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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) ; Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB ; No estudo de reaproveitamento de energia térmica, os refrigeradores domésticos dissipam calor para o meio ambiente, através do seu condensador, e esse calor pode ser reciclado, ou seja, recuperado através de escoamento de água, como fluido refrigerante escoando pelo condensador e armazenada em um reservatório. Para isto, construi-se um aparato experimental contendo um refrigerador doméstico, duplex com capacidade de 263 litros para o gabinete de refrigeração e 74 litros para o gabinete de congelamento. O refrigerador tem seu condensador acrescido por um trocador de calor tipo tubos concêntricos em contra corrente, cuja fruição é condensar o fluido refrigente utilizando água em circulação. Dessa forma, caso ocorra o carregamento térmico total do tanque de armazenagem, o calor será originalmente dissipado para o meio ambiente, através do condensador aletado. A água aquecida é então armazenada em um reservatório térmico via estratificação térmica. Assim calculou-se as vazões de água aquecida e fluido refrigerante, como também o coeficiente de desempenho do sistema acumulado. Os resultados mostraram que a vazão de água bem como o coeficiente de desempenho do sistema aumenta de acordo com o aumento da pressão hidrostática. Desta maneira, dos resultados obtidos pode-se concluir que a otimização do experimento se dá de forma eficaz e que, o reaproveitamento da água quente proveniente do condensador é perfeitamente possível, reduzindoo consumo de energia elétrica com aquecedores de água e ainda, minimizando a dissipação de calor para o meio ambiente, sem alterar o funcionamento do refrigerador ; In the study of recycling thermal energy it is know that domestic refrigerators dissipate heat to environment through the condenser. This heat can be recycled by a water flow, as a coolant in a modified condenser, and stored in a Domestic Hot Water Storage Tanks (DHWST). Thereby, an experimental apparatus was built ...

RESUMO: Portugal é um país com grande potancial de aproveitamento de energia solar térmica para aplicações domésticas e industriais. Estas aplicações podem ser utilizadas para produção de água quente, para aquecimento de piscimas, águas sanitárias ou para processos industriais a baixas (20-95ºC) e médias temperaturas (95ºC-250ºC) de funcionamento, podendo assim abranger diferentes tecnologias, desde coletores estacionários a coletores concentradores com seguimento. O território continental português é particularmente marcado pela extensa linha de costa que, juntamente com o elevado recurso solar, tem um forte impacto na durabilidade dos componentes dos coletores, quer sejam metálicos ou poliméricos, e no respetivo tempo de vida útil. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

RESUMO: Portugal é um país com grande potancial de aproveitamento de energia solar térmica para aplicações domésticas e industriais. Estas aplicações podem ser utilizadas para produção de água quente, para aquecimento de piscimas, águas sanitárias ou para processos industriais a baixas (20-95ºC) e médias temperaturas (95ºC-250ºC) de funcionamento, podendo assim abranger diferentes tecnologias, desde coletores estacionários a coletores concentradores com seguimento. O território continental português é particularmente marcado pela extensa linha de costa que, juntamente com o elevado recurso solar, tem um forte impacto na durabilidade dos componentes dos coletores, quer sejam metálicos ou poliméricos, e no respetivo tempo de vida útil. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Dissertação apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil A Fraca Eficiência Energética de alguns edifícios é um dos problemas que infelizmente ainda teimam em persistir, porém atualmente existe uma maior atenção para a especificidade do setor da construção e para a necessidade de intervenção em diversos domínios. Numa primeira fase deste trabalho, analisa-se a problemática energética e a contribuição do setor da construção, efetuando-se um encadeando de um conjunto de conceitos e reflexões essenciais para uma melhor abordagem do objetivo principal da dissertação. Devido à grande responsabilidade dos edifícios no consumo energético, é obrigatório encontrar soluções para a sua diminuição, passando pelo uso de materiais e equipamentos mais eficientes, como de disposições construtivas mais favoráveis. “O isolamento térmico é uma das formas mais rentáveis para a melhoria da eficiência energética dos edifícios (URSA Insulation, 2009) ”, podendo-se alcançar economias significativas, com pequenas intervenções de melhoria nos isolamentos. O objetivo principal deste trabalho é de propiciar um melhor conhecimento dos mais variados isolamentos térmicos existentes no mercado, fornecendo, desta forma, uma base de apoio para a elaboração de projetos com um desempenho energético mais