Neste trabalho avaliou-se o desempenho térmico de um ambiente padrão a partir do uso de parede trombe com diferentes configurações e tipologias de uso, por meio de comparação com um ambiente de mesmas dimensões dotado de janelas convencionais, para oito cidades brasileiras, pois o potencial de utilização desta forma de estratégia passiva ainda é pouco estudado no Brasil. A parede trombe consiste em uma \"estufa\" entre uma parede de alta inércia térmica com aberturas inferiores e superiores e uma superfície envidraçada por onde o ambiente mantém contato com o exterior. Este dispositivo é capaz de absorver energia proveniente da radiação solar aquecendo o ar nesta estufa e este ar aquecido pode ser direcionado para o interior ou exterior da edificação a depender da finalidade. Este ar pode ser usado para aquecer o ambiente ou resfriá-lo por meio da ventilação natural. A análise deste trabalho se deu a partir de uma série de simulações computacionais utilizando o software EnergyPlus, versão 7.0 de modo a quantificar e classificar o desempenho térmico de um ambiente padrão dotado deste componente, sob as diversas configurações construtivas. Tanto para aquecimento quanto para resfriamento dos ambientes. A partir destas simulações, elaborou-se um modelo matemático simplificado capaz de quantificar a temperatura do ar no interior dos ambientes em que sejam utilizadas as paredes trombe de modo a tornar possível a utilização deste dispositivo na composição de edificações na fase de projeto, estimando seu desempenho sem que haja necessidade de novas simulações computacionais. O uso das paredes trombe melhorou o conforto térmico dos usuários em edificações localizadas no Brasil, a depender do clima onde estão inseridas, promovendo ventilação natural e aquecimento solar passivo, mesmo quando comparado com o modelo convencional de aberturas. Por fim foi elaborado um aplicativo para sistema Android em dispositivos móveis, possibilitando aos profissionais de projeto identificar a melhor tipologia para a localidade onde se deseja inserir este sistema e prever seu desempenho, contribuindo para que o potencial deste dispositivo seja investigado nas mais diversas regiões brasileiras. / This research evaluated the thermal performance of a standard environment from the use of Trombe wall with different settings and types of use, by comparison with a setting of the same dimensions equipped with conventional windows for eight Brazilian cities, because the potential the utilization of this passive strategy is still little studied in Brazil. A Trombe wall consists of a \"greenhouse\" between a wall of high thermal inertia lower and upper vents and a glazed area where the environment keeps contact with the outside. This device is capable of absorbing energy from solar radiation heating the air this greenhouse and this heated air can be directed to the interior or exterior of the building depending on the purpose. This air can be used to heat the room or cool it by means of natural ventilation. The analysis of this work was made from a series of computer simulations using EnergyPlus software, version 7.0 in order to quantify and classify the thermal performance of a standard environment with this component, under the various construction settings. Both for heating and for cooling environments. From these simulations, we elaborated a simplified mathematical model able to measure the air temperature within the environments in which they are used Trombe walls in order to make use of this device in the composition of buildings in the design stage as possible, estimating its performance without the need for new computer simulations. The use of Trombe walls improved thermal comfort of users in buildings located in Brazil, depending on the climate where they are located , providing natural ventilation and passive solar heating, even when compared with the conventional model of openings. Finally an app for Android system for mobile devices was developed, enabling professionals to identify the best design type to the location where you want to enter this system and predict its performance, contributing to the potential of this device is investigated in several Brazilian regions.

