Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of solar energy in buildings, to improve the comfort environmental conditions implies in the reduction of energy consumption. Since this is a clean, renewable and abundant energy, the use of design strategies that use the sun's energy makes the buildings more sustainable. This study aimed to develop a combined system that captures solar energy on the roof of buildings, then using this energy in two different purposes. A fraction of this power is used for heating water, and the other portion is destined for building thermal conditioning in cold periods, through a heating system that inflating the heated air. First of all, it was defined a preproject of the combined system, considering the constraints of the project and analyzed the appropriated materials and their thermal characteristics that would be used in various parts of the system. Based on this pre-design and review of the literature was possible to develop a mathematical model to evaluate the applicability of the system in the climate it was proposed, which was performed considering the July's climatic data. The results obtained shows that the heating subsystem could elevate the temperature within the residence up to 7 ° C at most, and for about 30% of hours to let the building's temperature achieved thermal comfort. In the water heating Subsystem, in the month of July, the temperature increased by 5.5 ° C and in the months of December, January, February and March the water temperature exceeds 35 ° C, we can consider that the hot water demand in these months is met without the use of electricity. Considering the month adopted as July, a month with limited solar irradiance of the year, for study pourpose, this combined system showed positive results, which will also improve for other months of the year. / O aproveitamento da energia solar em edificações, para melhoria das condições ambientais de conforto, implica na redução do consumo de energia elétrica. Considerando que essa é uma energia limpa, renovável e abundante, o uso de estratégias de projeto que utilizam da energia do sol torna as edificações mais sustentáveis. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um sistema combinado que faz a captação de energia solar no telhado das edificações, aplicando essa energia em dois propósitos diferentes. Uma fração dessa carga térmica é utilizada para o aquecimento da água de consumo, e outra parcela é destinada para o condicionamento térmico da edificação nos períodos frios, através de um sistema de calefação dos ambientes pelo insuflamento do ar aquecido. Foi definido primeiramente um pré-projeto do sistema combinado, sendo consideradas as condicionantes do projeto e analisados os materiais mais adequados quanto as suas características térmicas para utilização nas diversas partes do sistema. Baseado neste pré-projeto e na revisão de literatura foi possível desenvolver a modelagem matemática para avaliação da aplicabilidade do sistema para o clima para o qual foi proposto, a qual foi realizada considerando os dados climáticos do mês de julho. Os resultados obtidos demonstram que o subsistema de calefação conseguiu elevar a temperatura no interior da residência em até 7 oC no pico máximo, e durante aproximadamente 30% das horas conseguiu deixar a temperatura da edificação em conforto térmico. No subsistema de aquecimento de água, para o mês de julho, a temperatura aumentou em 5,5 oC, nos meses de dezembro, janeiro, fevereiro e março a temperatura da água ultrapassa os 35 oC, podemos considerar, que a demanda de água quente, nesses meses seja suprida sem o uso de energia elétrica. Considerando que o mês adotado é julho, mês com irradiância solar mais limitada do ano, para a região do estudo, o sistema combinado proposto apresentou resultados positivos, os quais vão ainda melhorar para os outros meses do ano.

This thesis presents an analysis of the economic feasibility of replacing the shower when electric heaters by solar in a unifamiliar residence in the city of Maceio/AL. The solar heating systems, plain plate type and with natural movement (for siphon term) are very suitable for heating household water. In Brazil, due to its climatic conditions are very favorable for these types of systems, they are widely used especially in the Northeast since they depend on sunlight and solar radiation received locally. It is presented a brief introduction describing the entire methodology used for the completion of project. Are given the variables of interest, the design and assembly of the system are. The given practical application of the methodology used is presented in a case study conducted in a unifamiliar residence at the Maceió/AL city. With all mounted system can assess the efficiency of the project, its economic viability and economy generated over 20 years. The outcomes obtained they showed what the substitution of the bath electric for heating solar is viable, generates an economy about to the consumer of low income of R$ 1.826,05, about to the of average income of R$ 4.290,01 & high-yielding of R$ 5.919,75 durante the 20 years of I screen. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Esta dissertação apresenta uma análise da viabilidade econômica quando da substituição do chuveiro elétrico por aquecedores solares numa residência unifamiliar no município de Maceió/AL. Os sistemas de aquecimento solar, tipo placa plana e com circulação natural (por termossifão) são considerados uma alternativa muito apropriada para o aquecimento de água doméstica. No Brasil, devido as suas condições climáticas serem bastante favoráveis para esses tipos de sistemas, os mesmos estão sendo muito utilizados, em especial na região Nordeste, já que estes sistemas dependem da insolação e radiação solar recebida local. O trabalho apresenta uma breve introdução com relação ao tema abordado, descrevendo toda metodologia utilizada para realização do projeto. São apresentadas as variáveis de interesse, o dimensionamento e montagem do sistema. A aplicação prática da metodologia utilizada é apresentada na forma de um estudo de caso realizado numa residência unifamiliar no município de Maceió/AL. Com todo sistema montado é possível avaliar a eficiência do projeto, sua viabilidade econômica e economia gerada ao longo de 20 anos. Os resultados obtidos mostraram que a substituição do chuveiro elétrico por aquecedor solar é viável, gerando uma economia para o consumidor de baixa renda de R$ 1.826,05, para o de média renda de R$ 4.290,01 e alta renda de R$ 5.919,75 durante os 20 anos de projeto.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 3400492 bytes, checksum: 7beeb8e70cf4eabbbfd2d39cc29c4b97 (MD5) Previous issue date: 2009-12-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work presents the development of an automated system for performance analysis of solar collector plan. Concerns to the design and implementation of units of heating and cooling liquid, which provide the adjustments of circulating liquid temperature. Describes how the mass flow rate of the system is controlled by a frequency converter and pulleys that operate on a motor-pump coupling. Shows a graphical interface designed to indicate in real time: the values of the temperature of fluid flowing through the mass flow rate, the ambient air temperature, the state of solid state relays and values of solar radiation incident on solar collector. Explains how the solid state relays enable the units of heating and cooling liquid. Describes the design of electronic circuits for signal conditioning, which are responsible for the compatibility of the signals from the sensors of the system modules for A/D and D/A converters with a resolution of 12 bits. Describes how the values sampled by the A/D and D/A converters were recorded electronically and used in calculations for determining the performance of solar collectors, according to ABNT NBR-10184/1988. To confirm the functionality of the system, was evaluated a solar collector and the parameters of the resulting characteristic curve were 0.61 for FR(τα) and 6.64 W/m2 °C for FR(UL), indicating a typical solar collector behavior with aluminium absorption surface and glass coverage, traded in the Brazilian market. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema automatizado de levantamento de desempenho de coletor solar plano. Trata do projeto e implementação das unidades de refrigeração e de aquecimento auxiliar de líquido, as quais proporcionam os ajustes dos valores de temperatura do líquido circulante. Descreve como a vazão mássica do sistema é controlada por um conversor de freqüência e polias que atuam sobre um conjunto motorbomba. Mostra uma interface gráfica desenvolvida para indicar em tempo real: os valores da temperatura do fluido em circulação, a vazão mássica, a temperatura do ar ambiente, o estado dos atuadores acionados por relés de estado sólido e os valores da radiação solar incidente no coletor solar. Explica como os relés de estado sólido habilitam as unidades de aquecimento e resfriamento de líquido. Faz a descrição do projeto dos circuitos eletrônicos de condicionamento de sinais que são os responsáveis pela compatibilidade dos sinais oriundos dos sensores do sistema para os módulos de conversores A/D e D/A com resolução de 12 bits. Descreve como os valores amostrados pelos conversores A/D e D/A são registrados eletronicamente e usados nos cálculos para determinação do desempenho de coletores solares, de acordo com a NBR-10184/1988. Avaliou-se um coletor solar plano para confirmação da funcionalidade do sistema, cujos parâmetros da curva característica resultante foram 0,61 para FR(τα) e 6,64 W/m2°C para FR(UL), indicando um comportamento comum a coletores solares com superfície de absorção de alumínio e cobertura de vidro, comercializados no mercado brasileiro.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-25T19:15:24Z No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T19:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VANIA CARNEIRO RIBEIRO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2015.pdf: 6758499 bytes, checksum: f6441b3310f7bd423e3a63345d7f9097 (MD5) Previous issue date: 2015 / Capes / A substituição de materiais feitos de vidro e metais por materiais poliméricos está crescendo de forma significativa e o policarbonato é um termoplástico amorfo e de alta transparência, mais leve que o vidro e possui uso bastante diversificado em sua cadeia produtiva. O presente trabalho consiste em um estudo experimental para comparação de eficiência de um sistema de aquecimento de água por energia solar, utilizando um coletor solar plano, operando em regime de circulação