Estudo numérico de desempenho de trocadores de calor solo-ar em cidades do Rio Grande do Sul

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X66677

Keywords:

Earth-Air Heat Exchanger (EAHE), Computational Modelling, Numerical Simulation, Finite Volume Method (FVM)

Abstract

Earth-Air Heat Exchangers (EAHE) are equipment installed in buildings aiming the electrical energy consumption reduction of traditional air conditioners systems. Its operation principle is simple and consistsofburied ductswhere the air is forced to flow, being the soilresponsible for providing thermal exchanges and making the built environment temperature milder. This study shows the behaviour of a straight duct EAHE installed in three different cities of the Brazilian state of Rio Grande do Sul: Rio Grande, Novo Hamburgo and Ibirubá. By the end of the analysis, it was possible to infer that the best performance was reached at the location of Rio Grande, with a heating thermal potential (TP) of 6.51 °C and cooling TP of 5.95 °C. Besides that, one could notice that all regions were able to presented good thermal performance, justifying the EAHE use.

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Author Biographies

Lucas Costa Victoria, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Bacharel em Engenharia Civil (2021) pela Universidade Federal do Rio Grande (FURG). Bolsista de Iniciação Científica (2018-2021) em projetos destinados à modelagem computacional de Trocadores de Calor Solo-Ar (TCSA) na área de Mecânica dos Fluidos. Atualmente estudante de pós-graduação Stricto Sensu no curso de Mestrado Acadêmico do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PPGEC) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre/RS na área de concentração de Estruturas (Conceito CAPES 6).

Igor Silva Vaz, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Possui Curso Técnico em Refrigeração e Climatização pelo Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (2016), é graduando em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande. Atualmente é bolsista de pesquisa atuante na área de modelagem computacional.

Juliana Costi, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Oceanóloga (FURG - 2008), mestra em Sensoriamento Remoto (UFRGS - 2011) e doutora em Ciências/Geologia Marinha (UFRGS - 2016). Atualmente é pós doutoranda do PRH-22, desenvolvendo atividades de pesquisa no Laboratório de Monitoramento do Criosfera (FURG). Membro do INCT da Criosfera, colaboradora do Centro Polar e Climático (UFRGS) e pesquisadora vinculada ao Laboratório de Análise Numérica e Sistemas Dinâmicos (FURG). 

Luiz Alberto Oliveira Rocha, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Luiz Alberto Oliveira Rocha possui graduação em Engenharia Mecânica de Automóveis pelo Instituto Militar de Engenharia (1991), mestrado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1995), doutorado em Engenharia Mecânica - Duke University (2002) e pós-doutorado na área de Turbulência no Instituto de Pesquisas Hidráulicas/UFRGS/RS (2006). Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Termodinâmica, Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor, atuando principalmente nos seguintes temas: otimizacao geométrica, análise energética e exergética, energias alternativas/renováveis e design com a teoria Construtal. 