Thesis (MPA.) --University of Limpopo, 2016 / Refer to the document

Research in solar heating has traditionally focused solely on increasing the system efficiency by improving the technical components. In this thesis the technical methodology and system boundaries are widened to connect the technical aspects with market actors that are highly influential on the implementation of solar technology. The research was focused on how social aspects can be brought into technical studies to improve the understanding of solar heating, and how solar thermal technology can be optimized in a larger energy system. Both heat storage and different system solutions have been investigated. The thesis is built on a number of sub-projects exploring different aspects of solar heating. Improved components and system configurations may result in higher fractional energy savings and thereby make solar energy go from a marginal contribution to be the main energy supplier. Both components and systems are considered in this thesis. The solar heating technology has been shown to work well, also in unique system solutions. Technical possibilities with medium-sized stores for single-family houses and seasonal stores for residential areas are presented. Methods to bring studies of technology and actor studies together are also proposed; domestic hot water use has been modelled based on time-use data, while a multifaceted market situation, in which new system solutions must find their way, has been described by the solar and pellet industries. The complexity of assessing installation and use of a particular heating system in relation to the overall energy system is also discussed. Overall, this thesis shows that successful use of solar heating does not only come down to proper technical solutions, but also depends on the interaction between technology and market actors. A widened perspective, including the social context in which the heating system appears, is then essential. This thesis constitutes a step in that direction.

Diversos procedimentos têm sido utilizados para destoxicação da torta de mamona. Entre esses a solubilização das substâncias responsáveis pelo caráter tóxico desse resíduo, ricina e ricinina, em água quente e/ou soluções salinas aquecidas. Foram desenvolvidos algo ritmos para simular o aquecimento solar da água como estratégia para baixar custos no processo de destoxicação da torta de mamona, originária do processo de produção de biodiesel. Para isto foi utilizada a ferramenta computacional Simulink/MATLAB@. Foram então analisadas várias situações com base na proposta de aquecimento direto, por se tratar de uma forma de transferência de calor menos dispendiosa. São propostos modelos dinâmicos em diferentes graus de complexidade para uma avaliação prévia do processo de aquecimento da água por meio de energia solar. Apresentam-se os diagramas de blocos dos modelos computacionais, correspondentes a cada uma das etapas de elaboração. Os modelos matemáticos propostos proporcionaram importantes previsões para valores de temperatura nas diferentes fases de elaboração. apresentando-se como importante ferramenta de trabalho para uma próxima etapa que é a de validação experimental do modelo final / Algorithms have been developed in arder to simulate the water solar heating as a strategy for lowering castor bean pie destoxication costs, among from the biodiesel oil for production extraction processo Diverse procedure, substances solubilization, this residue toxic caracter factor, found in hot water and in some saline solutions, motivated this water heating modeling work, through solar energy, since this procedure type can and low cost to the above-mentioned methods, on account of this, one has used computational smulink/matlab in arder to simulate and to arise favorable conditions for this technique use strategies elaboration. One has, then, analized several situation, departing from a termal heating proposal, since this is a less expensive heat transference formo Of this form an objective function was proposal to create O variable that esteem the behavior of the system and better define the excellent conditions for the considered processo .Among these, the established variable as parameters for the simulated conditions, are presented the results, taking itself in account values of income for the process, existing in literature. One porpuses dynamic models, under complexity different degress, for a water heating process previous evaluation, through solar energy. Temperature variations, in the process diferrent stages, have been simulated, with simulink/matlab aid for the above-mentioned system behaviour analysis one presents computational models. blocks diagrams, correspondent to each one of the elaboration stage. Proposed mathematical models provided important previsions for temperature values, in the above-mentioned system different components, resulting as a work important tool for a next stage which is that one of the optimization