eficiente. Tornando-se numa ferramenta útil e prática para consulta no âmbito do tratamento térmico dos edifícios, sensibilizando os leitores dos benefícios que uma seleção mais criteriosa dos isolantes térmicos utilizados nos edifícios pode oferecer. Primeiramente analisa-se a evolução da regulamentação térmica de edifícios em Portugal, bem como alguns conceitos básicos sobre mecanismos de transferência de calor. Seguidamente existe um levantamento de materiais de isolamento térmico convencionais existentes no mercado, passando também pelos isolamentos térmicos não convencionais, nomeadamente (PCMs e as proteções térmicas reflectantes em coberturas). As caraterísticas térmicas/técnicas, vantagens/desvantagens, bem como a aplicabilidade dos diferentes materiais são expostos ao longo do trabalho. Por último, introduz-se um caso de estudo de um edifício destinado à habitação e analisa-se as perdas térmicas em duas diferentes situações. São utilizados valores condutibilidades térmicas constantes no ITE 50 do LNEC – Laboratório Nacional Engenharia Civil e valores de diversos fabricantes homologados por laboratórios certificados para os materiais mais comuns, confrontam-se os valores obtidos e avalia-se qual o impacto em termos de perdas térmicas nas duas situações. Na maioria das vezes os projetistas reportam-se meramente aos valores de condutibilidade térmica de materiais isolantes publicados no ITE 50 – Informação Técnica de Edifícios, homologados pelo LNEC, não desperdiçando tempo na busca de isolantes térmicos dos fabricantes devidamente homologados, valores esses que na maioria dos casos são substancialmente inferiores aos declarados pelo LNEC. No caso de estudo apresentado, verifica-se que uma seleção mais criteriosa de um dado isolamento térmico tem as suas vantagens. È apresentado para o mesmo material, valores do LNEC e fabricante, após efetuados os cálculos depara-se que em algumas situações, esses valores substancialmente inferiores reportam para uma mudança da Classe Energética do Edifício (Classe A para Classe A+). The Low Efficiency of some buildings is one of the problems that unfortunately still stubbornly persist, but now there is a greater attention to the specificity of the construction sector and the need for intervention in various fields. In the first phase of this work, we analyze the energy problem and the contribution of the construction sector, making up a chaining a set of concepts and ideas essential to a better approach to the main objective of the dissertation. Due to the great responsibility of building energy consumption, is required to find solutions to their reduction, through the use of materials and more efficient equipment, such as the construction more favorable provisions. "Thermal insulation is one of the most profitable ways to improve the energy efficiency of buildings (URSA Insulation, 2009)," can be achieved significant savings, with little improvement interventions in isolation. The main objective of this paper is to provide a better understanding of a variety of thermal insulation on the market, providing thus a support base for the development of projects with a more efficient energy performance. Making it a useful and practical tool for consultation under the thermal treatment of buildings, sensitizing the readers of the benefits that a more careful selection of insulating materials used in buildings can offer. First we analyze the evolution of thermal regulation of buildings in Portugal, as well as some basic concepts about mechanisms of heat transfer. Then there is a survey of conventional thermal insulation materials on the market, also going by the non-conventional thermal insulation, including (PCMs and thermal protections reflectantes in roofs). The thermal/technical characteristics, advantages/disadvantages, and the applicability of the different materials are exposed along the work. Finally, we introduce a case study of a building for housing and analyze the thermal losses in two different situations. Thermal conductivities are used values contained in the ITE 50 LNEC – National Laboratory for Civil Engineering and values of various manufacturers approved by laboratories certified for the most common materials, face values obtained by the evaluation of the impact in terms of heat losses in two situations. In most cases designers relate merely to the values of thermal conductivity of insulating materials published in the ITE 50 – Technical Data Building, approved by LNEC, not wasting time in search of thermal insulation manufacturers duly approved, values which in most cases are substantially lower than those declared by the LNEC. In case study is, it appears that a more careful selection of a particular insulation has its advantages. It is submitted for the same material, values of LNEC and manufacturer, after the calculations made faces that in some situations, these values substantially lower than reported for a change of the Building Energy Class (Class A to Class A +).