forçada. Para análise de tal comparação, serão testadas duas configurações: na primeira será utilizado o coletor solar plano com cobertura de policarbonato alveolar cristal com 4 mm de espessura. Para a segunda montagem experimental será utilizada o mesmo coletor plano, agora com a cobertura de vidro cristal também de 4 mm de espessura. A avaliação de desempenho se dará pela comparação da eficiência térmica para as condições anteriormente propostas (policarbonato e vidro). Para determinação da eficiência em cada um dos sistemas, serão utilizadas medições diárias das condições de insolação em W/m2 (calor disponibilizado pelo sol), medições de vazão mássica do sistema a cada intervalo de tempo (10 minutos), e cálculo do calor ganho em cada intervalo de tempo pela placa de aquecimento pela diferença de temperatura inicial e final desta. Com esta avaliação espera-se definir a melhor montagem (policarbonato ou vidro) a ser utilizada para futuros projetos de coletores solares planos. / The substitute materials made of glass and metal polymeric materials is growing significantly and the polycarbonate is an amorphous thermoplastic, high transparency, lighter than glass and has a highly diversified use in its supply chain. This work consists of an experimental study to compare the efficiency of heating system solar water using a flat solar collector, operating under forced circulation. For analysis of such a comparison will be tested two configurations: first the flat solar collector with coverage polycarbonate crystal with 4 mm thick is used for the second experimental set up is the same collector used now covering also crystal glass 4 mm thick. The performance evaluation will be done by comparing the thermal efficiency for the conditions previously proposed (polycarbonate and glass). To determine the efficiency of each system, daily measurements of insolation W/m2 (available heat from the sun), mass flow measurements of the system at each time interval (10 minutes) and heat calculation in each time interval by the heating plate by the initial and final temperature difference of there. With this evolution is expected to set the best fitting (polycarbonate or glass) to be used for future solar flat plate collectors projects.

Os sistemas de aquecimento solar de água têm sido amplamente utilizados no Brasil para uso doméstico em residências unifamiliares, aproveitando a energia potencial da água do reservatório superior e o fenômeno da termossifonagem para a circulação da água quente. Entretanto estes sistemas de aquecimento de água normalmente são dimensionados através de tabelas fornecidas pelos fabricantes que indicam o número de placas em função do tamanho da família e do número de pontos de utilização de água quente. Esse dimensionamento é muito mais baseado na intuição e experiência dos fabricantes do que em dados científicos. Por isso este trabalho desenvolveu um modelo de otimização para projetos de sistemas de aquecimento solar de água, utilizando uma rotina de simulação numérica em longo prazo em regime transiente. O dimensionamento otimizado fornece a inclinação e a área da placa coletora que resultam no mínimo custo ao longo da vida útil do equipamento. Este custo engloba gastos com a instalação, manutenção e uso de energia auxiliar. O procedimento computacional foi executado com características específicas do projeto, tais como:condições climáticas locais, perfil de demanda de água quente, orientação da placa coletora e a temperatura desejada para o armazenamento da água quente. Foi estudado um sistema de aquecimento solar da água por termossifão com placas coletoras planas para o clima de São Paulo. Este modelo busca facilitar o dimensionamento dos sistemas de aquecimento solar de água para os projetistas, nas condições reais de cada projeto. / Solar water heating systems have been widely used in Brazil for domestic purposes in single-family residences, taking advantage of the potential energy of the water of the superior reservoir and the phenomenon of the termosyphon for the circulation of the hot water. However these solar water heating systems are usually design through tables supplied by the manufacturers that indicate the number of flat plates collectors in function of the size of the family and of the number of points of use of hot water. That design is much more based on the intuition and on the manufacturers’ experience than in scientific data. Therefore this work has developed an optimization model for projects of solar water heating systems, using a routine of a long-period numeric simulation in flow transient. The optimized design supplies the inclination and the area of the flat plate collector that results in the minimum cost over the equipment’s lifetime. This cost includes expenses with the installation, maintenance and use of auxiliary energy. The computational procedure was executed with specific characteristics of the project, such as: local climatic conditions, profile of the hot water’s demand, orientation of the flat plate collector and the temperature wanted for the storage of the hot water. It was studied a solar water heating system by termosyphon with flat plate collector for the climate of São Paulo. This model search to facilitate the design of the solar water heating systems for the designers, of each project’s real conditions.