Le stockage de l'énergie solaire thermique s'avère aujourd'hui nécessaire si on veut atteindre une meilleure efficacité et une utilisation à grande échelle de cette ressource. Le stockage sous forme de potentiel chimique se révèle être adapté au stockage de chaleur sur le long terme (cycles saisonniers ou pluriannuels) parce qu'il présente les moindres pertes thermiques par rapport au stockage sensible ou latent. Malgré les avancées significatives faites ces dernières années dans ce domaine, il n'existe pas aujourd'hui de système achevé dédié à ce type de stockage. Le but du présent travail est de démontrer la faisabilité d'un procédé de stockage de chaleur solaire à long terme par absorption pour le chauffage des bâtiments. La chaleur est stockée en été grâce à la désorption et restituée en hiver à travers l'absorption. Une analyse multicritère portant des couples de sorption possibles a permis d'identifier le couple LiBr−H2O pour la démonstration de faisabilité du concept. Il a été montré que la cristallisation d'une partie de la solution permet de multiplier par trois la densité de stockage énergétique et donc d'améliorer la compétitivité du procédé. Un modèle dynamique a été développé pour dimensionner et simuler les performances du système sous différentes conditions opératoires. De nombreuses simulations paramétriques ont permis de discuter de l'influence de différents paramètres et aspects du contrôle du procédé. Cela a donné lieu à la conception et au dimensionnement d'un prototype de démonstration capable de stocker 8 kWh de chaleur et de produire une puissance moyenne de chauffage de 1 kW. Ce prototype a été construit et expérimenté en fonctionnement statique et dynamique sur un banc d'essai, dans des conditions compatibles avec une installation solaire domestique. La faisabilité de la charge du procédé a ainsi été démontrée. L'absorption durant la phase de décharge est effective bien que des problèmes, dus notamment à une conception inadaptée de l'absorbeur, n'ont pas permis d'assurer la restitution de la chaleur. Différents aspects tels que la stratification et la circulation de la solution dans son réservoir ont également été abordés. La confrontation du modèle et des résultats expérimentaux a ainsi été réalisée et discutée. / Energy storage is a key component to improve the efficiency of energy systems, especially when the energy source is intermittent, such as solar energy. Heat storage systems based on sorption processes are relevant in case of long-term storage (seasonal or pluriannual storage) because of their acceptable heat losses. Even though considerable breakthroughs have been made in the past decades, there is no mature long-term sorption heat storage yet. The aim of this work is to demonstrate the feasibility of a long term solar thermal storage by absorption for building space heating. Solar heat is stored in summer using desorption process and released in winter via absorption. A multicriteria analysis on various possible absorption couples leads to the choice of LiBr−H2O as storage media for the concept feasibility demonstration. It has been shown that crystallisation in the solution storage tank can increase the storage density by three times and therefore, is relevant for the process competiveness. A dynamic model has been developed for the system design and simulations under various operating conditions were performed. A lot of parametric simulations are used to investigate the influence of certain parameters and controls aspects. This helps designing a demonstrative prototype that can store 8 kWh of heat and can produce a heating power of 1 kW. The prototype has been built and tested on a test bed in static and dynamic operating conditions that are compatible with domestic solar thermal plants. The charging process has been proved successful. Absorption during discharging phase is also verified. However, some problems related to the absorber design have not made possible to observe the heat release as expected. Various aspects such as stratification and circulation in the solution storage tank have also been addressed. The model comparison with experimental result is then performed and discussed.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5717096 bytes, checksum: fac70b2c7ad0d5d10768b79aa66a218f (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this paper we propose a research about the implementation of the system of solar water heating systems in social housing, from the point of view of sustainability of technology adopted. Sustainability is understood in a broad sense, involving among others, the economic, social, environmental and cultural as well as the habits and customs rooted in the resident population. Just a few examples of practical application and little literature on the deployment of technologies for energy savings in social housing, especially from the standpoint of sustainability and adaptation of the population to new technologies. To this end, we seek to identify the impacts generated by the insertion of solar collectors in social housing, produced by MG-COHAB (Housing Company of Minas Gerais) Homes Program - Housing in small towns in Minas demographic General, assessing the appropriateness of incorporating solar collectors to the habits and customs of the population and possible changes in behavior resulting from the presence of this new technology into living space. We conducted three case studies, the Homes of Mercy of Caratinga, Itatiaiuçu and Dores de Campos. It was conducted in each housing a Post-Occupancy Evaluation Behavior gauge user satisfaction with respect to the installation of solar water heaters in homes. As main results we have: user satisfaction with the financial savings generated by the solar heater and the comfort afforded by