Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto sob a orientação do Prof. Dr. Eduardo Maldonado

Este trabalho foi realizado no verão de 2002 e teve como objetivo avaliar a influência de alguns recursos de climatização na produção de leite, na termorregulação dos animais e nos investimentos nas instalações. Foram utilizadas 10 primíparas e 17 vacas em lactação, distribuídas em instalação controle (ICO), instalação com nebulizador associado a ventiladores (ICL) e instalação com tela de sombreamento. A produção de leite e o consumo individual foram medidos diariamente para cada animal. A temperatura retal foi medida três vezes ao dia, em três animais de cada instalação; a temperatura de superfície da pele, três vezes ao dia em todos os animais; e a freqüência respiratória, duas vezes ao dia em todos os animais. Os dados climáticos de cada instalação foram registrados e posteriormente calculados os índices de temperatura e umidade (ITU), de globo negro e umidade (ITGU) e a entalpia. Foram selecionados e analisados 26 dias com entalpia elevada. O índice de globo negro e umidade foi menor no tratamento climatizado, porém a entalpia menor foi observada no tratamento com tela. O índice de temperatura e umidade não diferenciou o ambiente climático das instalações. Índice de temperatura e umidade entre 75 e 76, apesar de considerado estressante por diversas fontes da literatura, não foi associado à condição de estresse pelos animais. As vacas da instalação climatizada apresentaram freqüência respiratória e temperatura de pele significativamente menor em relação às vacas das demais instalações. As primíparas apresentaram freqüências respiratórias e temperaturas retais mais altas do que as vacas, em todos os horários. A maior produção de leite das vacas do tratamento tela foi associada à menor entalpia neste tratamento, em comparação aos demais. Os resultados econômicos demonstraram que foi viável a utilização de tela de sombreamento como recurso para minimizar o calor. / This work was carried out during the summer of 2002. The objective was to evaluate the influence of some cooling systems on the milk yield, animal thermoregulation and housing investments. Ten heifers and seventeen milking cows were distributed in the control housing (ICO), mist & fan housing (ICL) and screen shade (IT). The milk yield and the individual intake were daily measured for each animal. The rectal temperature was measured three times a day with three animals from each treatment. The skin surface temperature was collected three times a day for all the animals and the respiratory frequency two times a day for all the animals. The climatic data of each housing were registered to calculate the temperature humidity index (ITU), the black globe humidity index (ITGU) and enthalpy. Twenty six days of high enthalpy were selected and analyzed. The black globe humidity index was lower for the mist & fan treatment while the lowest enthalpy was observed for the screen shade treatment. The temperature humidity index was not able to differentiate the climatic environment of the houses. The study showed that temperature humidity index between 75 and 76 was not associated with stress conditions for the animals, although many researches propose this situation as stressing. The milking cows in the mist & fan treatment showed respiratory frequency and skin surface temperature significantly lower than the cows in the other treatments. The heifers presented respiratory frequency and rectal temperature higher than the cows in all the registration times. The higher milk yield of the cows in the screen shade treatment was associated with the lower enthalpy on this treatment in comparison with the others. Economic results demonstrated that screen shade was a feasible option to decrease the heat stress of the animals.

Atualmente as pessoas passam grande parte do tempo dentro de veículos automotivos seja por razões profissionais ou lazer. Este fato tem contribuído para aumentar o interesse das montadoras de veículos na avaliação de condições de conforto de passageiros em veículos automotivos. Os critérios do consumidor, na escolha e compra de um automóvel, têm mudado e agora não envolvem somente aspectos relacionados ao custo e desempenho do veículo, mas também a aspectos de segurança e conforto. O ambiente térmico no interior de um automóvel é bastante complexo e não homogêneo. A forma mais adequada para se avaliar simultaneamente os efeitos da temperatura do ar local, trocas de calor por radiação do corpo, velocidades do ar e a radiação solar em um veículo é por meio do uso de manequins. No presente trabalho foi realizado estudo da utilização de manequins na avaliação de condições de conforto térmico em veículos automotivos e a realização de ensaios em automóveis de passeio. Os ensaios foram realizados em três automóveis (veículo A, veículo B e veículo C), modelos standard, com sistema de climatização para avaliação de condições de conforto térmico para condições de verão (resfriamento) e de inverno (aquecimento). Na avaliação das condições de conforto térmico foram utilizadas temperaturas equivalentes, cujo procedimento de determinação utilizando manequins foi baseado na norma ISO 14505-2. Nos ensaios realizados para as condições de verão (resfriamento), pode-se verificar que em nenhum veículo foram observadas condições de conforto térmico para os vários segmentos do manequim quando os veículos estavam ao sol. Já quando o veículo estava sob a sombra, todos os veículos atingiram facilmente uma condição de conforto (com uma leve sensação de frio em alguns segmentos do manequim). Nos ensaios para condições de inverno (aquecimento) verificou-se que, na ausência da radiação solar e com temperaturas externas mais baixas, os sistemas de climatização conseguiram proporcionar melhores condições térmicas no interior dos veículos, apresentando condições de conforto térmico em quase todas as situações. O automóvel B foi o que apresentou as melhores condições de conforto térmico tanto nos ensaios para condições de verão (resfriamento) quanto de inverno (aquecimento); o que é um bom indicativo de um melhor controle e distribuição de ar naquele veículo. / Nowadays people pass great part of the time inside automotive vehicles due to professional reasons or leisure. This fact has been contributing to increase the OEMs interest in the evaluation of comfort conditions of passengers in automotive vehicles. The consumers criteria, in the choice and acquisition of an automobile, have been changing and now it does not only involve aspects related to the cost and performance of the vehicle, but also