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Authors
Abstract(s)
A climatização tem ganho maior importância nos novos projetos de carruagens de materiais circulantes visto que uma das principais queixas dos passageiros é a má climatização das mesmas. No entanto a falta de informação sobre este tema ainda é muito elevada tornando este trabalho mais desafiante.
A climatização dos transportes ferroviários é feita com recurso a sistemas de climatização de expansão direta utilizando um fluido refrigerante como permutador de calor entre o meio a climatizar e o espaço exterior. Após a produção de calor, ou frio, é necessário definir-se qual o meio de transmitir esse calor para o meio ambiente, para isso é utilizado vários tipos de difusores, variando a velocidade de insuflação e o jato de ar insuflado. Com isso é necessária uma seleção minuciosa de modo a obter o melhor conforto térmico.
O presente projeto teve como foco estudar e entender qual o melhor sistema de difusão de ar para a climatização de uma carruagem. Para obter-se uma conclusão foi necessário o estudo e determinação das cargas térmicas para, deste modo, calcular-se os caudais de insuflação necessários. Para a realização do cálculo das cargas foi utilizado o programa DesignBuilder. Outro objetivo foi o estudo do aquecimento por um sistema misto, entre aquecimento por radiação e por difusão de ar. Para determinar-se a melhor solução de difusão de ar realizou-se vários estudos CFD (Computação em Dinâmica dos Fluidos), com recurso ao mesmo programa utilizado para o cálculo das cargas térmicas tendo sido possível observar que o melhor resultado obteve-se quando a difusão de ar foi feita por meio de três difusores de teto. Dois deles, situados por cima da fila de passageiros adjacente ao corredor, com um fluxo unidirecional descendente e o outro difusor situado no centro do teto com fluxo de ar bidirecional. Concluiu-se, igualmente, que a utilização de aquecimento radiante, com a conjunção de um sistema de difusão de ar, melhora o conforto térmico diminuindo o grau de insatisfação dos passageiros.
Air conditioning has gained a great importance in the new design projects for rail vehicles carriages, once one of the main complaints of passengers is poor air conditioning. However, the lack of information on this topic is still very high, making this work more challenging. The air conditioning made by rail transport is made using direct expansion air conditioning systems using a refrigerant fluid as a heat exchanger between the air conditioning medium and the outside space. After the production of heat, or cold, it is necessary to define which means of transmitting this heat to the environment, for this it is used several types of diffusers, varying the insufflation speed and the inflated air jet. Therefore, a thorough selection is necessary in order to obtain the best thermal comfort. The present project focused on studying and understanding the best air diffusion system for the air conditioning of a coach in Copenhagen, Denmark. To reach a conclusion, it was necessary to study and determine the heat loads in order to calculate the required insufflation rates. Another objective was the study of heating by a mixed system, between heating by radiation and by air diffusion. With this, it was possible to observe that the best result was obtained when the air diffusion was made through three ceiling diffusers. Two of them, located above the passenger row adjacent to the corridor, with a unidirectional downward flow and the other diffuser located in the center of the ceiling with bidirectional air flow. It was also concluded that the use of radiant heating, namely floor and side panels, improves thermal comfort by reducing the degree of passenger dissatisfaction.
Air conditioning has gained a great importance in the new design projects for rail vehicles carriages, once one of the main complaints of passengers is poor air conditioning. However, the lack of information on this topic is still very high, making this work more challenging. The air conditioning made by rail transport is made using direct expansion air conditioning systems using a refrigerant fluid as a heat exchanger between the air conditioning medium and the outside space. After the production of heat, or cold, it is necessary to define which means of transmitting this heat to the environment, for this it is used several types of diffusers, varying the insufflation speed and the inflated air jet. Therefore, a thorough selection is necessary in order to obtain the best thermal comfort. The present project focused on studying and understanding the best air diffusion system for the air conditioning of a coach in Copenhagen, Denmark. To reach a conclusion, it was necessary to study and determine the heat loads in order to calculate the required insufflation rates. Another objective was the study of heating by a mixed system, between heating by radiation and by air diffusion. With this, it was possible to observe that the best result was obtained when the air diffusion was made through three ceiling diffusers. Two of them, located above the passenger row adjacent to the corridor, with a unidirectional downward flow and the other diffuser located in the center of the ceiling with bidirectional air flow. It was also concluded that the use of radiant heating, namely floor and side panels, improves thermal comfort by reducing the degree of passenger dissatisfaction.
Description
Trabalho final de mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica
Keywords
Carga térmica Heat load Carruagem Rail vehicle Conforto térmico Thermal comfort Difusão de ar Air diffusion Radiação Radiation CFD
Citation
BAIÃO, Rodrigo Rafael Resende - Estudo de soluções de difusão e radiação para a climatização de uma carruagem de comboio. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2020. Dissertação de mestrado.
Publisher
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa