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Título: Definição de um sistema de controlo e automação para otimização do desempenho térmico da parede de trombe
Autor: Fernandes, Luís Paulo de Sousa
Orientador: Sá, Ana Cristina Briga De
Paiva, Anabela Gonçalves Correia De
Palavras-chave: Parede de Trombe
Automação e controlo
Sistema de ventilação
Sistema de sombreamento
Data: 15-Nov-2017
Resumo: O conforto térmico dos edifícios é usualmente obtido através de equipamentos de climatização consumidores de energia. A implementação de alternativas de climatização passiva poderá contribuir significativamente para a melhoria da eficiência energética nos edifícios. A parede de Trombe é um exemplo de um sistema solar passivo, habitualmente usado como sistema de aquecimento que também poderá ser potenciado na estação de arrefecimento. A automação e o controlo do funcionamento da parede de Trombe poderá ser uma solução para melhorar o seu desempenho, incentivando o uso deste sistema solar passivo nos edifícios. Este trabalho tem como principal objetivo definir um sistema de controlo e automação dos sistemas de ventilação e sombreamento/oclusão da parede de Trombe que permita o seu funcionamento sem intervenção do utilizador, bem como otimizar o seu desempenho térmico. Foi efetuado um estudo da influência das condições externas (temperatura e radiação solar), sistema de ventilação e dos dispositivos de sombreamento na flutuação das temperaturas ao longo das diferentes camadas de uma parede de Trombe situada no campus da Universidade Trás-os-Montes e Alto Douro. Definiu-se e testou-se um mecanismo de abertura/fecho das aberturas e da persiana, bem como da placa de controlo para diferentes cenários: controlo simultâneo do sistema de sombreamento e ventilação através da variável RS (Radiação Solar), controlo individual do sistema de ventilação através da variável diferença de temperatura entre o interior e a caixa-de-ar e do sistema de sombreamento através da variável RS. A implementação do sistema de controlo automatizado na parede de Trombe permitiu abrir/fechar o sistema de ventilação e sombreamento sem a intervenção do utilizador. No período de aquecimento, o funcionamento individualizado do sistema de ventilação e de sombreamento mostrou uma maior facilidade de modulação e otimização da temperatura de conforto no interior do compartimento, quando comparado com o controlo simultâneo de ambos sistemas. No período de arrefecimento, o controlo simultâneo do sistema de ventilação e sombreamento revelou-se significativamente eficaz. Assim, o sistema definido revelou-se eficaz na execução dos algoritmos implementados pelo utilizador, sem a intervenção do mesmo durante o período de testes, permitindo a otimização do funcionamento e desempenho térmico da parede de Trombe.
The thermal comfort of buildings is usually obtained through energy-consuming HVAC equipment. The implementation of passive alternatives could contribute significantly to improve energy efficiency in buildings. The Trombe wall is an example of a passive solar system, usually used as a heating system that can also be used in the cooling season. Automation and control of Trombe wall operation can be a solution to optimize its performance, encouraging the use of this passive solar system in buildings. In this work, a Trombe wall performance control and automation system was defined and optimized allowing its operation without the intervention of the user. The main objective of the work developed is to study the influence of external conditions (temperature and solar radiation), ventilation system and shading devices in the fluctuation of temperatures along the different layers of a Trombe wall located on the campus of Trás-osMontes and Alto Douro University. A mechanism for opening / closing the air vents and the external shutter, as well as the control board for different scenarios, was defined and tested. Simultaneous control of the shading and ventilation systems using the variable RS (Solar Radiation) and individual control of the system of ventilation using the variable difference between the interior temperature and air layer temperature and the shading system using the RS variable were the scenarios considered. The implementation of the automated control system on the wall of Trombe allowed to open / close the ventilation and the shading systems without the user´s intervention. In the heating season period, the individualized operation of the ventilation and shading system showed an easy modulation and optimization of the comfort temperature inside the test cell, compared to the simultaneous control of both systems. In the cooling period, simultaneous monitoring of the ventilation and shading system proved to be significantly effective. Thus, the defined system proved to be effective in implementing the algorithms without the intervention of the user during the test period, allowing the optimization of the Trombe wall thermal performance.
Descrição: Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil
URI: http://hdl.handle.net/10348/8950
Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
Aparece nas colecções:DENG - Dissertações de Mestrado
TD - Dissertações de Mestrado

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