approach to the problem is to realize series of experimental tests applying heating in installation through the floor’s internal resistance or another system capable of heat directly the interior environment. The values of temperature are registered in different locations, during and before de heating cycle which allows evaluate the installation’s performance. One of the main tasks of this study is applying the resistance-capacitance model (RC) to the heat flow in buildings. Specifically, the model used to contemplate the existence of two resistances and two capacitances so is designated as the 2R2C model, which is applied in MatLab code and realizes the simulations based on the previous experimental data. This work gives a special focus to the resistance R1 that designates the losses of heat to the exterior, and the capacitance C2 that quantifies the capacity of the floor in retain heat.
One main goal of the European Union is the protection of the environment aiming efforts to a cleaner and sustainable Europe. In this path, the theme of energy is inevitable through raising work in renewable energies and energy efficiency. The buildings are a big part of consumption so new objectives have been established. The new instructions are that buildings after 2020, should be classified as nearly Zero Energy Buildings (nZEB). This study pretends to increase the penetration of renewable energies with help of intelligent management of energy applied in the climatization of buildings. In this case, is studied the use of thermal inertia from a high mass floor to retain some heat when exists an excess of energy or it is cheaper. As a base to the study is used a small installation composed of two main components, one of them is a floor with internal resistance, an area of 0.44 m2 and a 6 cm height, and the other is a cubic cover in way of forming a “room”. The first approach to the problem is to realize series of experimental tests applying heating in installation through the floor’s internal resistance or another system capable of heat directly the interior environment. The values of temperature are registered in different locations, during and before de heating cycle which allows evaluate the installation’s performance. One of the main tasks of this study is applying the resistance-capacitance model (RC) to the heat flow in buildings. Specifically, the model used to contemplate the existence of two resistances and two capacitances so is designated as the 2R2C model, which is applied in MatLab code and realizes the simulations based on the previous experimental data. This work gives a special focus to the resistance R1 that designates the losses of heat to the exterior, and the capacitance C2 that quantifies the capacity of the floor in retain heat.
Descrição
Tese de Mestrado Integrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
Palavras-chave
Inércia Térmica Armazenamento de calor em Edifícios Retenção de Calor em Pavimentos Modelos RC Teses de mestrado - 2021