ANÁLISE NUMÉRICA DA INFLUÊNCIA DA CONFIGURAÇÃO GEOMETRICA DE UMA INSTALAÇÃO DE TROCADOR DE CALOR SOLO-AR EM SEU POTENCIAL TÉRMICO EMPREGANDO O MÉTODO CONSTRUCTAL DESIGN

Camila Rosa Vaz¹; Michel Kepes Rodrigues²; Elizaldo Domingues dos Santos²; Ruth da Silva Brum³; Luiz Alberto Oliveira Rocha³; Liércio André Isoldi⁴

¹ Universidade Federal do Rio Grande - Escola de Engenharia; ² Universidade Federal do Rio Grande - Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional; ³ Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica; ⁴ Universidade Federal do Rio Grande - Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional

doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0482

Resumo

O Trocador de Calor Solo-Ar (TCSA) é um dispositivo que promove a melhoria da condição térmica de ambientes construídos, diminuindo significativamente o consumo de energia elétrica em equipamentos de condicionamento de ar tradicionais. Consiste no escoamento forçado do ar ambiente externo pelo interior de um ou mais dutos enterrados. Como o subsolo possui uma temperatura mais amena que a temperatura do ar ambiente externo, durante seu escoamento o ar troca calor com o subsolo e sai do TCSA com temperatura menor no período de verão e maior no período de inverno, se comparada à sua temperatura de entrada. Essa diferença entre a temperatura de saída e de entrada do ar determina o Potencial Térmico (PT) do TCSA. O objetivo desse trabalho é maximizar o PT de uma instalação de TCSA composta por cinco dutos. Um modelo computacional verificado e validado é usado para simular numericamente o princípio de funcionamento desse TCSA. Para avaliar a influência da configuração geométrica da instalação no PT do TCSA o método Constructal Design foi aplicado. Os resultados indicaram uma melhoria de 19,48 % no desempenho térmico, para resfriamento e 58,59%, para aquecimento na instalação de TCSA estudada.

Palavras-chave: Fonte renovável de energia; Trocador de Calor Solo-Ar (TCSA); Constructal Design; Simulação numérica