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Dissertação

{pt_PT=Numerical analysis of the thermal performance of energy diaphragm walls} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A utilização da energia armazenada dentro da terra, mais conhecida como energia geotérmica de baixa entalpia tem aumentado devido á exigência de mais energia e necessidade de diminuir o consumo de combustíveis fosseis. A extração desta energia renovável ocorre através de sistemas de bombas de calor geotérmicas incorporados em estruturas subterrâneas como por exemplo, estacas termo-ativas, túneis ou paredes termo-ativas. Estas estruturas geotécnicas são equipadas com tubos que possuem um fluido que permite troca de calor com o solo. Vários estudos mencionam que o uso de paredes termo-ativas é escasso devido á sua complexidade e exigência numérica. Utilizando o programa de elementos finitos FEFLOW, várias analises tridimensionais foram executadas e comparadas com estudos numéricos e campo existentes de modo a compreender a viabilidade do programa. De seguida, um estudo paramétrico foi desenvolvido de modo a analisar o impacte térmico provocado pela malha, configuração dos tubos, condutividade térmica do solo, condutividade térmica da parede e geometria da parede. Os resultados obtidos apresentam que paredes com maior exposição para o espaço escavado apresentam maior transferência de calor seguidas pela condutividade térmica do solo e parede. , en=The use of the energy stored inside the earth, know as low-enthalpy geothermal energy is increasing due to the global energy demand and need to decrease the consumption of fossil fuels. The exploitation of this renewable energy occurs with the help of ground source energy systems, within which underground structures such as, energy piles, tunnel linings or energy walls can be utilised. These geostructures are equipped with heat exchanger pipes with a circulating fluid that allows heat exchange with the ground. Studies relating to the use of energy walls are scarce due to their complexity and numerical demand. Using the finite element software FEFLOW, several three-dimensional thermal analyses were performed and compared to existing numerical and field studies to understand the software viability. Subsequently, a parametric study was performed to analyse the thermal impact of the mesh, heat exchanger layout, thermal conductivity of the soil, thermal conductivity of the wall and the geometry of the wall. The findings present that walls with greater exposure to the excavated space present greater heat transfer rate, followed by thermal conductivity of the soil and wall.}
Keywords: {pt=Paredes termo-ativas, energia geotérmica, energia renovável, análise de elementos finitos;, en=Energy walls, geothermal energy, renewable energy, finite element analysis}

Discussão: abril 12, 2022, 8:0