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia A utilização de estruturas leves em aço, do inglês “Light Steel Framing” (LSF), na construção de edifícios, para habitação, tem vindo a aumentar nos últimos anos um pouco por toda a Europa, mas também em Portugal. Estas estruturas utilizam como principal material resistente o aço galvanizado que, por sua vez, apresenta diversas vantagens relativamente às estruturas tradicionais em betão armado e alvenaria de tijolo, designadamente o baixo peso, a rapidez de construção, elevada resistência e durabilidade, flexibilidade arquitetónica e baixos impactos ambientais.Com o intuito de avaliar o desempenho térmico e energético de um edifício de habitação unifamiliar com estrutura leve de aço enformado a frio, teve-se como referência uma habitação de construção tradicional (betão armado e alvenaria de tijolo) construída em Portugal. Para essa avaliação foi utilizada a metodologia de cálculo prevista no Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação (REH), (Decreto-Lei n.º 28/2016 de 23 de junho).Compararam-se três métodos de cálculo do coeficiente de transmissão térmica U para a construção em LSF. Posteriormente, este coeficiente relativo à construção em LSF foi ajustado por forma a que seja igual à construção tradicional, para que a análise do desempenho energético dependa apenas de outros fatores, como por exemplo a inércia térmica, do fator de ganhos η, do fator global máximo admissível dos vãos envidraçados gTmáx, e da área das superfícies, mais concretamente as paredes. Realizou-se uma comparação energética entre os dois sistemas construtivos, para a determinação das necessidades anuais de “energia” do edifício, particularmente os ganhos e as perdas térmicas, e a correspondente classificação energética.Nesta dissertação, concluiu-se que tanto na estação de arrefecimento como na estação de aquecimento, a estrutura em LSF apresenta um consumo energético superior à construção tradicional, admitindo valores de U iguais. Estas diferenças situaram-se em cerca de 11% de maiores necessidades relativas à energia útil para aquecimento e 73% relativas à energia útil para arrefecimento. Relativamente às necessidades nominais anuais globais de energia primária, a construção em LSF apresenta cerca de 64% de maiores necessidades comparativamente à construção tradicional. The use of Lightweight Steel Framing (LSF) structures in residential buildings has been increasing in recent years, a bit throughout all Europe, but also in Portugal. These structures use galvanized steel profiles as main resistant material which, in turn, presents several advantages over the traditional reinforced concrete structures and brick masonry, namely lightness, construction speed, high resistance and durability, architectural flexibility and low environmental impacts.In order to evaluate the thermal and energy performance of a LSF single-family residential building, a traditional reinforced concrete and brick masonry building built in Portugal was used as reference. For this assessment, the calculation methodology provided by the Regulation on the Energy Performance of Residential Buildings (REH) was used, (Decree-Law no. 28/2016 of June 23).Three methods for the calculation of the thermal transmission coefficient U for the LSF elements were subjected to comparison. Posteriorly, this coefficient relative to the LSF construction system was adjusted in order to equalize the traditional construction, so that the energy performance analysis only depends on other factors, such as thermal inertia, gain factor η, maximum glazed spans global factor gTmáx, and surface areas, more specifically walls. An energy comparison between the two building systems was carried out to determine the “energy” annual building requirements, particularly the thermal gains and losses, and the corresponding energy classification.In this dissertation, it was concluded that in both the cooling and heating seasons, the LSF structure shows a higher energy consumption than the traditional one, when using the same U-value. These differences stood at about 11% higher heating energy needs and 73% cooling. Regarding the annual nominal primary energy, the LSF construction system presents about 64% greater needs, compared to the traditional one.

