CAROLINE MILHORANÇA- TCC I

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

CAROLINE INDAYARA LEITE MILHORANÇA

ÁBACO DE DIMENSIONAMENTO PARA TROCADOR DE CALOR

TERRA-AR (EAHE) PARA RESFRIAMENTO NA CIDADE DE

SINOP-MT

Sinop

2015/2

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

CAROLINE INDAYARA LEITE MILHORANÇA

ÁBACO DE DIMENSIONAMENTO PARA TROCADOR DE CALOR

TERRA-AR (EAHE) PARA RESFRIAMENTO NA CIDADE DE

SINOP-MT

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof.ª Orientadora:

Dr. –Ing. Érika Fernanda Toledo Borges Leão

Sinop

2015/2

LISTA

DE

TABELAS

Tabela 1 - Densidade, condutividade e difusividade térmica de acordo com o tipo de solo. ... 18 Tabela 2 - Características térmicas do solo disponíveis no Energy-Plus. ... 26

LISTA

DE

FIGURAS

Figura 1 - Sistema Aberto de Trocador de Calor Terra-Ar. ... 14

Figura 2 - Sistema Fechado de Trocador de Calor Terra-Ar. ... 14

Figura 3 - Trocador de Calor Terra-Ar Horizontal. ... 15

Figura 4 - Trocador de Calor Terra-Ar Vertical. ... 15

Figura 5 - Desempenho térmico de resfriamento de um sistema EAHE em diferentes profundidades. ... 17

Figura 6 - Metodologia Esquematizada. ... 28

LISTA

DE

ABREVIATURAS

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABRAVA – Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado Ventilação e Aquecimento

ANVISA – Agência Nacional de Vigilância Sanitária BEN – Balanço Energético Nacional

CFD – Computacional Fluid Dynamics (Fluidodinâmica Computacional) COP – Coefficient of Performance (coeficiente de desempenho)

EAHE – Earth-to-air heat exchanger (trocador de calor terra-ar) EPE – Empresa de Pesquisa Energética

EUA – Estados Unidos da América

LEED – Leadership in Energy and Environmental Design (Liderança em Energia e Design Ambiental)

OIEE – Oferta Interna de Energia Elétrica

PROCEL – Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica PVC - Policloreto de Vinil

DADOS

DE

IDENTIFICAÇÃO

1. Título: Elaboração de um ábaco para dimensionamento de trocador de calor

terra-ar (EAHE) para resfriamento na cidade de Sinop-MT.

2. Tema: 3.01.00.00-3 – Engenharia Civil

3. Delimitação do Tema: 3.01.01.00-0 Construção Civil 4. Proponente(s): Caroline Indayara Leite Milhorança 5. Orientador(a): Érika Fernanda Toledo Borges Leão

6. Estabelecimento de Ensino: Universidade do Estado de Mato Grosso 7. Público Alvo: Acadêmicos de Engenharia Civil, docentes e profissionais da

Construção Civil

8. Localização: Avenida dos Ingás, 3001 Jardim Imperial, Sinop/MT – CEP:

78555-000.

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS... I LISTA DE FIGURAS ... II LISTA DE ABREVIATURAS ... III

1 INTRODUÇÃO ... 7 2 PROBLEMATIZAÇÃO... 9 3 JUSTIFICATIVA ... 10 4 OBJETIVOS ... 12 4.1 Objetivo Geral ... 12 4.2 Objetivos Específicos ... 12 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 13 5.1 Sistema EAHE ... 13 5.1.1 Classificação do Sistema... 14

5.1.1.1 Sistema Aberto e Sistema Fechado ... 14

5.1.1.2 Modelo de Captação ... 15

5.1.2 Fatores de Influência do Sistema EAHE ... 16

5.1.2.1 Clima ... 16

5.1.2.2 Profundidade ... 16

5.1.2.3 Tipo de Solo ... 18

5.1.2.3 Cobertura do Solo ... 19

5.1.3 Características dos Tubos ... 19

5.1.3.1 Material ... 19

5.1.3.2 Diâmetro ... 20

5.1.3.3 Comprimento ... 21

5.1.3.4 Distância entre os Tubos ... 21

5.2 Limitações ... 22

5.2.1 Qualidade do Ar ... 22

5.2.2 Eficiência ao Longo Prazo ... 22

5.2.3 Manutenção do Sistema ... 23

5.3 Casos de Estudo e Dados Experimentais ... 23

5.3.1 Comunidade Residencial em Portugal ... 23

5.3.2 Asilo na França ... 24

5.3.3 Edifício Comercial na Alemanha ... 24

5.4 Softwares de Simulação Termo Energéticas ... 25

5.4.1 Energy-Plus ... 25

5.4.2 DesignBuilder ... 25

6 METODOLOGIA ... 28

6.1 Etapa 1 – Coleta de Dados através de Simulações ... 29

6.2 Etapa 2 – Confecção do Gráfico ... 30

6.3 Etapa 3 – Validação do Ábaco por Simulação ... 30

6.4 Etapa 4 – Validação do Ábaco por Medições In Loco ... 31

7 CRONOGRAMA ... 34

1

INTRODUÇÃO

Devido à crescente preocupação sobre crise energética e a poluição do meio ambiente, há o interesse em desenvolver tecnologias mais eficientes de forma que o uso da energia seja otimizado e a contaminação do entorno reduzida. Como as edificações consomem grande parte da energia produzida no mundo, diversas pesquisas estão sendo realizadas para minimizar o seu consumo total. Willmott Dixon (2010) estimam que mundialmente os edifícios consomem entre 45% e 50% da energia produzida e 50% das emissões de gases do efeito estufa podem ser atribuídas a eles.

No Brasil, a Empresa de Pesquisa Energética – EPE (2015a) no Balanço Energético Nacional – BEN de 2015 com ano base 2014 mostra que os maiores consumidores de energia elétrica foram as edificações que representaram 50% do consumo total. Além disso, o BEN também ressalta que houve aumento da poluição gerada pela produção de eletricidade, uma vez que as hidrelétricas produziram 4,5% menos energia que o período anterior acarretando em uma maior produção de eletricidade pelas usinas térmicas para o suprimento da demanda nacional. Esta situação elevou a emissão de gás carbônico equivalente da matriz energética brasileira à 485,2 MtCO2-eq, um aumento de 5,7% quando comparado ao ano de 2013 (EPE, 2015a).

Segundo a Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento – ABRAVA (2015), os sistemas de climatização e iluminação nos edifícios são os que mais consomem eletricidade. Portanto, técnicas passivas ou que funcionem com baixo consumo de eletricidade são fundamentais para melhorar a eficiência energética desse setor. Uma dessas técnicas no âmbito de climatização, o trocador de calor terra-ar – EAHE, já está sendo empregada comercialmente na Europa e nos Estados Unidos da América – EUA (THEVENARD, 2008).

O EAHE consiste em um sistema de tubos que é enterrado a uma profundidade onde o solo não apresente grande variação de temperatura, podendo ser utilizado tanto para resfriamento no verão, quanto para aquecimento no inverno (ASCIONE, 2011). É um sistema, no qual há a troca de calor entre o ar insuflado por meio de ventilação mecânica no tubo e o solo. No verão o solo funciona como um dissipador de calor e no inverno ele comporta-se como uma fonte de calor (PERETTI et al., 2015).

