Abstract
<div><p class="SPabstract">Com o intuito de diminuir o consumo de energia elétrica utilizam-se fontes de energias renováveis, desta forma, é possível aproveitar a radiação solar que atinge a superfície do solo como energia térmica através do uso de trocadores de calor solo-ar (TCSA) em ambientes construídos. Os TCSA são dispositivos onde o ar ambiente externo é resfriado ou aquecido ao circular dentro de dutos horizontalmente enterrados nas camadas superficiais do solo. Esta troca acontece pela inércia térmica do solo, de modo que no verão o ar que circula pelo TCSA sai com temperatura mais baixa que o ar externo; enquanto no inverno o ar externo ganha calor ao circular pelo TCSA, saindo com temperatura mais elevada. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo simular numericamente o comportamento térmico e fluidodinâmico de um TCSA, mantendo constante sua área de troca térmica, permitindo a avaliação da influência da configuração geométrica da instalação no potencial térmico do TCSA. Através de um modelo computacional tridimensional, verificado e validado, desenvolvido no software FLUENT (baseado no Método dos Volumes Finitos), obteve-se os resultados numéricos que indicaram uma pequena diminuição no potencial térmico do TCSA em relação à considerável redução da porção de solo necessária para sua instalação, evidenciando a importância e a aplicabilidade da modelagem computacional neste tipo de problema de engenharia.</p></div>
Highlights
Com o intuito de diminuir o consumo de energia elétrica utilizam-se fontes de energias renováveis, desta forma, é possível aproveitar a radiação solar que atinge a superfície do solo como energia térmica através do uso de trocadores de calor solo-ar (TCSA) em ambientes construídos
The earth-air heat exchangers (EAHE) are devices in which the external ambient air is cooled or heated when circulating in the horizontally buried ducts. This exchange takes place due to the thermal inertia of the soil, so that in summer the air that circulates into the EAHE exits with a smaller temperature than external air, while during winter the external air gains heat when circulates through the EAHE, leaving it with a higher temperature
By means of a tridimensional computational model, verified and validated, developed in the FLUENT software, the numerical results obtained indicated a small reduction in the thermal potential of the EAHE in relation to the considerable reduction of the portion of soil necessary for their installation, highlighting the importance and the applicability of the computational modeling in this kind of engineering problem
Summary
O trocador de calor solo-ar (TCSA) é um equipamento onde o ar ambiente é resfriado ou aquecido ao circular dentro de dutos horizontalmente enterrados. Em [3], foi desenvolvido um estudo com base no modelo numérico desenvolvido em Vaz [2] a fim de analisar a influência da profundidade da instalação do TCSA em seu desempenho. Os resultados mostraram que a profundidade de instalação dos dutos influencia significativamente o potencial térmico do TCSA. Um estudo de caso foi desenvolvido para investigar a influência da profundidade de instalação no potencial térmico de um TCSA. O principal objetivo do presente trabalho é, partindo de um TCSA com configuração geométrica simples, ou seja, um duto reto com 110 mm de diâmetro instalado a 3 m de profundidade, propor diferentes configurações geométricas, de maior complexidade, mantendo o mesmo comprimento, o mesmo diâmetro e a mesma profundidade de instalação, porém ocupando uma porção de solo significativamente menor. No entanto é necessário avaliar a influência dessas configurações geométricas complexas para o TCSA em seu potencial térmico
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
