[pt] Esta dissertação tem por objetivo avaliar metrologicamente os resultados dos ensaios de rendimento e consumo em aparelhos domésticos de cocção a gás e sua influência na classificação do Programa Brasileiro de Etiquetagem desses aparelhos. A avaliação de conformidade e como as diferentes altitudes influenciam nos ensaios, acompanhadas de suas incertezas de medição, provêm de dados históricos do início do Programa Brasileiro de Etiquetagem em fogões e aos constantes questionamentos sobre a representatividade dos resultados dos planos interlaboratoriais, o que motivou a realização do estudo. A metodologia utilizada fundamentou-se em pesquisa bibliográfica, documental e experimental, que teve por finalidade coletar dados dos ensaios de rendimento e consumo em duas cidades com diferentes altitudes, discussão da norma com detalhamento dos algoritmos e tratamento estatístico dos dados coletados, onde a abordagem proposta se baseia na avaliação da normalidade, tratamento de outliers, cálculo do rendimento reportado a partir da medida de posição inversamente ponderada pela medida de dispersão de cada queimador e desenvolvimento dos algoritmos do cálculo de incerteza dos ensaios de rendimento e consumo. Neste cenário, os resultados mostram que a média aritmética, atualmente usada no cálculo do rendimento dos quatro queimadores da mesa do fogão, pode ser substituída pela média ponderada por variâncias estatisticamente não compatíveis entre si. Conclui-se que a incerteza dos ensaios do rendimento e consumo não foi suficiente para colocar em risco a mudança de faixa de classificação da etiqueta de eficiência energética do produto; entretanto, se observa uma diferença entre os resultados ao nível do mar e em altitude acima do nível do mar, o que sugere estudos futuros mais detalhados sobre os algoritmos de correção da grandeza altitude. / [en] This dissertation aims to metrologically evaluate the results of performance and consumption tests on domestic gas cooking appliances and their influence on the classification of the Brazilian Labelling Program for these appliances. The compliance assessment and how the different altitudes influence the tests accompanied by their measurement uncertainties come from historical data from the beginning of the Brazilian Labelling Program on stoves and from the constant questions about the representativeness of the results of the interlaboratorial tests, which motivated the realization of the study. The methodology used was based on bibliographic, documentary and experimental research, which aimed to collect data from income and consumption tests in two cities with different altitudes, discussion of the standard with details of the algorithms and statistical treatment of the collected data. The approach proposal is based on the evaluation of normality, treatment of outliers, calculation of the reported yield from the position measurement inversely weighted by the measure of dispersion of each burner and development of the uncertainty calculation algorithms of the performance and consumption tests. In this scenario, the results show that the arithmetic mean, currently used in the calculation of the performance of the four burners on the stove table, can be replaced by the weighted average by variances that are not statistically compatible with each other. It is concluded that the uncertainty of the efficiency and consumption tests was not enough to put at risk the change in the classification range of the energy efficiency label of the product. However, there is a difference between the results at sea level and at altitude above sea level, which suggests more detailed future studies on the altitude correction algorithms.

[pt] Diante dos constantes avanços da tecnologia os dispositivos eletrônicos vêm passando por um processo de miniaturização, ao mesmo tempo em que sustentam um aumento de potência. Essa tendência se mostra um desafio para seu gerenciamento térmico, uma vez que os sistemas de resfriamento típicos para eletrônicos utilizam ar como fluido de trabalho, e o seu baixo coeficiente de transferência de calor limita sua capacidade de atender às necessidades térmicas da indústria atual. Nesse sentido, o resfriamento bifásico tem sido considerado uma solução promissora para fornecer resfriamento adequado para dispositivos eletrônicos. Circuitos de termossifão bifásico combinam a tecnologia de resfriamento bifásico com sua inerente natureza passiva, já que o sistema não requer uma bomba para fornecer circulação para seu fluido de trabalho, graças às forças da gravidade e de empuxo. Um dissipador de calor de microcanais, localizado bem em cima do dispositivo eletrônico, dissipa o calor gerado. Isto o torna uma solução de baixo custo e energia. Além disso, ter um circuito de termossifão operando com um refrigerante de baixo GWP, como o R-1234yf, resulta em baixo impacto para o meio ambiente, uma vez que é um refrigerante ecologicamente correto e o sistema tem baixo ou nenhum consumo de energia. Este trabalho fornece um modelo numérico detalhado para