the increase of the length of the shower, due to carelessness in terms of energy consumption, lack of regular maintenance of the system solar heating by the residents, the discrepancy between the use of solar heating and reduced environmental impacts. We conclude that despite the positive impacts related to economic and cultural sustainability, residents do not relate to use of solar technology with sustainability and therefore the incorporation of solar collectors is not sufficient to create an environmental awareness. These results show that the act of incorporation of the solar heater in social housing by COHAB-MG represents important social gains, but must be accompanied by an awareness campaign in order to extend the benefits to the population, characterized as an important step towards a balanced social housing, for sustainability. / Neste trabalho propõe-se uma investigação acerca da implantação do sistema de aquecimento solar de água na habitação de interesse social, sob o ponto de vista da sustentabilidade da tecnologia adotada. Entende-se a sustentabilidade num sentido amplo, que envolve entre outros, os aspectos econômicos, sociais, ambientais e culturais bem como os hábitos e costumes arraigados na população residente. Ainda há poucos exemplos de aplicação prática e pouca literatura sobre a implantação de tecnologias visando à economia de energia na habitação de interesse social, sobretudo sob o ponto de vista da sustentabilidade e da adaptação da população às novas tecnologias utilizadas. Para tanto, busca-se identificar os impactos gerados com a inserção de coletores solares na habitação de interesse social, produzida pela COHAB-MG (Companhia de Habitação de Minas Gerais) no Programa Lares - Habitação Popular, em cidades de pequeno porte demográfico em Minas Gerais, avaliando a adequação da incorporação dos coletores solares aos hábitos e costumes da população e possíveis mudanças de comportamento decorrentes da presença dessa nova tecnologia no espaço habitacional. Foram realizados três estudos de caso, nos conjuntos habitacionais de Piedade de Caratinga, Itatiaiuçu e Dores de Campos. Efetuou-se em cada conjunto habitacional uma Avaliação Pós- Ocupação Comportamental para aferir a satisfação dos usuários com relação à instalação do aquecedor solar nas habitações. Como principais resultados encontrados têm-se: a satisfação dos usuários com a economia financeira gerada pelo aquecedor solar e com o conforto propiciado pelo aumento do tempo de uso do chuveiro, decorrente da despreocupação em relação ao consumo energético; a falta de manutenção periódica do sistema de aquecimento solar pelos moradores; a desvinculação entre o uso do aquecimento solar e a redução dos impactos ambientais. Conclui-se que, apesar dos impactos positivos relacionados com a sustentabilidade econômica e cultural, os moradores não relacionam a utilização da tecnologia solar com a sustentabilidade e, portanto, a incorporação dos coletores solares não é suficiente para criar uma consciência ambiental. Esses resultados mostram que a ação de incorporação do aquecedor solar na habitação de interesse social pela COHAB-MG representa importantes ganhos sociais, mas deve ser acompanhada de um trabalho de conscientização com a finalidade de ampliar os benefícios concedidos à população, caracterizando-se assim como um importante passo na busca de uma habitação social equilibrada, em prol da sustentabilidade.

O emprego de sistemas passivos de condicionamento de ambientes ao invés de equipamentos de climatização artificial pode ser uma solução bastante conveniente para diminuir o gasto de eletricidade e melhorar o conforto térmico de uma edificação. Uma das técnicas usadas para a melhoria do desempenho térmico de edificações é a utilização de “Paredes Trombe”. Este é um sistema de climatização passiva que utiliza ganhos solares associados à inércia térmica de uma parede para absorver calor no período frio sem bloquear suas perdas do período quente. Esta pesquisa tem como objetivo analisar o potencial de aquecimento/resfriamento de um sistema de climatização passiva baseado na utilização de uma Parede Trombe. Para isso, foram construídos dois protótipos em escala reduzida, sendo um deles com Parede Trombe e o outro em alvenaria de blocos de concreto, sem o sistema passivo. As medições ocorreram em períodos frios (datas) de 2011 e no período de verão de 2012, para configurações distintas da Parede Trombe. Os resultados mostraram que a Parede Trombe teve um resultado positivo tanto para o inverno quanto para o verão. / The use of passive solar heating for achieving thermal comfort inside a building is a very convenient solution to reduce the cost of electricity. One of the techniques used to improve the thermal performance of buildings is using "Trombe Walls." This is a passive solar heating system that uses solar gains associated with the thermal inertia of a wall to absorb heat during cold periods without blocking their loss in the warm period. This research aims to analyze the potential for heating and cooling of a Trombe Wall. For this, two cells were built on a small scale: passive solar cell and a reference cell. The measurements took place in cold periods (dates), of 2011 and during the summer of 2012, for different configurations of the Trombe Wall. The results showed that the Trombe Wall had a positive result for both winter and summer.