Segundo Ozgener (2011), este sistema está sendo utilizado principalmente por sua alta eficiência quando comparado com fontes convencionais de refrigeração e aquecimento. Além disso, o autor especifica os três principais fatores que influenciam na eficiência dos trocadores de calor terra-ar, são eles: o material do tubo, o ventilador e as características do solo, ressaltando a grande influência da temperatura externa para o desempenho do sistema.

Apesar de ser eficiente e já estar bastante disseminado na América do Norte e em alguns países da Europa, o uso no Brasil é esporádico. Pode-se considerar a falta de pesquisa nessa área um dos motivos para o EAHE ser pouco explorado no Brasil, uma vez que nos países nos quais este sistema é utilizado com frequência, estudos práticos já foram executados (SCHULZ, 2011).

Na região Centro-Oeste há poucos estudos nesta área, por isso a necessidade do desenvolvimento de pesquisas sobre este tópico, principalmente a criação de uma ferramenta para o dimensionamento deste sistema, que possa ser facilmente empregada pelos profissionais da área de Construção Civil. Desta forma, o sistema EAHE tem a possibilidade de ser amplamente utilizado comercialmente, contribuindo para a redução da energia elétrica consumida e do gás carbônico emitido.

2 PROBLEMATIZAÇÃO

O consumo de energia elétrica no Brasil aumentou em 2,9% enquanto que a Oferta Interna de Energia Elétrica – OIEE teve um incremento ligeiramente inferior de 2,1%, porém não houve déficit em razão da diminuição das perdas (EPE, 2015a). Devido à grande contribuição das edificações no consumo total de eletricidade no país, é fundamental que elas sejam mais eficientes e reduzam este valor. Segundo a ABRAVA (2015), as edificações apresentam um potencial de redução médio do consumo de 30%, o equivalente a 77,5 TWh ou R$ 35,2 bilhões de reais pode ser obtido através da eficiência energética. A porcentagem de redução foi calculada analisando a economia comprovada nos edifícios certificados pelo LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) no Brasil, Selo Procel (Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica), além das edificações classe A no Programa Brasileiro de Etiquetagem.

Ademais, entre 2005 e 2014 houve um aumento de 60% do consumo de energia elétrica nas residências demostrando forte relação com o aumento do consumo dos brasileiros (EPE, 2015b). Uma parte significativa deste aumento ocorreu por causa da elevação do consumo específico de eletricidade nos domicílios brasileiros utilizado para refrigeração de 105 kWh/domicílio/ano em 2005 para 267 kWh/domicílio/ano em 2014, caracterizando um aumento de 154,24% (EPE, 2015b).

Portanto, a utilização de métodos passivos de resfriamento é de extrema importância para o acréscimo de energia elétrica disponível sem a necessidade de aumentar a potência instalada na matriz elétrica brasileira.

Neste âmbito, o EAHE é uma opção que deve ser explorada, pois pode suprir toda ou parte da demanda por refrigeração de ambientes, tanto residenciais quanto comerciais, utilizando energia elétrica apenas para o ventilador responsável por insuflar o ar pelo sistema de tubos. Além disso, a elaboração de uma ferramenta prática para o dimensionamento do EAHE facilita o emprego desta estratégia pelos profissionais que atuam na área.

3 JUSTIFICATIVA

Os trocadores de calor terra-ar estão sendo empregados em diversos países como Estados Unidos, Alemanha e Reino Unido para pré-aquecimento e refrigeração. Devido às pesquisas já realizadas nestes países, há diversos modelos analíticos e numéricos para a análise do desempenho do sistema (PERETTI et al., 2013). No entanto, há poucos estudos no Brasil analisando o potencial deste sistema.

Além dos benefícios causados pela climatização, os sistemas EAHE abertos fornecem uma excelente fonte de renovação de ar. Por isso, eles também podem ser utilizados para diminuir a carga térmica gerada pela renovação der ar, uma vez que a Agência Nacional de Vigilância Sanitária – ANVISA (2000) estabelece taxas mínimas de renovação de ar para ambientes climatizados. Este valor varia de 27 m3_{/hora/pessoa para ambientes onde não haja alta concentração de pessoas para 17} m3_{/hora/pessoa para ambientes onde há alta rotatividade de pessoas.}

Ohira (2015) fez medições em protótipos, nos quais a única diferença era a existência ou não do sistema EAHE, de modo que houvesse como comparar a melhoria na temperatura interna ocasionada por esta técnica. Nas análises obtidas, apesar da temperatura do ar na saída do tubo ter sido reduzida em até 9,7 ºC quando comparada com a temperatura externa, a temperatura no interior do protótipo EAHE apresentou uma redução de apenas 1,8 ºC quando comparada com o protótipo normal para o conjunto de dois sistemas de tubos, um de PVC e outro de ferro, de 30m cada funcionando ao mesmo tempo.

Os resultados obtidos por Ohira (2015) demonstram a necessidade de que análises sejam feitas para verificar a influência das variáveis do sistema EAHE em seu desempenho. Além disso, para esta técnica ser amplamente utilizada existe a necessidade da simplificação do seu dimensionamento, que atualmente é realizado através da simulação computacional de sistemas com várias configurações para a definição do projeto de EAHE a ser implementado.

Além disso, é de extrema importância que as pesquisas sejam validadas através de medições reais. Desta forma, os pesquisadores conseguem confirmar que as considerações adotadas para realização dos estudos resultam em comportamentos próximos a realidade. Apesar disto, a maior parte das pesquisas nestas áreas são teóricas e concentradas na região Sul do país (Ohira,2015). Por isso,

faz-se necessário o desenvolvimento de um ábaco que facilite o dimensionamento desta estratégia de arrefecimento para a cidade de Sinop-MT.

4 OBJETIVOS

4.1

O

G

Este trabalho tem como objetivo a elaboração de um ábaco para a simplificação do dimensionamento do sistema trocador de calor terra ar (EAHE) na cidade de Sinop-MT.

4.2

O

E

 Analisar de algumas variáveis do EAHE;

 Determinar as características construtivas do sistema EAHE mais eficaz para a cidade de Sinop-MT;

 Validar os dados obtidos por simulação com medições empíricas em protótipos reais.

5 FUNDAMENTAÇÃO

TEÓRICA

O solo é aproveitado para amenizar os efeitos do clima nas edificações desde 3.000 a.C, quando arquitetos iraquianos utilizavam torres de vento e tubos enterrados para resfriar suas construções (OZGENER, 2011). O estudo e desenvolvimento destas técnicas levam a diversas formas de utilização do potencial geotérmico do solo.

A energia geotérmica é uma energia térmica com origem no interior da Terra que pode ser classificada em de baixa ou de alta entalpia. Energia geotérmica de alta entalpia utiliza um fluido para aproveitar as altas temperaturas do subsolo, que pode ser empregada para a produção de eletricidade, já a energia geotérmica de baixa entalpia se refere à utilização do calor do solo entre 20°C e 150°C (FERREIRA, 2014). Segundo Arboit et al. (2013), na maior parte do Brasil as temperaturas do solo não são altas o suficiente para a produção de energia elétrica devido à temperatura ser menor que 300°C, considerada a mínima para utilização da geotermia para este fim. No entanto, os autores ressaltam a existência de potencial para a exploração da geotermia direta na maioria do país.

