Engenharia mecânica em casa

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1 Sistemas de aquecimento Coordenador geral: Luciano Moreira Coordenadora de curso: Teresa Duarte Monitor: Tiago Abreu e Bruno Sousa Equipa 1M03_3 Supervisor: José Duarte Autores: Inês Silva Aleixo Cardoso João Filipe Correia Oliveira Regina Teixeira Pinto Simão Martins Pinheiro Outubro de

2 Introdução Conforto: sinónimo de bem-estar, alívio. Conceito subjetivo, varia de indivíduo para indivíduo e de cultura para cultura. Tem diferentes perspetivas, físicas e psicológicas. Lareira 2

3 Sistemas de aquecimento Lareira e Salamandra (Energia da Biomassa) Coletor Solar (Energia Solar) Conforto em casa Aquecimento Central Casa termicamente otimizada Ar condicionado 3

4 Lareira e Salamandra Salamandra Lareira antiga Lareira moderna 4

5 Lareira e Salamandra Combustão doméstica Consumos energéticos no setor residencial em Portugal, 1990 e 2010 (Fonte: APA, 2012) Equipamentos utilizados para aquecimento em função do ano de construção da residência. 5

6 Coletor Solar A energia solar Portugal tem em média entre 2200 e 3000 horas anuais de Sol enquanto que a Alemanha, por exemplo, apresenta uma média entre 1200 e 1700 horas de Sol por ano. Breve história O aproveitamento da energia solar remonta à antiguidade, sensivelmente a épocas entre 800 A.C a 600 D.C Fig: Tocha olímpica No século XVIII, o cientista Horace-Bénédict de Saussure inventou o percursor dos atuais coletores. 6

7 Coletor solar Constituição do coletor solar Raios luminosos Raios refletidos Emissão de infravermelho Fig: Comportamento dos raios luminosos dentro do coletor. Deve ser constituído por um material bom condutor, geralmente escuro. Onde passa o fluido térmico. Material de elevada condutividade térmica. Evita perdas de calor, dá rigidez e protege o interior do coletor de agentes externos, devendo resistir às solicitações mecânicas, químicas (corrosão), térmicas e de radiação. 7

8 Coletor solar Sistemas de circulação do fluido Circulação Natural Circulação forçada 8

9 Coletor solar A eficiência do coletor solar e as suas diferentes aplicações Eficiências globais e potências úteis obtidas para diferentes potências de radiação solar em função da hora do dia. 9

10 Coletor solar A eficiência do coletor solar e as suas diferentes aplicações Rendimento (%) Aq. Piscinas Aq. Águas Domésticas Aq. Ambiente Aq. Industrial Temperatura (ºC) Rendimento dos diferentes tipos de coletores solares para as suas diferentes aplicações. 10

11 Aquecimento Central Constituição do Aquecimento Central Equipamentos para aquecer o fluido circulante Rede de tubagens Elementos emissores de calor Sistemas automáticos de controlo Representação esquemática de um sistema de aquecimento central numa habitação 9

12 Aquecimento Central Piso Radiante Distribuição ideal do calor: pés quentes, cabeça fria 16º 18º 20º 22º 24º 30º 35º 45º 25º 22º 18º 14º Aquecimento ideal Chão radiante Radiadores Piso radiante Radiadores Perfil de temperaturas para diferentes tipos de aquecimento (Aplicações de Aquecimento Radiante e Climatlzação - Manual Técnico, Uponor) Perfil de temperaturas: Piso Radiante Vs Radiadores (Catálogo de aquecimento por piso radiante, Cirelius, Março de 2008) 10

13 Ar condicionado Breve história O conceito básico de ar condicionado diz-se ter surgido no Antigo Egito. Mais tarde, na Roma antiga, as águas do aquedutos circulavam pelas paredes das casas, com o objetivo de as arrefecer. Foi inventado e utilizado no dia 17 de Julho de 1902 em Buffalo, Nova Iorque por Willis Carrier, um engenheiro nascido em Angola em Constituição do Ar Condicionado 11

14 Ar condicionado Funcionamento Operação de Refrigeração Operação de Aquecimento Ambiente Interno Ambiente Externo Ambiente Interno Ambiente Externo Tubos capilares Tubos capilares Ventoinha Ventoinha Ventoinha Ventoinha Evaporador Condensador Evaporador Condensador Saída do Ar Entrada do ar Saída do Ar Entrada do ar compressão compressão Esquema da operação de refrigeração no ar condicionado Esquema da operação de aquecimento no ar condicionado 12

15 Ar condicionado Tipos de Ar Condicionado Janela Split Self Chiller Possuem o evaporador e o condensador no mesmo compartimento. São também pouco eficientes energeticamente. Contém o condensador e o evaporador separados no lado exterior e interior do edifício É o aparelho mais económico. Não é utilizado a nível doméstico. Utilizado em superfícies comerciais e hospitais. 13

16 Casa termicamente otimizada Fachada principal da CTO Histogramas de Temperaturas da CTO no Inverno e no Verão respetivamente 14

17 Obrigado pela atenção 15