SIMULAÇÃO NUMÉRICA E DESIGN CONSTRUTAL APLICADOS À ANÁLISE DE UM TROCADOR DE CALOR SOLO-AR PARA O APROVEITAMENTO DO POTENCIAL ENERGÉTICO DO SOLO

Abstract

O Trocador de Calor Solo-Ar (TCSA) vem sendo estudado como uma alternativa importante para melhorar a condição térmica de edificações. O solo, por sua vez, desempenha papel fundamental no princípio de funcionamento do TCSA, pois é o agente que promove a troca de calor com o ar. O método Design Construtal aliado à simulação numérica permite  estudos sobre a configuração geométrica de instalações de TCSA com o intuito de maximizar o seu desempenho térmico. O principal objetivo deste trabalho é analisar cinco diferentes tipos de instalações de TCSA utilizando o método Design Construtal. Essas instalações foram dispostas na profundidade de referência indicada na literatura com o intuito de aproveitar o potencial energético do solo nesta região. Os resultados mostram que é possível encontrar a instalação que proporcionou o maior desempenho térmico do TCSA, bem como a configuração do arranjo dos dutos. Além disso, na medida em que a configuração do arranjo de dutos foi se tornando mais complexa, isto é, havendo um aumento na quantidade de dutos na instalação, presenciou-se uma melhoria significativa no desempenho térmico do TCSA. Isso se deu aliado à diminuição dos respectivos diâmetros dos dutos, mantendo constante neste processo a vazão total da instalação. No entanto, a principal contribuição deste estudo foi o aproveitamento da energia térmica do solo na profundidade de referência, principalmente para aplicação em períodos quentes do ano. Portanto, as instalações de TCSA dispostas nesta região proporcionaram os melhores desempenhos térmicos de TCSA para resfriamento, quando comparadas com as referências encontradas na literatura.