Uma forma de utilizar a geotermia diretamente é o sistema EAHE – Eath-Air Heat Exchanger. Lopes (2012) ressalta que a estratégia EAHE conhecida e empregada atualmente remonta aos anos 70, apesar de só ter ganhado atenção há 10 anos. Segundo ele, os principais motivos para o interesse nesta técnica é a exigência de controles mais rígidos quanto a renovação de ar e a necessidade de redução do consumo de eletricidade das edificações. Em razão da alta eficiência desta estratégia, ela já é empregada comercialmente em vários países desenvolvidos como EUA, Reino Unido – UK e Alemanha, que possuem clima frio, onde há demanda por aquecimento principalmente.

5.1

S

EAHE

O sistema EAHE é composto por um sistema de tubos enterrados pelos quais um fluido gasoso, no caso o ar, é insuflado permitindo que este fluido troque calor com o solo e que forneça aquecimento no inverno e arrefecimento no verão. De acordo com Musskopf (2006), o ar é mais comumente utilizado e proporciona menos perdas de eficiência.

O uso de EHAE só é possível devido ao solo possuir alta inércia térmica, o que ameniza as variações de temperatura. Quanto maior a profundidade do solo, menor a flutuação entre a sua temperatura (LOPES, 2012). Além disso, o atraso térmico do solo possibilita que sua temperatura seja menor que a temperatura do ar no verão e maior no inverno.

5.1.1 Classificação do Sistema

5.1.1.1 Sistema Aberto e Sistema Fechado

O sistema EAHE pode ser classificado em aberto ou fechado quanto à circulação do fluido. No sistema aberto, o ar é captado do ambiente externo propiciando renovação do ar, no entanto, há a interferência da temperatura externa (Figura 1). Já no sistema fechado, o ar que entra nos dutos é obtido no ambiente interno, o que aumenta a eficiência do sistema, mas diminui a qualidade do ar interno devido à não ocorrência de renovação do ar.

Figura 1 - Sistema Aberto de Trocador de Calor Terra-Ar. Fonte: Santamouris (2006)

Figura 2 - Sistema Fechado de Trocador de Calor Terra-Ar. Fonte: Santamouris (2006)

5.1.1.2 Modelo de Captação

Os sistemas EAHE podem ser classificados de acordo com a distribuição dos dutos. Eles podem ser verticalmente ou horizontalmente distribuídos. Conforme Musskopf (2006), a escolha do tipo de arranjo dos dutos varia principalmente devido à disponibilidade de terreno. O autor recomenda a distribuição horizontal (Figura 3) quando há disponibilidade de espaço, principalmente por ser mais econômica, e a distribuição vertical (Figura 4) é aconselhada quando há restrições de terreno. Ela é mais eficiente, porém mais onerosa.

Figura 3 - Trocador de Calor Terra-Ar Horizontal. Fonte: Ferreira (2014)

Figura 4 - Trocador de Calor Terra-Ar Vertical. Fonte: Ferreira (2014)

5.1.2 Fatores de Influência do Sistema EAHE

5.1.2.1 Clima

De acordo com Musskopf (2006), a eficiência do uso de EAHE também é influenciada pelo clima da região na qual o sistema é instalado. Um dos fatores que interferem é a temperatura do ar, uma vez que a média da temperatura do ar anual é aproximadamente a temperatura do subsolo a 3,0m de profundidade (ALVES, 2014). Segundo Alves (2014), quanto maior a amplitude de temperatura anual, maior a eficiência do sistema EAHE. Isso se dá pela maior diferença entre a temperatura do ar e a temperatura do solo, ocasionadas pelo atraso térmico do solo e pela sua alta inércia térmica.

Alves (2014) também ressalta que é necessário haver um controle da temperatura externa para definição de quando a operação do sistema é vantajosa devido à amplitude de temperatura diária, uma vez que a temperatura do ar externo pode já ser suficiente para arrefecimento do ambiente. Nesta situação, desligar o sistema EAHE é a melhor opção.

Além dessas variáveis, Ohira (2015) relata que outras características do clima influenciam o sistema em menor intensidade, são elas: a radiação solar, níveis de pluviosidade e o vento.

5.1.2.2 Profundidade

A temperatura do subsolo é influenciada por sua profundidade, quanto maior a profundidade, menor a interferência da temperatura do ar na temperatura do solo. Por isso a temperatura do solo apresenta menor variação ao decorrer do ano (SCHULZ, 2011).

A Figura 5 demonstra a influência da profundidade no desempenho térmico de resfriamento para o sistema EAHE. Ela foi obtida através de modelagem numérica transitória desenvolvida pelos autores, considerando o período de verão. Em julho, a profundidade de 3,0m manteria a temperatura do solo abaixo de 23°C em quase todo o período.

Figura 5 - Desempenho térmico de resfriamento de um sistema EAHE em diferentes profundidades.

Fonte: Mihalakakou et al. (1994) apud Alves (2014).

Ascione et al. (2011) afirma que a profundidade ideal para instalação dos dutos EAHE seja de 8,0m, devido ao atraso térmico ser 6 meses, proporcionando o melhor desempenho para refrigeração e aquecimento. No entanto, os autores demonstraram que profundidades maiores que 4,0m não apresentam melhores significativas no desempenho enquanto a profundidade de 1,0m não se mostrou suficiente analisando o potencial de arrefecimento. Por isso, eles concluíram que apesar de profundidades maiores serem preferíveis se o preço para escavação não for elevado, a profundidade de 3,0m é o melhor custo-benefício.

Santamouris (2006) afirma que a profundidade ideal para instalação de dutos para EAHE seja entre 2,0m e 3,0m, o que está coerente com a conclusão de Ascione et al. (2011). No entanto, apenas a caracterização térmica do perfil de solo do local onde o sistema será instalado é precisa para definição da profundidade.

5.1.2.3

T

S

A característica do solo que tem mais influência em seu desempenho como trocador de calor é a sua condutividade térmica, que pode variar entre 1,19 W/mK e 3,40 W/mK (ALVES, 2014). Os valores específicos de cada tipo de solo são difíceis de serem obtidos devido aos detalhes de cada solo. Os fatores que interferem nesta propriedade são: composição mineral, densidade, temperatura e grau de umidade (ALVES, 2014).

A composição mineral tem influência sobre a condutividade térmica, porque o solo é composto de diversos elementos com propriedades físicas diferentes, o que propicia diferentes características ao solo (ALVES, 2014). Apesar de um solo ter os mesmos elementos que outro, as proporções destes elementos em sua composição proporcionam diferentes características a eles.

Em relação à densidade do solo, quanto mais denso o material, menor os espaços vazios e maior a interação entre as partículas, o que aumenta sua condutividade térmica (ALVES, 2014).

A temperatura do solo altera a sua condutividade térmica quando a temperatura de congelamento da água (0°C) é atingida, uma vez que o gelo possui condutividade térmica de 1,6 W/mK enquanto que a água possui condutividade térmica menor, de 0,8 W/mK.

Além dos fatores descritos anteriormente, o grau de umidade do solo também influencia na condutividade. Segundo França (2011), os solos mais úmidos são mais favoráveis do que solos secos, uma vez que sua condutividade térmica é maior. No entanto, o autor também ressalta que a umidade em demasia pode acelerar o processo de degradação do material do tubo, por isso deve ser evitada.

