Estudo e caracterização das perdas de carga num sistema de recuperação com roda térmica de uma UTA

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

A recuperação de energia (calor) do ar de exaustão de um sistema de Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado (AVAC), é hoje fundamental numa procura contínua de eficiência energética dos sistemas térmicos, sendo aliás obrigatória, em muitas situações, no âmbito de diversas normas e legislação em vigor, nacionais e europeias. Este projeto foi concebido para estudar e caracterizar de forma detalhada a perda de carga no escoamento do ar nesta seccção da Unidade de Tratamento de Ar (UTA) (conjunto recuperador + bypass), quer no circuito de insuflação, quer no circuito de extração, procurando melhor entender e caracterizar os principais aspetos que a influenciam. Numa UTA, a utilização de registos de caudal de ar no recuperador de calor, promove um bypass a este componente, diminuindo o consumo de energia associado à ventilação. Esta dissertação foi realizada no âmbito de um estágio curricular na empresa EVAC – Equipamentos de Ventilação e Ar Condicionado, S.A., tendo sido facultado pela mesma, uma instalação composta, em resumo, por uma UTA, por um troço de uma conduta, quatro transdutores de pressão e um caudalímetro (flow nozzle), de modo a ser possível a realização de ensaios práticos. Esta projeto de investigação visa, numa primeira fase, recolher os valores obtidos nos ensaios, onde foram utilizadas e analisadas três chapas, que têm como objetivo simular o comportamento de uma roda térmica e de um registo de caudal na instalação, com diferentes geometrias para diferentes caudais. Todos os cálculos foram efetuados numa folha de cálculo do software Excel desenvolvido para o efeito. Por fim, encontram-se as análises e comparações destes vários ensaios, referentes às três chapas, bem como uma apreciação mais crítica dos resultados obtidos.

The recovery of energy (heat) from a Heating, Ventilation, and Air Conditioning (HVAC) systems is now essential in the ongoing quest for thermal systems’ energy efficiency and is also frequently required by a range of national and european standards and legislation. In order to better understand and define the key factors that influence the pressure drop in the air flow in this section of the Air Handling Unit (AHU) (recover + bypass), this project was designed to study and characterize the pressure drop in detail. The utilization of airflow registers in a AHU induces a heat eecovery bypass reducing the energy consumption associated with ventilation. This dissertation was done as part of a curricular internship at EVAC - Equipa mentos de Ventilação e Ar Condicionado, S.A. To perform practical tests, EVAC provided an installation consisting of an Air Handling Unit (AHU), a duct section, four pressure transducers, and a flow nozzle. This research project intends, in a first phase, to gather the values obtained in the tests, where three plates were analyzed, which attempt to simulate the behaviour of a thermal wheel and a flow register in the installation, with different geometries for different flow rates. A spreadsheet made specifically for this purpose using the Excel program, was used for all calculations. Finally, we have analyses and correlations of these three distinct study cases, referring to the three plates, as well as a more critical assessment of the results.