Com o aumento do consumo de energia elétrica no Brasil, em função de fatores como o aumento da renda per capita e o maior acesso da população aos sistemas de suprimento, justifica-se a procura por fontes alternativas de energia. Esta Dissertação aborda o consumo energético residencial e analisa o papel do aquecimento de água para banho, que representa uma sobrecarga para infraestrutura elétrica no Brasil. O trabalho apresenta uma visão crítica em relação à predominância da eletricidade nesse uso final da energia, já que mais de 80% das residências brasileiras aquecem água para banho com chuveiros elétricos. Propõe-se a utilização de gases combustíveis para o aquecimento de água em residências, identificando que, em vários países do mundo, esse é um uso energético relativamente trivial dos gases combustíveis. A mera comparação internacional peca, porém, em não identificar as particularidades do sistema energético nacional, dentro das quais insere-se a predominância da eletricidade no aquecimento de água. O trabalho descreve os aspectos históricos, sociais, tecnológicos e econômicos que sustentam essa situação e apresenta as dificuldades que inibem iniciativas de promoção da substituição da eletricidade por gases combustíveis nesse serviço energético. A discussão é apresentada por meio da metodologia \"SWOT\", que conduz a uma análise comparativa abrangente entre os chuveiros elétricos e os aquecedores a gás. A metodologia utilizada é sintetizada e sua aplicação enfatiza quatro aspectos principais: tecnológicos, regulatórios, culturais e econômicos. A partir dos resultados apresentados, a Dissertação recomenda ações específicas para cada uma das quatro dimensões analisadas, que permitam ampliar a utilização do uso de gases combustíveis para aquecimento de água nas residências brasileiras, diversificando, portanto, a matriz energética desse segmento e reduzindo a participação relativa da eletricidade. O trabalho encerra com sugestões de temas cuja pesquisa merece ser aprofundada, bem como indicando que várias das críticas aqui apresentadas também são relevantes para a discussão do papel da energia solar térmica em ambientes residenciais no Brasil. / With the increase in electricity consumption in Brazil, due to factors such as increased per capita income and greater access of the population to supply systems, is justified the search for alternative energy sources. This dissertation adresses the residential energy consumption and examines the role of heating water for bathing, which is a burden on electrical infrastructure in Brazil. The paper presents a critical view of the predominance of electricity in final energy use, since more than 80% of Brazilian homes heat water to bath with electric shower. It is proposed the use of combustible gases for heating water in homes, identifying that in many countries, this is a relatively trivial energy use of mere international comparison sins, but not to identify the particularities of national energy system, within which is part of the dominance of electricity in water heating. The work describes the historical, social, technological and economic aspects that sustain this situation and shows the difficulties that inhibit initiatives to promote the substitution of electricity for combustible gases that energy service. The discussion is presented through the SWOT methodology, leading to a comprehensive comparative analysis of the electric showers and gas heaters. The SWOT methodology is synthesized and its application emphasizes four main aspects: technological, regulatory, cultural and economic. From the results presented, the dissertation recommends specific actions for each of the four dimensions analyzed, which can widen the use of the use of domestic gas for water heating in the Brazilian households, diversifying therefore the energy matrix of this segment and reducing the share on electricity. The work concludes with suggestions for topics whose research deserves to be thorough as well as indicating that several of the criticisms presented here are also relevant to the discussion of the role of solar energy in residential environments in Brazil.

Main target of this master´s thesis is a projection of a thermal circuit of a heating plant, which uses waste heat of a cogeneration unit with power of 1600 kWe. Electric power of a cogeneration unit is supplemented with an electric power produced from a waste heat. All heat is further used for heating in a warm water heating system. Within this thesis are executed projections of a thermal circuit of a heating plant, choice of particular devices, determination of a thermal power of devices and also determination of conditions of particular heat – transferring substances. Furthermore, design of particular devices is made, mainly for basic dimensions and heat transfer.

This diploma thesis deals reconstruction of sanitation installations in an apartment building in Brno. It is a multi-storey building which is intended mainly for living. The theoretical part deals individual ways of preparation hot water in the apartment buildings. The experimental part deals measurement consumption hot water in the apartment building. Calculating and design part contains a proposal of sewerage system, piping system and linking up of the object on present engineering systems. The diploma thesis also focuses on possible options and re-quested specifics. The diploma thesis was arranged in accordance with present-day valid norms and regulations.