A Tabela 1 mostra a relação entre tipos de solo e rochas com a sua densidade, condutividade e difusividade.

Tabela 1 - Densidade, condutividade e difusividade térmica de acordo com o tipo de solo.

Densidade seca, kg/m3 Condutividade, W/(mK) Difusividade, x 10-7 _m2_/s Solo

Terra pesada, 15% água 1925 1,4 a 1,9 4,86 a 7,06

Terra leve, 15% água 1285 0,7 a 1,0 6,36 a 5,44

5% água 1925 0,5 a 0,9 6,48 a 6,48

Areia pesada, 15% água 1925 2,8 a 3,8 9,72 a 12,73

5% água 1925 2,1 a 2,3 10,76 a 16,20

Areia Leve, 15% água 1285 1,0 a 2,1 5,44 a 10,71

5% água 1285 0,9 a 1,9 6,36 a 11,38

Rochas

Granito 2650 2,3 a 3,7 9,72 a 15,04

Calcário 2400 a 2800 2,4 a 3,8 9,72 a 15,04

Arenito 2570 a 2730 2,1 a 3,5 75,23 a 12,73

Fonte: ASHRE (2007) apud Schulz (2011).

5.1.2.3 Cobertura do Solo

A cobertura do solo onde o sistema é instalado altera consideravelmente o desempenho. No caso do sistema EAHE ser instalado em uma área que posteriormente será coberta com vegetação rasteira, o desempenho para arrefecimento é melhorado, uma vez que ocorre a perda de calor por evapotranspiração ou resfriamento evaporativo da superfície (ALVES, 2014). No entanto, o desempenho para aquecimento é prejudicado.

O potencial de aquecimento pode ser amplificado caso o sistema seja instalado sob uma superfície de alta absortividade, como o asfalto. Alves (2014) conclui que para localidades que apresentem grande demanda por climatização a sensibilidade do sistema EAHE devido a cobertura da superfície do solo é maior, por isso, o seu tratamento correto pode potencializar o desempenho deste sistema.

5.1.3 Características dos Tubos

5.1.3.1 Material

A interferência do material dos tubos no sistema EAHE ocorre devido a sua condutividade térmica. No entanto, Santamouris (2006) afirma que dado a grande inércia térmica do solo, a condutividade do material do tubo é de menor importância. Os materiais mais comuns para tubos são: concreto, aço e policloreto de vinil - PVC. Eles foram citados e analisados por Ascione et al. (2011) e Schulz (2011).

Ascione et al. (2011) concluiu que quando em profundidades e comprimentos adequados o material do tubo causa pouca influência no desempenho do sistema EAHE, devido à simulação para os três materiais ter apresentado comportamentos parecidos.

Schulz (2011) teve uma conclusão semelhante ao simular sistema EAHE para os três tipos de material, ressaltando que apesar do aço possuir condutividade térmica 25 vezes maior que a do concreto, a melhoria da eficiência do sistema não foi significativa, o que permite aos clientes escolherem o material pelo custo-benefício.

Devido ao material não interferir de forma significativa no desempenho do sistema, outras características devem ser levadas em consideração para sua escolha como o custo, resistência à corrosão e durabilidade (ALVES, 2014). Além disso, Peretti et al. (2013) evidencia que os tubos devem ser estruturalmente estáveis e acessíveis para limpeza.

Segundo Larson (2007), a melhor opção de material para tubo é o polietileno de alta densidade corrugado. O autor justifica a escolha ressaltando que o material não é tóxico, é fácil de trabalhar e por ser corrugado oferece o dobro da área de contato quando comparado com um duto de superfície lisa. Além disso, ele destaca que a superfície corrugada provoca turbulência no interior do tubo o que mistura todo o ar dentro dele, aumentando a eficiência do sistema.

O citado anteriormente acontece porque, quando o ar passa por uma superfície lisa o ar mais próximo da extremidade do tubo apresenta atrito maior e, portanto, velocidade menor. Já o ar no centro do duto tem velocidade maior devido ao atrito apenas acontecer entre as partículas de ar. Logo, num sistema com tubos corrugados todo ar sai do sistema a uma mesma temperatura enquanto que no sistema com dutos lisos o ar saindo do centro do tubo a uma vazão maior possui uma temperatura menos favorável que o ar que estava em contato com a lateral do tubo.

5.1.3.2 Diâmetro

Thevenard (2007) relata que do ponto de vista térmico tubos com diâmetros menores são preferíveis, porém a perda por atrito é maior. Então, o autor conclui que é necessário um balanço entre o diâmetro do tubo e a diminuição da potência do ventilador para insuflar o ar no sistema. Thevenard (2007) e Peretti et al. (2011) relatam que os diâmetros típicos variam entre 0,10m e 0,30m ressaltando que para edifícios comerciais os diâmetros podem chegar a 1,0m. Segundo Santamouris (2006), o diâmetro deve estar entre 0,20m e 0,30m.

Tan (2012) relata que diâmetros maiores reduzem a queda de pressão nos dutos, o que diminui a potência necessária para o ventilador. O autor também ressalta que há potencial para explorar dutos com diâmetros maiores.

5.1.3.3 Comprimento

O comprimento dos tubos do sistema determina a superfície de contato entre o solo e o duto enterrado. Quanto maior for o comprimento, a troca de calor se torna mais eficiente, aumentando assim o desempenho do sistema (ALVES, 2014).

Segundo Musskopf (2006), o aumento da eficiência do sistema ocorre com o aumento do comprimento até um ponto de saturação, no qual há o equilibro térmico entre o solo e o ar no interior dos dutos. Afirmação comprovada por Ascione et al. (2011) ao concluir que para climas italianos, tubos com comprimentos inferiores a 10m são insuficientes e para comprimentos maiores que 50m o aumento da potência do ventilador não é compensada pelo ganho de eficiência do sistema.

De acordo com Santamouris (2006) o comprimento mínimo de um sistema EAHE deve ser 20m. Thevenard (2007) relata que o comprimento dos dutos normalmente varia entre 10m e 100m.

5.1.3.4 Distância entre os Tubos

A distância entre os tubos deve ser cuidadosamente analisada, pois pode haver interferência térmica no sistema. Lopes (2012) recomenda que haja uma distância mínima de 1,0m entre os tubos, enquanto Santamouris (2006) aconselha que esta distância seja de 2,0m.

Peretti et al. (2011) confirma o recomendado por Lopes (2012) ao relatar que espaçamentos maiores que 1,0m não provocaram nenhum benefício. Lopes (2012) também evidencia a necessidade de considerar a transferência térmica de calor do edifício para o solo quando os dutos estão sob a edificação, o que pode reduzir sua eficiência.

5.1.3.5 Velocidade do Ar

A velocidade do ar é um fator de extrema importância para a eficiência do sistema EAHE. Ao mesmo tempo que velocidades menores proporcionam maior tempo de troca térmica, elas podem não ser suficientes para suprir a demanda de trocas de ar por hora para que o ambiente seja climatizado (ALVES, 2014).