Dissertação de Mestrado em Energia para a Sustentabilidade apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. O objectivo deste trabalho é apoiar a reabilitação das marquises, utilizando modelos de simulação numérica, tendo em vista a eficiência energética e o conforto térmico, não só nestes espaços como nos adjacentes. A proliferação desregulada de marquises, principalmente nas décadas de 60 a 80, povoou o parque habitacional urbano português com espaços envidraçados. Torna-se pois premente avaliar a contribuição destes espaços no balanço térmico dos edifícios aos quais estão acoplados. A ideia geral é que o desenvolvimento de modelos detalhados e suas variantes possam contribuir para intervenções mais conscientes nestes espaços até agora discriminados. Numa primeira fase do trabalho (INTRODUÇÃO) o tema é enquadrado em todas as suas dimensões, e pesada a sua relevância. Na segunda parte (ESTADO DA ARTE) são revistos os trabalhos mais importantes na área. É estudada a melhor forma de avaliar as melhorias. De seguida (METODOLOGIAS DE ANÁLISE) são apresentadas os programas de simulação energética (ESP-r e Energy Plus) e posteriormente comparados. É construído o modelo físico base e são avaliadas as maiores preocupações. São implementadas mudanças no caso base de forma a responder a estes problemas. Na fase seguinte (ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADO) são registados os níveis de conforto térmico e consumos energéticos correspondentes a cada um. É com base nestes valores que as comparações, a discussão e finalmente as recomendações de reabilitação de marquises são feitas. É também neste capítulo onde as taxas de renovação do ar são avaliadas. Acresce neste segmento do trabalho a verificação de resultados. Por último (CONCLUSÃO) é resumido o que se alcançou com o trabalho. São ainda apontadas as limitações dos processos usados e sugeridas hipóteses de investigação futura. Pretende-se com este trabalho solidificar o conhecimento do comportamento térmico dos espaços envidraçados de modo a apoiar a sua reabilitação no sentido da eficiência energética. The present work is focused on a parametric study based on numerical simulation models to support the refurbishment of sunspaces, aiming to improve energy efficiency and thermal comfort. The unregulated proliferation of transformed sunspaces, mainly in the 60´s and 80´s decades, has populated the Portuguese housing with these glazed balconies. Therefore, it is mandatory to assess the contribution of these spaces to the building’s thermal balance. The general idea is that the development of detailed models and their upgrades can contribute for more conscious interventions in such till now ignored spaces. In the first phase of the work (INTRODUCTION), an overall perspective of the theme is presented, weighting the different dimensions involved. In the second part (STATE OF THE ART), the most relevant scientific works are reviewed, and an analysis is made about how to better study the possible improvement actions. Next, (METODOLOGIES OF ANALYSIS), the energy simulation programs are presented (ESP-r and Energy Plus), and subsequently calibrated. The physical model for the base configuration is constructed, and the most relevant concerns are assessed. Upgrades are applied to the base case in order to solve or mitigate those problems. In the next phase (RESULTS ANALYSIS AND DISCUSSION), the levels of thermal comfort and energy consumption of each model are registered. The comparison, discussion and recommendations for the refurbishment of sunspaces are based on these results. In this chapter the air renewal is also assessed. In the final chapter, (CONCLUSION), the conclusions of the study are summarized and commented. The limitations of the used methodologies are pointed out and suggestions are presented for future research. This work is a solid contribution to the knowledge of the sunspaces’ thermal behavior and to support their rational refurbishment towards energy efficiency and indoor thermal comfort.