Neste trabalho avaliou-se o desempenho térmico de um ambiente padrão a partir do uso de parede trombe com diferentes configurações e tipologias de uso, por meio de comparação com um ambiente de mesmas dimensões dotado de janelas convencionais, para oito cidades brasileiras, pois o potencial de utilização desta forma de estratégia passiva ainda é pouco estudado no Brasil. A parede trombe consiste em uma \"estufa\" entre uma parede de alta inércia térmica com aberturas inferiores e superiores e uma superfície envidraçada por onde o ambiente mantém contato com o exterior. Este dispositivo é capaz de absorver energia proveniente da radiação solar aquecendo o ar nesta estufa e este ar aquecido pode ser direcionado para o interior ou exterior da edificação a depender da finalidade. Este ar pode ser usado para aquecer o ambiente ou resfriá-lo por meio da ventilação natural. A análise deste trabalho se deu a partir de uma série de simulações computacionais utilizando o software EnergyPlus, versão 7.0 de modo a quantificar e classificar o desempenho térmico de um ambiente padrão dotado deste componente, sob as diversas configurações construtivas. Tanto para aquecimento quanto para resfriamento dos ambientes. A partir destas simulações, elaborou-se um modelo matemático simplificado capaz de quantificar a temperatura do ar no interior dos ambientes em que sejam utilizadas as paredes trombe de modo a tornar possível a utilização deste dispositivo na composição de edificações na fase de projeto, estimando seu desempenho sem que haja necessidade de novas simulações computacionais. O uso das paredes trombe melhorou o conforto térmico dos usuários em edificações localizadas no Brasil, a depender do clima onde estão inseridas, promovendo ventilação natural e aquecimento solar passivo, mesmo quando comparado com o modelo convencional de aberturas. Por fim foi elaborado um aplicativo para sistema Android em dispositivos móveis, possibilitando aos profissionais de projeto identificar a melhor tipologia para a localidade onde se deseja inserir este sistema e prever seu desempenho, contribuindo para que o potencial deste dispositivo seja investigado nas mais diversas regiões brasileiras. / This research evaluated the thermal performance of a standard environment from the use of Trombe wall with different settings and types of use, by comparison with a setting of the same dimensions equipped with conventional windows for eight Brazilian cities, because the potential the utilization of this passive strategy is still little studied in Brazil. A Trombe wall consists of a \"greenhouse\" between a wall of high thermal inertia lower and upper vents and a glazed area where the environment keeps contact with the outside. This device is capable of absorbing energy from solar radiation heating the air this greenhouse and this heated air can be directed to the interior or exterior of the building depending on the purpose. This air can be used to heat the room or cool it by means of natural ventilation. The analysis of this work was made from a series of computer simulations using EnergyPlus software, version 7.0 in order to quantify and classify the thermal performance of a standard environment with this component, under the various construction settings. Both for heating and for cooling environments. From these simulations, we elaborated a simplified mathematical model able to measure the air temperature within the environments in which they are used Trombe walls in order to make use of this device in the composition of buildings in the design stage as possible, estimating its performance without the need for new computer simulations. The use of Trombe walls improved thermal comfort of users in buildings located in Brazil, depending on the climate where they are located , providing natural ventilation and passive solar heating, even when compared with the conventional model of openings. Finally an app for Android system for mobile devices was developed, enabling professionals to identify the best design type to the location where you want to enter this system and predict its performance, contributing to the potential of this device is investigated in several Brazilian regions.

This diploma thesis is focused on the evaluation of changes in non-freezing heat transfer liquid composed of mixture of polyols and water, used in the real solar thermic system. On the base of the research a new heat transfer liquid is proposed on the platform of 1,3-polyols. The emphasis is put on the non-toxic properties of such system revealing the two chemical candidates for a new heat transfer liquid: 1,3-propanediol and glycerol. These chemicals are mixed together with water using different volume concentrations and properties of such liquids are evaluated.

This thesis deals with the evaluation of changes in properties of an antifreeze heat transfer fluid based on polyols used in real solar thermal system. Emphasis is placed on the use of substances with low impact on the environment.