Além disso, o aumento da velocidade também aumenta as perdas dinâmicas do sistema, por isso Ascione et al. (2011) estabelece que altas velocidades não são

energicamente eficientes devido ao aumento do consumo de energia elétrica para o funcionamento de ventiladores mais potentes necessários.

Santamouris (2006) recomenda velocidades do ar entre 6,0m/s e 10m/s. No entanto, Thevenard (2007) evidencia que é necessário um balanço entre o diâmetro do tubo, o desempenho térmico desejado e a velocidade do ar.

5.2

L

Os principais problemas encontrados com o sistema de EAHE são: qualidade do ar, eficiência ao longo prazo e manutenção do sistema.

5.2.1 Qualidade do Ar

A qualidade do ar pode ser prejudicada devido à presença de umidade no interior dos dutos, o que cria um ambiente propício para a proliferação de micro-organismos (OZGENER, 2011). Além da presença de água, há também o acúmulo de sujeira nos dutos e a possibilidade de infestação de pequenos animais (THEVENARD, 2007). Os micro-organismos, insetos e sujeira podem causar problemas de saúde aos ocupantes dos ambientes climatizados. Portanto, algumas medidas devem ser adotadas para evitar essa situação.

Thevenard (2007) relata quatro medidas a serem tomadas para mitigar as causas da diminuição da qualidade do ar: o sistema deve ser instalado com inclinação entre 2-3% e um sistema de coleta de água no ponto mais baixo dos tubos, do qual a água possa ser bombeada para fora; a utilização de filtros na entrada de ar do sistema para que pequenos animais não consigam entrar; propiciar acesso aos tubos para limpeza e a utilização de revestimento antibacteriano.

Santamouris (2006) aconselha inclinação de aproximadamente 1% para permitir a limpeza periódica por jato de ar.

5.2.2 Eficiência ao Longo Prazo

Tan (2012) analisou a bibliografia existente sobre o esgotamento de sistemas EAHE, tanto para sistemas horizontais, quanto para sistemas verticais. Os sistemas verticais, em todas as pesquisas estudadas, apresentaram perdas pouco significativas na eficiência do sistema ao ser simulado durante longos períodos. Todavia, para

sistemas horizontais, a alteração da temperatura da camada de solo foi mais relevante.

Tarnawski et al. (2009, apud TAN, 2012) simulou três configurações de tubos do sistema EAHE em funcionamento durante 10 anos e comparou as temperaturas do solo na camada onde o sistema foi instalado no final do período de aquecimento e ao final do período de arrefecimento com a temperatura do solo imperturbado. Ao final da estação de aquecimento o solo com o sistema EAHE que provocou maior influência a temperatura diminuiu em 6,4°C e ao final do verão a temperatura estava 3,0°C mais baixa. Apesar disso, os autores concluíram que a capacidade do solo de recuperar o calor é suficiente para não causar reduções significativas na eficiência do sistema.

No entanto, Wu et. al (2011) concluiu que apenas durante um período curto de tempo que o sistema realmente possuiria o potencial de aquecimento estimado. Para os autores, considerando a média de temperatura ambiente 5°C, a capacidade do sistema para aquecimento para longos períodos seria de 12 W/m, o que é menos da metade da capacidade prevista em projeto de 40 W/m.

Tan (2012) ressalta que os resultados das pesquisas de esgotamento do sistema EAHE divergem o que evidencia a necessidade de mais estudos sobre o tópico.

5.2.3 Manutenção do Sistema

A principal manutenção do sistema EAHE consiste na limpeza e a manutenção dos equipamentos e filtros que fazem parte do sistema. Segundo Peretti (2011), este sistema apresenta baixo requerimento de manutenção.

Lopes (2012) ressalta que há a necessidade de maior cuidado com os filtros, para que a qualidade do ar interno seja garantida. O autor também evidencia que o reparo do sistema é difícil ou impossível, por isso o seu dimensionamento deve visar um ciclo de vida longo, maior que 50 anos.

5.3

C

E

D

E

5.3.1 Comunidade Residencial em Portugal

Uma comunidade residencial foi construída sendo parte do programa CoolHouse Project da Comissão da União Europeia para testar a viabilidade de formas passivas de condicionamento do ar de forma passiva. No projeto Alma Verde,

localizado a 25km de Algarve, seis casas independente foram construídas utilizando os princípios do projeto CoolHouse.

Santamouris (2006) resumiu as informações obtidas pelo monitoramento destas edificações. As seguintes medidas foram adotadas: isolamento térmico nas paredes externas, sombreamento solar, paredes internas com massa térmica e sistema de arrefecimento EAHE de PVC.

As características do sistema EAHE utilizado são: diâmetro do tubo de 0,16m, dois tubos enterrados de 25m de comprimento cada um, espaçamento de 2,0m entre eles para permitir a dissipação de calor, utilização de ventilador, as curvas de 90º foram feitas com duas seções de 45º para reduzir a resistência do ar e a instalação foi feita com inclinação de aproximadamente 1% para permitir limpeza por jato de ar.

O monitoramento do projeto mostrou que o sistema de refrigeração foi eficiente para remover os picos de consumo de energia, sendo a máxima diferença de temperatura retirada do ar 11°C. Em relação ao aquecimento, o máximo de ganho de diferença de temperatura foi 8°C.

Segundo as estimativas calculadas, houve 95% de redução de consumo de energia e redução de emissão de CO2 quando comparado à sistemas convencionais de arrefecimento do ar. Além dos ganhos devido ao pré-aquecimento no inverno.

5.3.2 Asilo na França

O asilo L’Aubier de Cybele no sul da França tem capacidade para abrigar 80 idosos e é considerado o primeiro asilo verde. Esta edificação também faz parte do projeto CoolHouse e o sistema EAHE é utilizado para refrigerar a sala de jantar que possui uma área de 380m2_{. O sistema é composto por 11 tubos com diâmetro de} 0,20m enterrados a 2,0m de profundidade.

Santamouris (2006) relatou que o potencial inicial para arrefecimento sofreu significante redução após um a três dias de uso contínuo. Este potencial era de 14kW para 2m3_{/s de vazão do ar e 9,5kW para 1m}3_{/s. A potência de resfriamento foi reduzida} para cerca de 5kW.

5.3.3 Edifício Comercial na Alemanha

Lopes (2012) relata a instalação de um sistema EAHE com 180m de tubos enterrados à profundidade de 2,0m em volta de um edifício de escritórios de 1.500m2_,

localizado na cidade alemã Weilheim. O monitoramento da edificação mostrou que 20% da carga térmica de refrigeração foi suprida pelo sistema passivo e que o coeficiente de desempenho – COP reduziu de 50 a 38 em três anos.

5.4

S

S

T

E

Com o avanço das pesquisas sobre sistemas EAHE e a necessidade em prever a eficiência desta estratégia para climatização, diversos modelos foram desenvolvidos por diferentes pesquisadores. Entre os modelos computacionais mais utilizados estão o Energy-Plus e TRNSYS, além da análise Fluidodinâmica Computacional – CFD (BISONIYA, 2014).

Devido ao modelo do Energy-Plus ter sido utilizado nas simulações realizadas por Schulz (2011), Lopes (2012) e França (2011), o mesmo será aplicado para este projeto.