The great population growth and bad planning of the urban areas, culminated in gray concrete cities, without green natural environments. The article aims to show the roof plant as a solution to this problem. The roof is composed of a base structure (solid slab or structure that supports the applied loads), impermeable blanket, and filtering blanket, ground layer and end the chosen vegetation. Through bibliographic studies and a case study it was concluded that one of its main functions is drainage of rainwater, considerably reducing runoff, delaying peak flow, which relieves pressure on the sewage. The green roof, besides aesthetically improving the environment, considerably assists thermal well-being, maintaining factors such as temperature and humidity of the air to pleasant levels, reducing the energy consumption of the residence. It also works as an excellent acoustic insulation.

O tema principal deste trabalho é a caraterização da experiência vivida por um utilizador de uma sala de cinema na dimensão relacionada com o Ambiente Térmico. Foi efetuado um levantamento exaustivo de informação que permitiu caraterizar um conjunto de variáveis que podem afetar a experiência do utilizador neste tipo de contextos. A recolha de informação compreendeu: uma lista de verificação para caracterização do espaço e da sua utilização; a medição experimental das variáveis relacionadas com o Ambiente Térmico e o cálculo de Índices de Conforto Térmico; e ainda uma análise subjetiva do conforto térmico dos utilizadores do espaço, resultado da implementação de dois questionários para analisar a perceção dos utilizadores face às condições de uma sala de cinema. Os valores obtidos com o cálculo dos índices do Conforto Térmico e das medições experimentais foram comparados com os referenciados na norma ISO 7330:2005, e com os valores que resultaram da avaliação subjetiva. A par das análises acima mencionadas, o espaço foi modelado através dos softwares OpenStudio e SketchUp2016, que permitiram a posterior simulação energética da sala de cinema recorrendo ao software Energyplus. No final, os resultados obtidos foram comparados e analisados de forma a obter bases sólidas para uma melhor compreensão dos parâmetros que afetam o bem-estar do utente deste tipo de espaços. The main theme of this work is the characterization of the experience lived by a user of a movie theater in the dimension related to the Thermal Environment. An exhaustive survey of information was made that allowed to characterize a set of variables that can affect the user experience in this type of contexts. The collection of information included: a checklist for characterization of space and its use; the experimental measurement of the variables related to the Thermal Environment and the calculation of Thermal Comfort Indices; and a subjective analysis of the thermal comfort of the users of the space, result of the implementation of two questionnaires to analyze the perception of the users against the conditions of a movie theater. The values obtained with the calculation of the Thermal Comfort indices and the experimental measurements were compared with those referenced in ISO 7330: 2005, and with the values that resulted from the subjective evaluation. In addition the space was modeled using the OpenStudio and SketchUp2016 softwares, which allowed the subsequent energy simulation of the cinema using Energyplus software. In the end, the obtained results were compared and analyzed in order to obtain solid bases for a better understanding of the parameters that affect the well-being of the user of this type of spaces. Dissertação de mestrado em Engenharia Industrial (área de especialização em Gestão Industrial)

Dissertação de Mestrado em Eficiência Acústica e Energética para uma Construção Sustentável apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia O setor da construção é um dos grandes responsáveis pelo consumo de energia a nível global e, assim sendo, a reabilitação do edificado existente em conjunto com a nova legislação aplicável, apresenta-se como uma excelente oportunidade para se proceder a melhorias efetivas, que conduzam à redução significativa do consumo energético, ao mesmo tempo que permite reduzir as emissões de gases com efeito de estufa. No caso da União Europeia, foram impostos objetivos energéticos e climáticos para 2020. 