Elizaldo Domingues dos Santos, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Elizaldo Domingues dos Santos é engenheiro mecânico (2004) pela Universidade Federal do Rio Grande (FURG), mestre (2007) e doutor (2011) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Tem experiência na área de engenharia mecânica com ênfase em mecânica dos fluidos, transferência de calor, termodinâmica, dinâmica dos fluidos computacional, fontes renováveis de energia e design construtal. Ingressou na FURG no ano de 2010, atualmente é professor associado II, docente permanente dos programas de pós-graduação em modelagem computacional (PPGMC) e engenharia oceânica (PPGEO) e dos cursos de graduação em engenharia mecânica. É bolsista de produtividade em pesquisa do CNPq – Nível 1D. Possui um total de 257 artigos publicados em periódicos, sendo 114 e 59 indexados no Scopus e Web of Science (WoS) e índice h = 22 (Scopus). O docente também publicou 10 livros, 9 capítulos de livros, 298 artigos completos publicados em anais de eventos nacionais e internacionais e coordenou 9 projetos financiados por agências de fomento (CNPq, CAPES e FAPERGS). Com relação a formação de recursos humanos, orientou 3 teses de doutorado (1 como orientador principal), 40 dissertações de mestrado (19 como orientador principal), 42 trabalhos de conclusão de curso (TCC) e 34 trabalhos de iniciação científica. Participou em 244 bancas examinadoras de doutorado, mestrado, TCC e qualificações. Durante os 11 anos de atuação na FURG, o docente exerceu várias funções administrativas, sendo um dos responsáveis pela criação do curso de doutorado do PPGMC (2016), coordenador e coordenador adjunto do PPGEO nos biênios (2015 – 2016) e (2019 – 2020), coordenador de acompanhamento à Pós-Graduação (CAPG) vinculado a Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da FURG (2017 - 2018) e Diretor de Pós-Graduação (2021). Além disso, serviu como membro das comissões assessoras do PPGEO e PPGMC, conselho da Escola de Engenharia, comitê científico da FURG, comitê de bolsas institucionais, comitê de avaliação de novos cursos de PG, Comitê de Autoavaliação dos PPGs da FURG, Comissão Interna de Autoavaliação e Planejamento da Escola de Engenharia, Comitê Sucupira entre outros. O docente é membro da Associação Brasileira de Ciências Mecânicas (ABCM) desde 2014, sendo atualmente membro do comitê de engenharia oceânica e naval, membro do comitê de assessoramento de engenharias da FAPERGS (desde 2019), consultor ad hoc de diversas agências e órgãos de fomento, atuou como editor convidado do Journal of Marine Science and Engineering (2019 – 2020) e revisor de vários periódicos indexados, sendo considerado outstanding reviewer do periódico Energy (Oxford) em 2016. O docente também atuou na organização de e comitê científico de diversos eventos nacionais e internacionais, realizou 2 palestras internacionais e 3 palestras nacionais, foi considerado egresso destaque do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica (PROMEC) da UFRGS (2021) e reconhecido pela atuação docente na graduação como patrono (2019), paraninfo (2012, 2014 e 2018) e homenageado (2011, 2013, 2015 – 2020).

Michel Kepes Rodrigues, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Possui formação de Técnico em Refrigeração e Ar Condicionado pelo Colégio Técnico Industrial Prof. Mário Alquati (CTI), hoje Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS) campus Rio Grande; Graduação em Matemática-Licenciatura pela Universidade Federal do Rio Grande (FURG); Especialização em Metodologia de Ensino em Matemática e Física pela Faculdade Internacional de Curitiba; Mestrado em Modelagem Computacional pela FURG; Doutorado em Modelagem Computacional pela FURG e Pós-Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica da FURG. Atuou como professor substituto no IFRS campus Rio Grande, no curso Técnico de Refrigeração e Climatização e como professor assistente na Faculdade Anhanguera do Rio Grande, atuando nos cursos de Engenharia Mecânica, Engenharia de Produção, Engenharia de Controle e Automação e Administração de Empresas. Seu perfil de atuação é multidisciplinar, possuindo experiência nas áreas de Matemática (Análise Numérica), Engenharia (Fenômenos de Transporte) e Modelagem Computacional. Atualmente, atua na pesquisa de avaliação de desempenho de trocadores de calor solo-ar no grupo de pesquisa da FURG.

Liércio André Isoldi, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Possui Curso Técnico em Mecânica pela Escola Técnica Federal de Pelotas (1993), Graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande (1999), Mestrado em Engenharia Oceânica (PPGEO) pela Universidade Federal do Rio Grande (2002), Doutorado em Engenharia (PROMEC) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2008) e Pós-Doutorado vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC) da Universidade Federal do Rio Grande (2009). É Professor da Escola de Engenharia (EE) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC-FURG) e do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica (PPGEO-FURG).

References

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Published

2021-11-08 — Updated on 2022-07-14

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How to Cite

Victoria, L. C., Vaz, I. S., Costi, J., Rocha, L. A. O., Santos, E. D. dos, Rodrigues, M. K., & Isoldi, L. A. (2022). Estudo numérico de desempenho de trocadores de calor solo-ar em cidades do Rio Grande do Sul. Ciência E Natura, 43, e5. https://doi.org/10.5902/2179460X66677 (Original work published November 8, 2021)

Issue

Vol. 43 (2021): Special Edition: X ERMAC RS

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