5.4.1 Energy-Plus

É um software para análise do desempenho térmico de edifícios e foi criado pela junção de dois softwares utilizados no EUA: o BLAST e o DOE-2 (LOPES, 2012). O primeiro era patrocinado pelo Departamento de Defesa Americano e usava a abordagem dos fatores ponderados, enquanto o segundo era patrocinado pelo Departamento de Energia Americano e utilizava a abordagem do balanço energético. Esta ferramenta permite a simulação do balanço térmico, fluxos de ar multi-zona, conforto térmico, consumos de água, ventilação natural até sistemas fotovoltaicos (LOPES, 2012). No entanto, a sua principal limitação é a falta de interface gráfica para os usuários. Por isso, outros softwares foram desenvolvidos para facilitar o emprego do Energy-Plus a interface gráfica a fim de superar esta limitação.

Apesar do Energy-Plus ser gratuito, os softwares que fornecem a interface normalmente são comerciais, como é o caso do DesignBuilder.

5.4.2 DesignBuilder

O DesignBuilder utiliza os modelos matemáticos do Energy-Plus com a vantagem de possuir uma interface gráfica que permite modelar a edificação em 3D, além de possuir dados climáticos para mais de 2.000 localidades no mundo (LOPES, 2012).

No cálculo do balanço de energia cinco hipóteses são assumidas: a temperatura é uniforme nas superfícies; a radiação de onda curta e onda longa são uniformes; há a troca de radiação entre superfícies; existe condução no interior do elemento e a temperatura é uniforme nas zonas térmicas (SCHULZ, 2011).

De acordo com Peretti et al. (2013) o modelo implementado no software para simulação de sistemas EAHE foi desenvolvido por Lee e Strand em 2006. França (2011) relata as seguintes hipóteses adotadas para simplificar os cálculos deste modelo:

 Fluxo de convecção no interior do tubo é hidrodinâmica e termicamente desenvolvido.

 A temperatura do solo ao redor do tubo é uniforme após uma determinada distância do centro do tubo.

 A temperatura da superfície do tubo é uniforme na direção axial.  O solo ao redor do tubo tem uma condutividade térmica homogênea.  O tubo tem seção transversal uniforme na direção axial.

 Velocidade do vento (m/s), 𝑢, é o valor médio anual. É calculado a partir da média de valores de velocidade de vento médio horário de todo o ano.

 O coeficiente de transferência de calor por convecção na superfície do solo, ℎ_𝑠, (W/m2_{°C) é função da velocidade do vento 𝑢.}

Para a simulação é necessário a utilização de um programa auxiliar chamado CalcSoilSurfTemp, que calcula variáveis de entrada também necessárias para a simulação utilizando o DesignBuilder. Essas variáveis incluem a média da temperatura da superfície do solo, a amplitude da temperatura da superfície do solo e a constante de fase da temperatura à superfície do solo, que representa o tempo compreendido em dias entre o início do ano e o dia no qual é registrado a mínima temperatura anual. Para a realização do cálculo o programa CalcSoilSurfTemp as seguintes informações são necessárias: tipo de solo, tipo de cobertura do solo e o anuário climático da cidade (LOPES, 2012). Para as análises os tipos de solo mostrados na Tabela 1 são agrupados em quatro tipos mostrados na Tabela 2.

Tabela 2 - Características térmicas do solo disponíveis no Energy-Plus.

Condições do solo Condutividade, W/(mK)

Difusividade, x 10-7 _m2_/s

Solo pesado, saturado 2,42 9,04

Solo pesado, molhado 1,30 6,45

Solo pesado, seco 0,865 5,16

Solo leve, seco 0,346 2,80

Fonte: Adaptado de Lopes (2012)

Em relação ao sistema, as características de entrada no software são: vazão (m3_{/s), profundidade de instalação (m), raio (m) e comprimento do tubo (m), espessura} (m) e condutividade térmica (W/mK) da parede do tubo (LOPES, 2012).

Merlin (2015) realizou a validação da simulação empregando este software comparando os resultados adquiridos pelas simulações com os resultados obtidos através das medições realizadas por Ohira (2015). Ele concluiu que a equação utilizada pelo software é aplicável para o solo e clima de Sinop-MT.

6 METODOLOGIA

Esta pesquisa tem como objetivo facilitar o dimensionamento de sistemas EAHE para arrefecimento na cidade de Sinop-MT. Visando a concretização desta proposta o projeto foi dividido em quatro etapas: as etapas 1 e 2 estão relacionadas com a obtenção de dados para confecção do ábaco e a construção do ábaco em si e as etapas 3 e 4, correspondem à aplicação e validação dos resultados obtidos anteriormente, tanto de forma computacional como através de medições in loco. A Figura 6 representa a metodologia de forma esquematizada.

Figura 6 - Metodologia Esquematizada. Fonte: Autoria Própria (2015).

Metodologia Fudamentação Teórica Etapa 1 Examinar a influência dos parâmetros no desempenho do EAHE. Determinação dos parâmetros para simulação. Simulações. Análise dos resultados. Etapa 2 Confecção de um ábaco para dimensionamento. Etapa 3 Utilização do ábaco para dimensionament o de sistema EAHE para edifícios comerciais de diferente áreas. Simulação dos edifícios com sistema EAHE para análise do desempenho. Análise dos resultados. Etapa 4 Utilização do ábaco para prever o sistema EAHE para o protótipo. Simulação do sistema dimensionado. Instalação do sistema EAHE. Realização de medições no protótipo. Comparação entre a simulação e os dados reais.

6.1

E

1

–

C

D

S

A etapa 1 consiste na obtenção de dados a partir de simulação computacional utilizando o software DesignBuilder. O estudo paramétrico será realizado a fim de analisar a influência das seguintes variáveis no desempenho do sistema: velocidade do ar, comprimento e diâmetro do tubo, e condutividade térmica da parede do tubo.

A velocidade do ar no sistema é um dado de saída do programa e não de entrada, por isso este parâmetro será avaliado através da variação da vazão.

A análise dos parâmetros especificados será feita através da simulação de cada variável em intervalos apropriados mantendo as outras especificações do sistema constantes. Desta forma, é possível a verificação da influência de cada variável no sistema, comparando a energia sensível de arrefecimento (J) fornecida para cada configuração.

O objetivo destas simulações é conhecer o potencial de arrefecimento para cada configuração do sistema, de modo que ao comparar o potencial de arrefecimento com a energia necessária para o funcionamento do sistema consumida pelo ventilador, seja possível determinar as características que otimizam o sistema EAHE. Ou seja, definir o sistema EAHE que consome menor energia para maior potencial de arrefecimento.

Em complemento aos parâmetros já citados, há outros dados de entrada que também são necessários. A espessura do tubo e as variáveis calculadas pelo software auxiliar CalcSoilTemp.

O solo de Sinop pode ser considerado pesado e saturado (Tabela 2), uma vez que, segundo Soares (2013) o nível do lençol freático pode variar entre 2,50 m e 0,80 m para o período de estiagem e de chuva, respectivamente. O tipo de cobertura que será utilizada é coberto e molhado, visto que esta cobertura corresponde a solos com vegetação rasteira, fato que aumenta o potencial de arrefecimento do sistema EAHE. Em relação ao arquivo climático, será empregado o arquivo em formato Energy-Plus Weather Data – EPW conforme a metodologia desenvolvida por Sandia National Laboratories (MERLIN, 2015).

