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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39052| Título: | Análise de potencial de aquecimento do sistema de condicionamento passivo radiante-capacitivo (RC-HCS) |
| Título(s) alternativo(s): | Heating potential analysis of the radiant-capacitive passive airconditioning system (RC-HCS) |
| Autor(es): | Forte, Alicia Armanini |
| Orientador(es): | Krüger, Eduardo Leite |
| Palavras-chave: | Aquecimento solar Coletores solares - Avaliação Edifícios sustentáveis - Consumo de energia Edifícios - Propriedades térmicas Monitorização ambiental Solar heating Solar collectors - Evaluation Sustainable buildings - Energy consumption Buildings - Thermal properties Environmental monitoring |
| Data do documento: | 25-Ago-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | FORTE, Alicia Armanini. Análise de potencial de aquecimento do sistema de condicionamento passivo radiante-capacitivo (RC-HCS). 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | Esta pesquisa tem como intuito avaliar o potencial de aquecimento de coletores solares comerciais, comumente utilizados para aquecimento de piscinas, em conjunto com um sistema de aquecimento e resfriamento radiante-capacitivo, denominado Radiant-Capacitive Heating and Cooling System (RC-HCS), como estratégia passiva para edificações de baixo consumo energético. O objetivo é definir a configuração mais eficiente em termos de quantidade de painéis e vazão de água, considerando dois modos de operação: no modo manual (Circuito 3), analisando isoladamente o desempenho térmico dos coletores solares; e no modo automático, no qual o sistema opera de forma autônoma através de três circuitos (C1, C2 e C3), controlados por um sistema inteligente. Tal sistema interpreta as condições climáticas, a temperatura do fluido térmico e a necessidade de aquecimento do ambiente interno, conforme os critérios de conforto adaptativo da norma ASHRAE 55. O experimento foi realizado em Curitiba-PR, na Câmara Bioclimática de Baixo Custo (CBBC). O sistema é composto por seis a oito coletores solares, quatro módulos radiante-capacitivos (RCM) instalados sob o forro, totalizando 210,6 litros de massa térmica, um tanque de armazenamento com capacidade de 1000 litros, além de um sistema de bombeamento e automação. Foram analisados parâmetros como a incidência de radiação solar global (Ig), a temperatura externa do ar (Tout), a temperatura de uma placa metálica exposta ao céu (Tr) e a diferença entre Tr e Tout (Δtr), os quais caracterizam o potencial de aquecimento do sistema. Observou-se que uma maior quantidade de painéis e um maior fluxo são determinantes de um melhor desempenho do RC-HCS. Os resultados experimentais confirmaram a capacidade de aquecimento do RC-HCS, alcançando um potencial de aquecimento significativo, conforme as faixas de conforto adaptativo, com baixo consumo energético, demonstrando o potencial do RC-HCS como uma solução passiva e eficiente para condicionamento térmico de edificações. |
| Abstract: | This research aims to evaluate the heating potential of commercial solar collectors, commonly used for swimming pool heating, in combination with a radiant-capacitive heating and cooling system, known as the Radiant-Capacitive Heating and Cooling System (RC-HCS), as a passive strategy for low-energy buildings. The purpose is to define the most efficient configuration regarding the number of panels and water flow rate, considering two modes of operation: in manual mode (Circuit 3), analyzing the thermal performance of the solar collectors in isolation; and in automatic mode, where the system operates autonomously through three Circuits (C1, C2, and C3), managed by an intelligent control system that interprets climatic conditions, fluid temperature, and indoor heating demand, based on adaptive comfort criteria established by ASHRAE 55. The experiment was conducted in Curitiba, Brazil, in a Low-Cost Bioclimatic Test Chamber (CBBC). The system comprises six to eight solar collectors, four radiant-capacitive modules (RCM) installed beneath the ceiling, totaling 210.6 liters of thermal mass, a 1000 liters water storage tank, and a pumping and automation system. Parameters such as global solar radiation incidence (Ig), outdoor air temperature (Tout), the temperature of a metallic plate exposed to the sky (Tr), and the temperature difference between Tr and Tout (Δtr) were analyzed to quantify the system’s heating potential. The optimal output is dependent on the number of solar collectors and flow rate. The experimental results confirmed the RC-HCS’s capacity for significant heating, demonstrating the RC-HCS as a viable and efficient passive solution for thermal conditioning of buildings. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39052 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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