2030 e 2050, tendo como finalidade, atingir a meta da diminuição das emissões de gases com efeito de estufa entre os 80-95%. Este valor não será alcançável sem uma intervenção profun-da na reabilitação dos edifícios, bem como nas soluções para o novo edificado.O objectivo do presente estudo centra-se na avaliação do efeito de medidas de reabilitação térmica no desempenho energético de um edifício. Para o efeito, usou-se uma habitação de referência, que serviu de base ao estudo do impacto no consumo e na rentabilidade económica, provocadas pela introdução de reforço térmico na envolvente. Nesta avaliação inicial adotou-se o método sazonal para se estimarem as necessidades energéticas de aquecimento e arrefecimento. Como a cultura de climatização em Portugal é baixa, avaliou-se numa segunda fase do trabalho o impacto de cada uma das medidas no nível de conforto do ambiente interior. Esta avaliação é realizada através da comparação da temperatura interior com a resultante no modelo de conforto térmico adaptativo descrito na norma ANSI/ASHRAE Standard 55-2013 (Thermal Environmental Conditions for Human Occupancy). A estimativa da temperatura interior do edifício de referência foi obtida através do método dinâmico, recorrendo-se ao software DesignBuilder.Este estudo é efetuado para três localizações do edifício no território nacional. A norte, no distrito de Bragança, no centro, no distrito de Coimbra e a Sul, no distrito de Faro The construction industry is a major player in energy consumption globally, therefore the rehabilitation of the existing building together with the new applicable legislation is an excellent opportunity to make effective improvements that lead to a significant reduction in energy consumption, while reducing greenhouse gas emissions. In the European Union, energy and climate targets were set for 2020, 2030 and 2050, aiming to achieve the goal of reducing greenhouse gas emissions by 80-95%. This value will not be attainable without a thorough intervention in the rehabilitation of buildings, as well as in the solutions for the new building. The objective of the present study is to evaluate the effect of thermal rehabilitation measures on the energy performance of a building. For this purpose, a reference dwelling was used, which served as a basis for the study of the impact on consumption and economic profitabil-ity, caused by the introduction of thermal reinforcement in the surroundings. In this initial evaluation the seasonal method was adopted to estimate the energy requirements of heating and cooling. As the climate control culture in Portugal is low, the impact of each measure on the comfort level of the interior environment was evaluated in a second phase of the work. This evaluation is performed by comparing the internal temperature with the resultant in the adaptive thermal comfort model described in the ANSI / ASHRAE Standard 55-2013 (Ther-mal Environmental Conditions for Human Occupancy). The estimation of the interior temper-ature of the reference building was obtained through the dynamic method, using the Design-Builder software. This study is carried out for three building locations in the national territory. To the north, in the district of Bragança, in the center, in the district of Coimbra and to the South, in the district of Faro.

outros - empresas ; Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB ; Foi desenvolvido um modelo matemático para descrever o processo de estocagem de energia via estratificação térmica de líquido em um tanque. Neste modelo foi considerado um balanço de energia para o sistema de estocagem e proposto um modelo matemático unidimensional e transiente capaz de descrever o histórico dos perfis de temperatura do líquido e da parede do reservatório durante a operação de carregamento dinâmico. O modelo matemático foi discretizado através da técnica de diferença finitas e sua solução foi obtida numericamente através de um código computacional desenvolvido em linguagem de programação FORTRAN. Os resultados teóricos foram comparados com resultados experimentais, e estudada também a influência da relação altura/diâmetro e velocidade de carregamento no processo de estocagem de energia. ; A mathematical model is developed to describe the energy storage process by thermal stratification of a liquid in a storage tank. Considering a balance of energy for the storage system, is proposed a transient and unidimensional mathematical model capable to describe the history of the liquid temperatures profile and the wall of the storage during the charging dynamic operations. The mathematical model was discretizided using a finite differences technic and its solution got numerically through a computational code developed in a FORTRAN programming language. The theorical results were compared with experimental results, and it was also studied the influence of aspect ratio and the charging velocity in an energy storage process.