6.2

E

2

–

C

G

Esta etapa consiste na elaboração do ábaco para dimensionamento utilizando os dados obtidos na etapa anterior.

A informação de entrada para o ábaco do dimensionamento do sistema EAHE será a carga térmica de arrefecimento anual em kWh do ambiente no qual esta técnica será instalada, a partir da qual será possível definir as características do sistema: velocidade do ar, diâmetro, comprimento e material do tubo. A carga térmica deverá ser igual ao potencial de arrefecimento durante um ano proporcionado pelo sistema EAHE, empregando a relação 1J = 277,7 x 10-9 _{kWh (ANEEL, 2008).}

Para a confecção do ábaco, os dados referentes as configurações do sistema EAHE inviáveis serão descartados. O sistema é considerado inviável quando o potencial de arrefecimento não é suficiente para superar a energia gasta pelos ventiladores do sistema.

A configuração do ábaco irá depender das relações existentes entre os parâmetros analisados, por isso, predições sobre este aspecto não foram realizadas.

6.3

E

3

–

V

Á

S

A etapa 3 compreende a validação do ábaco criado na etapa anterior através de simulação computacional. Para tanto, três projetos de edifícios comerciais de diferentes áreas serão utilizados como exemplo para aplicação do ábaco.

O primeiro passo será a estimativa da carga térmica de arrefecimento necessária para cada edifício, a partir da qual o ábaco será empregado para determinação do sistema EAHE.

O segundo passo será a criação do modelo dos edifícios no DesignBuilder e a obtenção dos resultados de simulação sem a presença de nenhum sistema de refrigeração. Em seguida, será adicionado o sistema EAHE determinado e a obtenção dos resultados da simulação.

O terceiro e último passo será a análise dos resultados, comparando a temperatura interna do edifício com e sem o sistema EAHE. Dessa forma, será possível analisar o desempenho desta estratégia de arrefecimento e se o dimensionamento através do ábaco satisfez a necessidade dos edifícios.

6.4

E

4

–

V

Á

M

I

L

Esta etapa tem o objetivo de verificar a validade do ábaco de dimensionamento tanto por meio de simulação quanto por meio de medições in loco. Para este fim, dois protótipos localizados no Campus de Sinop da Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT serão utilizados. Ambos os protótipos serão idênticos, exceto pelo sistema EAHE que será instalado em apenas um deles. O outro protótipo será a referência para as comparações.

Os protótipos foram construídos para cumprir com os requisitos mínimos da NBR 15.575, seguindo as características das construções locais. Os materiais empregados foram: aço para a estrutura dos protótipos, tijolos cerâmicos com reboco em ambos os lados e revestimento de tinta branca para as paredes apresentando espessura total de 0,10m, concreto para o piso, PVC para o forro, telha cerâmica para o telhado de duas águas, chapa metálica para as esquadrias da porta e janela (OHIRA, 2015). As dimensões dos protótipos são mostradas na Figura 7.

Figura 7 - Dimensões dos protótipos. Fonte: Ohira (2015)

O primeiro passo consiste no cálculo da carga térmica de refrigeração do protótipo, após este cálculo, o sistema EAHE será dimensionado utilizado o ábaco

desenvolvido na etapa 2. Além das informações provenientes no ábaco, a profundidade na qual o sistema será instalado será obtida a partir da análise do perfil de temperatura do solo no período de oito meses.

O segundo passo será a criação do modelo utilizando o DesignBuilder para simulação com e sem o sistema EAHE. Dessa forma, será possível comparar as temperaturas internas para analisar o benefício causado pela implantação do sistema. O terceiro passo consiste na instalação do sistema EAHE no protótipo. Esta fase será a única na qual recursos financeiros serão necessários. Devido à impossibilidade de prever o sistema que será implantado foi reservado o total de R$ 2.000,00 para a instalação do EAHE. Este valor foi baseado nos valores gastos por Ohira (2015). Os custos serão financiados pelo acadêmico.

O quarto passo será a calibração de dois confortímetros da marca Instrutemp, modelo ITWTG-2000. Para tanto, os aparelhos serão instalados no protótipo de referência por um período de 24h com finalidade de verificar a dispersão. As medições seguirão os padrões e parâmetros especificados na ISO 7726 (ISO, 1998).

Após a calibração dos confortímetros, será a vez dos protótipos serem calibrados, por isso, haverá a instalação de cada confortímetro em um dos protótipos para realização de medições por 24h.

O sexto passo consiste na realização das medições in loco. A temperatura interna dos protótipos será analisada utilizando os confortímetros calibrados durante períodos de 24h com dados sendo salvos a cada hora. Além disso, a velocidade e temperatura do ar na entrada e saída do sistema de tubos serão aferidas utilizando um termo-anemômetro.

Além dos dados citados acima, será utilizado uma câmera térmica para coletar informações sobre a distribuição da temperatura nos dois protótipos. Esta análise será feita com o objetivo de verificar a forma que a temperatura do ar de saída do tubo interfere na distribuição de temperatura do protótipo.

O último passo desta etapa é analisar os resultados obtidos por medições reais. A principal comparação que precisa ser realizada é entre a temperatura interna nos protótipos com a temperatura externa. Os dados do microclima externo serão coletados através de uma estação meteorológica fixa Vantage Pro2 do fabricante Davis Instruments que está instalada no campus de Sinop-MT. Os dados da estação também serão utilizados para a manipulação do arquivo EPW de Sinop durante o período de validação dos dados da simulação com as medições in loco.

7 CRONOGRAMA

ATIVIDADES

2015 2016

DEZ JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV Revisão bibliográfica v Modelagem dos sistemas EAHE no DesignBuilder. Obtenção e análise dos resultados das simulações. Confecção dos ábacos para dimensionamento. Definição dos três projetos a serem utilizados na etapa 3. Modelagem dos projetos. Obtenção e análise dos resultados de simulação dos projetos. Modelagem e simulação do protótipo. Instalação do sistema EAHE no protótipo. s Calibração dos equipamentos. 0

Realização das medições empíricas. Análise dos resultados obtidos através das medições Elaboração do artigo. Revisão e entrega do artigo. Apresentação para a banca. Entrega final do artigo

8 REFERENCIAL

BIBLIOGRÁFICO

ALVES, A. B. M. Potencial de Climatização por Dutos Subterrâneos Segundo

Zona Bioclimática, Profundidade e Tratamento da Superfície. 2014. 122f.

Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Programa de Pós-graduação em

Engenharia de Construção Civil - Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2014. AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA – ANVISA. Determina a

publicação de Orientação Técnica elaborada por Grupo Técnico Assessor, sobre Padrões Referenciais de Qualidade do Ar Interior, em ambientes

climatizados artificialmente de uso público e coletivo. Resolução n. 176, de 24

de outubro 2000. Diário Oficial da União em 25/10/2000.

