Igor Silva Vaz

O presente trabalho tem por objetivo avaliar numericamente um Trocador de Calor Solo-Ar Horizontal Helicoidal (TCSA-HH), considerando características climáticas e do solo do município de Viamão, RS, Brasil. A geometria do sistema é avaliada por meio da variação do passo entre as helicoides (Ph) do TCSA. O parâmetro utilizado para a análise do desempenho das diferentes configurações do TCSA-HH é através da avaliação do potencial térmico (PT) do sistema. O problema é solucionado numericamente utilizando o software FLUENT, que emprega o Método dos Volumes Finitos para resolver as equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia. Como resultado, os TCSAs-HH mostram-se apropriados para resfriamento do ar durante períodos quentes, embora a capacidade de aquecimento se apresente irrelevante em períodos frios. O TCSA-HH com Ph = 100 mm obteve o melhor desempenho relacionado ao PT, superando em aproximadamente 10% o TCSA-HH com Ph = 400 mm, que apresentou o pior desempenho térmico. Comparado a outros TCSAs presentes na literatura, o TCSA-HH apresentou um desempenho similar para condição de resfriamento, demonstrando ser uma alternativa viável para terrenos compactos.

Trocadores de Calor Solo-Ar (TCSA) são equipamentos instalados em edificações com o intuito de redução no consumo de energia elétrica com sistemas tradicionais de condicionamento de ar. Seu princípio de operação é simples e consiste em dutos enterrados por onde o ar é forçado a escoar, sendo o solo o responsável por propiciar as trocas térmicas e amenizar a temperatura no ambiente edificado. No presente trabalho é estudado o comportamento de um TCSA em duto reto para três localidades distintas no estado brasileiro do Rio Grande do Sul: Rio Grande, Novo Hamburgo e Ibirubá. Ao final da análise, chegou-se à conclusão que o melhor desempenho foi para a cidade do Rio Grande, com um potencial térmico de aquecimento de 6,51 °C e de resfriamento de 5,95 °C. Além disso, foi possível observar que todas regiões apresentaram resultados considerados satisfatórios quanto ao desempenho térmico.