No panorama energético brasileiro, a geração de água quente e fria, pelos métodos convencionais, utilizando energia elétrica, implica em mais um fator de sobrecarga no sistema de geração, transporte e distribuição, potencializando os conhecidos picos de energia, onde o sistema de geração de energia elétrica de nosso país tem que estar dimensionado por apenas seis horas por dia e que para continuar garantindo esta energia exige pesados investimentos públicos, com grandes impactos. A energia elétrica é uma forma de energia de alta qualidade, devendo assim ser destinada a aplicações nobres, onde não é possível substituí-la. Maior importância tem sido dada ao estudo dos sistemas de refrigeração por absorção, devido às peculiaridades desses sistemas em relação aos ciclos por compressão e também pelo aproveitamento dos rejeitos térmicos. O objetivo desta pesquisa é contribuir para a redução do consumo de energia elétrica no setor comercial, mais especificadamente em hotelaria, situação esta que encontramos no consumo simultâneo de fonte de calor quente e fria. No entanto como fonte de energia alternativa a energia elétrica busca-se o gás LP, devido a sua capilaridade de distribuição de grande acesso aos empreendimentos em qualquer local do país e alto poder calorífico. O sistema de ar condicionado a gás LP é uma opção para sistemas de climatização. Proporciona uma significativa redução de consumo de energia quando se busca um equilíbrio nas demandas de fonte quente e fria / The Brazilian energy landscape, the generation of hot and cold water, by conventional methods, using electricity, implies an additional overhead factor in system generation, transmission and distribution, leveraging the familiar \"power surges\", where the system electric power generation in our country have to be sized for only six hours a day and to continue ensuring that energy demands heavy public investment, with major impacts. Electricity is a form of high quality power and should therefore be applicable for nobles, where you cannot replace it. Greater importance has been given to the study of the absorption refrigeration systems, due to the peculiarities of these systems in relation to the cycles of compression and also the utilization of waste heat. The objective of this research is to contribute to reducing electricity consumption in the commercial sector, more specifically in hotels, we found this situation in simultaneous consumption of heat source hot and cold. However as an alternative energy source to power up the search LPG, due to its capillary distribution of large enterprises access to anywhere in the country and high calorific value. The air conditioning system LPG is an option for air conditioning systems. Provides a significant reduction of energy consumption when it seeks to balance the demands of hot and cold source.

No panorama energético brasileiro, a geração de água quente e fria, pelos métodos convencionais, utilizando energia elétrica, implica em mais um fator de sobrecarga no sistema de geração, transporte e distribuição, potencializando os conhecidos picos de energia, onde o sistema de geração de energia elétrica de nosso país tem que estar dimensionado por apenas seis horas por dia e que para continuar garantindo esta energia exige pesados investimentos públicos, com grandes impactos. A energia elétrica é uma forma de energia de alta qualidade, devendo assim ser destinada a aplicações nobres, onde não é possível substituí-la. Maior importância tem sido dada ao estudo dos sistemas de refrigeração por absorção, devido às peculiaridades desses sistemas em relação aos ciclos por compressão e também pelo aproveitamento dos rejeitos térmicos. O objetivo desta pesquisa é contribuir para a redução do consumo de energia elétrica no setor comercial, mais especificadamente em hotelaria, situação esta que encontramos no consumo simultâneo de fonte de calor quente e fria. No entanto como fonte de energia alternativa a energia elétrica busca-se o gás LP, devido a sua capilaridade de distribuição de grande acesso aos empreendimentos em qualquer local do país e alto poder calorífico. O sistema de ar condicionado a gás LP é uma opção para sistemas de climatização. Proporciona uma significativa redução de consumo de energia quando se busca um equilíbrio nas demandas de fonte quente e fria / The Brazilian energy landscape, the generation of hot and cold water, by conventional methods, using electricity, implies an additional overhead factor in system generation, transmission and distribution, leveraging the familiar \"power surges\", where the system electric power generation in our country have to be sized for only six hours a day and to continue ensuring that energy demands heavy public investment, with major impacts. Electricity is a form of high quality power and should therefore be applicable for nobles, where you cannot replace it. Greater importance has been given to the study of the absorption refrigeration systems, due to the peculiarities of these systems in relation to the cycles of compression and also the utilization of waste heat. The objective of this research is to contribute to reducing electricity consumption in the commercial sector, more specifically in hotels, we found this situation in simultaneous consumption of heat source hot and cold. However as an alternative energy source to power up the search LPG, due to its capillary distribution of large enterprises access to anywhere in the country and high calorific value. The air conditioning system LPG is an option for air conditioning systems. Provides a significant reduction of energy consumption when it seeks to balance the demands of hot and cold source.