ARBOIT, N. K. S.; DECEZARO, S. T.; AMARAL, G. M. DO; LIBERALESSO, T.; MAYER, V. M. M. e KEMERICH, P. D. DA C. Potencialidade de Utilização de Energia Geotérmica no Brasil – Uma Revisão de Literatura. Revista do

Departamento de Geografia – USP, São Paulo, v. 26, 2013. Disponível em:

<http://www.revistas.usp.br/rdg/article/viewFile/75194/78742>. Acesso em: 16 out. 2015.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS –ABNT. NBR 15575: Edificações habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro: ABNT, 2013. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE REFRIGERAÇÃO, AR CONDICIONADO

VENTILAÇÃO E AQUECIMENTO – ABRAVA. O consumo de energia elétrica nas

edificações no Brasil. São Paulo, 2015. Disponível em:

<http://www.abrava.com.br/comunicado-gbc-brasil-abesco-abrava-o-consumo-de-energia-eletrica-nas->. Acesso em: 18 out. 2015.

ASCIONE, F.; BELLIA, L. e MINICHIELLO, F. Earth-to-air heat exchangers for Italian climates. Renewable Energy, Amsterdam, v. 36, 2011.

BISONIYA, T. S.; Kumar, A. e BAREDAR, P. Study on Calculation Models of Earth-Air Heat Exchanger Systems. Journal of Energy, Cairo, v. 2014, n. 2014. Disponível em: <http://www.hindawi.com/journals/jen/2014/859286/>. Acesso em: 18 out. 2015. BRASIL. Agência Nacional de Energia Elétrica. Fatores de Conversão. In: Atlas de

Energia Elétrica do Brasil. Brasília, 2008. Disponível em:

<http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/atlas_fatoresdeconversao_indice.pdf>. Acesso em: 25 out. 2015.

______. Empresa de Pesquisa Energética - EPE. Balanço Energético Nacional

2015. Brasília, 2015a. Disponível em:

<https://ben.epe.gov.br/downloads/S%C3%ADntese%20do%20Relat%C3%B3rio%2 0Final_2015_Web.pdf>. Acesso em: 18 out.2015.

______. Empresa de Pesquisa Energética - EPE. Consumo de Eletricidade no País Foi 2% Menor em Agosto. Resenha Mensal do Mercado de Energia Elétrica, Brasília, v. VIII, n. 96, 2015b. Disponível em:

0de%20Energia%20El%C3%A9trica%20-%20Agosto%202015.pdf>. Acesso em: 18 out.2015.

DESIGNBUILDER. Eath Tubes. S.d.. Stroud – Gloucestershire – United Kingdom. Disponível em:

<http://www.designbuilder.co.uk/helpv4.2/Content/EarthTubes.htm#Flow>. Acesso em: 18 out. 2015.

FERREIRA, G. Energia Geotérmica & Sistemas de Climatização. In: 14.as Jornadas de Engenharia de Climatização, Lisboa, 2013. Disponível em:

<http://www.ordemengenheiros.pt/fotos/dossier_artigo/gabrielaferreira_15107033615 45ba7e58eaef.pdf>. Acesso em: 16 out. 2015.

FRANÇA, S. R. P. Simulação Visando a Ventilação de Residências Através de

Tubos Enterrados. 2011. 26f. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso em

Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDZATION – ISO. ISO 7726: Ergonomics of the thermal environment -- Instruments for measuring physical quantities. Geneva – Switzerland, 1998.

LARSON, L. Earth Tubes. Fairfield – Iowa, 2007. Disponível em:

<http://www.earthairtubes.com/Earth_Air_Tubes_2007-07-02.pdf>. Acesso em: 01 dez. 2015.

LOPES, F.S.M.E. Dimensionamento de um Permutador de Calor Terra- Ar e

Avaliação do Impacte na Climatização de um Edifício. 2012. 115f. Dissertação

(Mestrado em Engenharia Mecânica) – Faculdade de Engenharia Mecânica do Instituto Superior Técnico de Lisboa, Portugal, 2012.

MERLIN, G. V. Análise do Sistema Trocador de Calor Terra e Ar (EAHE) em

Sinop – MT. 2015. Artigo (Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação em

Bacharel em Engenharia Civil) - Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop.

MUSSKOPF, D.B. Estudos Exploratórios Sobre Ventilação Natural Por Tubos

Enterrados. 2006. 155f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Departamento de

Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Rio Grade do Sul, 2006.

OHIRA, L. A. S. Análise de Desempenho de Trocador de Calor Terra-Ar (EAHE)

em Protótipos na Cidade de Sinop – MT no Bioma Amazônia. 2015.78f.

Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) – Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá, 2015.

OZGENER, L. A review on experimental and analytical analysis of earth to air heat exchanger (EAHE) systems in Turkey. Renewable and Sustainable Energy

PERETTI, C.; ZARRELLA, A.; CARLI, M. e ZECCHIN, R. The design and

environmental evaluation of earth-to-air heat exchangers (EAHE): a literature review.

Renewable and Sustainable Energy Reviews, Amsterdam, v. 28, 2013.

SANTAMOURIS, M. Use of Earth to Air Heat Exchangers for Cooling. Ventilation

Information Paper, Atenas, n. 11, 2006. Disponível em:

<http://www.aivc.org/sites/default/files/members_area/medias/pdf/VIP/VIP11_Ground _cooling.pdf>. Acesso em: 25 out. 2015.

SCHULZ, E. Eficiência no uso de Tubos Enterrados para Ventilação de

Residências. 2011. 19f. Monografia (Trabalho de Conclusão do Curso em

Engenharia Mecânica) – Departamento de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2011.

SOARES, J. R. Estimativa da Capacidade de Carga de Estacas Hélice Contínua

Monitorada a partir de Métodos Semiempíricos e de Ensaios de Prova de Cargas Estatísticas em Sinop-MT. 2013. Artigo (Trabalho de Conclusão de Curso

de Graduação em Bacharel em Engenharia Civil) - Departamento de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Mato Grosso, Sinop.

TAN, L. L. A Case Study on the University of Calgary EEEL Building Large

Diameter Earth Tube System. 2012. 159f. Dissertação (Master of Environmental

Design) – Faculty of Environmental Design, University of Calgary, Calgary – Alberta – Canada, 2012. Disponível em:

<http://theses.ucalgary.ca/bitstream/11023/370/2/ucalgary_2012_tan_lili.pdf>. Acesso em: 16 out. 2015.

THEVENARD, D. Bibliographic Search on the Potential of Earth Tubes. 2007. Waterloo – Ontario – Canada. Disponível em:

<http://www.energy.gov.yk.ca/pdf/biblio_search_earth_tubes_v3_1.pdf >. Acesso em: 20 out. 2015.

______. Earth-to-air Heat Exchanger Design Evaluation. 2008. Waterloo – Ontario – Canada. Disponível em:

<http://www.energy.gov.yk.ca/pdf/earth_tubes_report.pdf>. Acesso em 20 out. 2015.l WILLMOTT DIXON, 2010. The Impacts of Construction and the Built

Environment. Disponível em:

<http://www.willmottdixongroup.co.uk/assets/b/r/briefing-note-33-impacts-of-construction-2.pdf>. Acesso em 20 out. 2014.

WU, Y.; GAN, G.; GONZALEZ, R. G. e VERHOEF, A. Prediction of the Thermal Performance of Horizontal Coupled Ground Source Heat Exchangers. International

Journal of Low Carbon Technologies, Oxford, v. 6, n. 4. Disponível em:

<http://ijlct.oxfordjournals.org/content/early/2011/07/12/ijlct.ctr013.full.pdf+html>. Acesso em: 15 out. 2015.