Abstract
<div><p class="SPabstract">O trocador de calor solo-ar (TCSA) é um dispositivo utilizado para a melhoria da condição térmica de ambientes construídos, contribuindo na diminuição no consumo de energia elétrica dos equipamentos tradicionais de condicionamento de ar. Assim, os objetivos deste trabalho são de avaliar a influência da condição de contorno térmica de fluxo prescrito nulo no potencial térmico (PT) do TCSA, que é imposta nas superfícies laterais do domínio computacional, e de estudar a efeito do tipo de condição de contorno térmica imposta na superfície inferior do domínio computacional no tempo de processamento da simulação numérica de um TCSA. Para isso, um modelo computacional, validado e verificado, desenvolvido no software FLUENT, que é baseado no Método dos Volumes Finitos (MVF), foi empregado. Os resultados mostraram que o PT das instalações de TCSA analisadas é afetado para um espaçamento horizontal, entre o duto e a parede do domínio computacional, inferior a 2,00 m. Além disso, foi observado que a utilização da condição de contorno de temperatura prescrita imposta na superfície inferior do domínio computacional contribuiu para a redução do tempo de processamento da simulação numérica em 18%, quando comparada com a utilização da condição de contorno térmica de fluxo prescrito nulo.</p></div>
Highlights
O trocador de calor solo-ar (TCSA) é um dispositivo utilizado para a melhoria da condição térmica de ambientes construídos, contribuindo na diminuição no consumo de energia elétrica dos equipamentos tradicionais de condicionamento de ar
The earth-air heat exchanger (EAHE) is a device used to improve the thermal condition of built environments, contributing to the reduction in electrical energy consumption of traditional air conditioning equipments
The objectives of this study are to evaluate the influence of the thermal boundary condition of null flux prescribed in the thermal potential (TP) of the TCSA, which is imposed on the sides of the computational domain, and to study the effect of the type of thermal boundary condition imposed on the lower surface of the computational domain in the processing time of an EAHE numerical simulation
Summary
Uma instalação de trocador de calor solo-ar (TCSA) consiste em dutos dispostos no subsolo por onde o ar escoa forçado pela ação de ventiladores. Parâmetros operacionais de TCSA, bem como o desempenho térmico do mesmo e as dimensões do domínio computacional foram investigados por meio de modelos analíticos, independentemente do solo e das condições climáticas. Também foi observado que o desempenho térmico é melhorado com a redução do diâmetro e aumento do número de dutos em paralelo [2]. Os resultados mostraram que o desempenho térmico de um TCSA depende da condutividade térmica do solo e do tempo de funcionamento do mesmo. Também, que o aumento de velocidade do fluido leva à diminuição do desempenho térmico do sistema de trocador de calor solo-ar. O presente trabalho se torna relevante pela tentativa de fornecer informações para a construção de domínios computacionais de TCSA de forma mais criteriosa, a fim de evitar que os mesmos não afetem significativamente os resultados obtidos na simulação numérica de TCSA. Tentativas eficientes de minimização do tempo de processamento da simulação numérica, em engenharia, são necessárias e importantes para o desenvolvimento e evolução de estudos no campo da Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD - Computational Fluid Dynamics)
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