a simulação de um circuito de termossifão bifásico, operando em condições de regime permanente. O circuito compreende um evaporador (chip e dissipador de calor de micro-aletas), um riser, um condensador refrigerado a água de tubo duplo e um downcomer. Equações fundamentais e constitutivas foram estabelecidas para cada componente. Um método numérico de diferenças finitas, 1-D para o escoamento do fluido por todos os componentes do sistema, e 2-D para a condução de calor no chip e evaporador foi empregado. O modelo foi validado com dados experimentais para o refrigerante R134a, mostrando uma discrepância em relação ao fluxo de massa em torno de 6 por cento, para quando o sistema operava sob regime dominado pela gravidade. A pressão de entrada do evaporador prevista apresentou um erro relativo máximo de 4,8 por cento quando comparada aos resultados experimentais. Além disso, a maior discrepância da temperatura do chip foi inferior a 1 grau C. Simulações foram realizadas para apresentar uma comparação de desempenho entre o R134a e seu substituto ecologicamente correto, R1234yf. Os resultados mostraram que quando o sistema operava com R134a, ele trabalhava com uma pressão de entrada no evaporador mais alta, assim como, com um fluxo de massa mais alto. Por causa disso, o R134a foi capaz de manter a temperatura do chip mais baixa do que o R1234yf. No entanto, essa diferença na temperatura do chip foi levemente inferior a 1 grau C, mostrando o R1234yf como comparável em desempenho ao R134a. Além disso, o fator de segurança da operação do sistema foi avaliado para ambos os refrigerantes, e para um fluxo de calor máximo do chip de 33,1 W/cm2, R1234yf mostrou um fator de segurança acima de 3. Isso significa que o circuito de termossifão pode operar com segurança abaixo do ponto crítico de fluxo de calor. Dada a investigação sobre a comparação de desempenho dos refrigerantes R134a e R1234yf, os resultados apontaram o R1234yf como um excelente substituto ecologicamente correto para o R134a, para operação em um circuito de termossifão bifásico. / [en] Given the constant advances in technology, electronic devices have been going through a process of miniaturization while sustaining an increase in power. This trend proves to be a challenge for thermal management since commonly electronic cooling systems are air-based, so that the low heat transfer coefficient of air limits its capacity to keep up with the thermal needs of today s industry. In this respect, two-phase cooling has been regarded as a promising solution to provide adequate cooling for electronic devices. Two-phase thermosyphon loops combine the technology of two-phase cooling with its inherent passive nature, as the system does not require a pump to provide circulation for its working fluid, thanks to gravity and buoyancy forces. A micro-channel heat sink located right on top of the electronic device dissipates the heat generated. This makes for an energy and cost-efficient solution. Moreover, having a thermosyphon loop operating with a low GWP refrigerant such as R-1234yf results in low impact for the environment since it is an environmentally friendly refrigerant, and the system has low to none energy consumption. This work provides a detailed numerical model for the simulation of a two-phase thermosyphon loop operating under steady-state conditions. The loop comprises an evaporator (chip and micro-fin heat sink), a riser, a tube-in-tube water-cooled condenser and a downcomer. Fundamental and constitutive equations were established for each component. A finite-difference method, 1-D for the flow throughout the thermoysphon s components and 2-D for the heat conduction in the evaporator and chip, was employed. The model was validated against experimental data for refrigerant R134a, showing a mass flux discrepancy of around 6 percent for when the system operated under gravity dominant regime. The predicted evaporator inlet pressure showed a maximum relative error of 4.8 percent when compared to the experimental results. Also, the chip temperature s largest discrepancy was lower than 1 C degree. Simulations were performed to present a performance comparison between R134a and its environmentally friendly substitute, R1234yf. Results showed that when the system operated with R134a, it yielded a higher evaporator inlet pressure as well as a higher mass flux. Because of that, R134a was able to keep the chip temperature lower than R1234yf. Yet, that difference in chip temperature was slightly lower than 1 C degree, showing R1234yf as comparable in performance to R134a. In addition, the safety factor of the system s operation was evaluated for both refrigerants, and for a maximum chip heat flux of 33.1 W/cm2, R1234yf showed a safety factor above 3. This means the thermosyphon loop can operate safely under the critical heat flux. Given the investigation on the performance comparison of refrigerants R134a and R1234yf, results pointed to R1234yf being a great environmentally friendly substitute for R134a for the two-phase thermosyphon loop.