involves aspects of safety and comfort. The thermal environment inside an automobile is very complex and no homogeneous. The most appropriate form to evaluate simultaneously the effects of the local air temperature, radiation heat changes of the body, air velocities and the solar radiation in a vehicle are by means of the use of mannequins. In the present work a study of the use of mannequins in the evaluation of thermal comfort conditions in automotive vehicles was done and tests in automobiles were accomplished. The tests were accomplished in three automobiles (vehicle A, vehicle B and vehicle C), standard models, with climatization system for the evaluation of thermal comfort conditions for summer conditions (cooling) and for winter conditions (heating). In the evaluation of thermal comfort conditions equivalent temperatures were used, whose determination procedure using mannequins was based on the norm ISO 14505-2. In the tests accomplished for summer conditions (cooling), it could be verified that in any vehicle conditions of thermal comfort were observed for the segments of the mannequin when the vehicles were in the sun. Already when the vehicle was under the shadow, all the vehicles reached a comfort condition easily (with a light sensation of cold in some segments of the mannequin). In the tests for winter conditions (heating) it was verified that, in the absence of the solar radiation and with lower external temperatures, the climatization systems got to provide better thermal conditions inside the vehicles, presenting conditions of thermal comfort in almost all the situations. The automobile B was what presented the best conditions of thermal comfort so much in the tests for summer conditions (cooling) as for winter conditions (heating); what is a good indicative of a better climatization control and air distribution in that vehicle.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-20T16:07:36Z No. of bitstreams: 1 Juliana Damasio Waschevicz_.pdf: 2480134 bytes, checksum: 947a7c004c2322311b94d6b838c14139 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-20T16:07:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Damasio Waschevicz_.pdf: 2480134 bytes, checksum: 947a7c004c2322311b94d6b838c14139 (MD5) Previous issue date: 2016-05-11 / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Esta dissertação apresenta uma análise da relação entre o consumo energético para climatização de uma edificação comercial com os sistemas de ar condicionado do tipo SPLIT e VRF e, alguns parâmetros arquitetônicos da envoltória que foram variados no modelo de referência. As análises foram realizadas por simulação computacional, através do programa EnergyPlus. Foram simulados casos com variações no modelo de referência, de tipos de cobertura e de fechamento opaco do envelope, característica dos vidros, inserção de brises verticais e horizontais e redução do percentual de área de janelas nas fachadas, para os dois sistemas de ar condicionado. Adotou-se o clima de Porto Alegre, o qual está localizado na Zona Bioclimática Brasileira 3. O modelo de referência adotado foi criado a partir de um levantamento fotográfico de edificações comerciais com mais de quatro pavimentos na cidade de Porto Alegre. A partir deste levantamento, a tipologia que foi adotada representa um edifício de dez pavimentos com perímetro de dimensões 27 x 7,5 m e pé-direito de 2,60 m. Para analisar o comportamento energético do modelo de referência foram inseridos dados dos componentes construtivos, do padrão de ocupação, das cargas energéticas do sistema de iluminação e dos equipamentos, do condicionamento de ar e de infiltração. Com esses dados inseridos no EnergyPlus, foi possível dimensionar a carga térmica dos equipamentos de ar condicionado e então iniciar as simulações onde os materiais foram variados, um por vez. Na análise de todas as variações propostas, observou-se que a alteração das características do vidro incolor 3mm pelas do vidro refletivo 6 mm, foi o parâmetro que mais influenciou na redução do consumo energético para refrigeração. O agrupamento das três melhores soluções: vidro refletivo de 6 mm, brises horizontais e cobertura metálica com isolamento, gerou uma redução no consumo do sistema de condicionamento de ar de 35,7% com o SPLIT, passando de 53,4 kWh/m2 para 34,33 kWh/m2, e 41,94% para o VRF, reduzindo de 36,04 kWh/m2 para 20,92 kWh/m2. Também pode-se observar que o COP real dos equipamentos de condicionamento de ar foi bem maior que o nominal na maior parte do tempo, com uma média de aproximadamente 4,5 para o SPLIT e 6,2 para o VRF. / This thesis presents an analysis of the relationship between energy consumption for cooling of a commercial building with air conditioning systems type SPLIT and VRF and some varied architectural parameters in the reference model. The analyzes were carried out by computer simulation, using EnergyPlus. Several changes were simulated with variations in the reference model, like roof types, envelope thermal insulation, window glass types, vertical and horizontal louvers and smaller window to wall ratio on the facades, for both air conditioning systems. The climate of Porto Alegre was adopted, which is located in the Brazilian Bioclimatic Zone 3. The reference model was created from a photographic survey of commercial buildings over four stories in the city of Porto Alegre. From this survey, a building with ten floors measuring 27 x 7.5 m and ceiling height of 2.60 m was designed. To analyze the energy behavior of the reference model, building components were inserted, like occupation schedule, lighting system and equipment loads, air conditioning and infiltration. With these data entered in EnergyPlus thermal load was determined and air conditioning equipment selected and inserted according with performance data obtained from equipment suppliers. The simulations of the mentioned changes were made one at a time. Comparing all proposed variations, the change of the 3 mm clear glass by the reflective 6 mm glass, was the most influencing parameter in reducing energy consumption for cooling. When grouping the top three solutions: reflective 6 mm glass, horizontal blinds and metalic roof with insulation, an overall reduction in consumption in air conditioning system of 35.7% with SPLIT, from 53.4 kWh/m2 to 34.33 kWh/m2, and 41.94% for the VRF, reducing from 36.04 kWh/m2 to 20.92 kWh/m2 was obtained. It may also be noted that the actual COP of the air conditioning equipment was much higher than the nominal most part of the time, with an average of approximately 4.5 for the SPLIT system and 6.2 for the VRF system.