Dissertação

{pt_PT=Modelling and experimental validation of mattress modified with PCM to improve the thermal comfort of homeless} {} EVALUATED

{pt=Neste estudo, o desempenho de Materiais de Mudança de Fase (em inglês “Phase Change Materials” ou apenas “PCMs”) foi estudada com o intuito de melhorar o conforto térmico de Pessoas Sem-Abrigo (a viver na rua) em Lisboa. Para isto, foram feitas simulações no EnergyPlus. Estas simulações foram feitas para verificar qual seria o melhor cenário possível para um sistema saco-cama/colchonete, onde PCMs seriam incorporados no colchonete, para a região de Lisboa. Os dois parâmetros estudados foram a temperatura de mudança de fase dos PCMs e a quantidade de PCMs a incorporar no colchonete. O modelo em EnergyPlus foi validado usando simulações experimentais. Estas consistiam numa pessoa dormir 8 horas numa sala com ambiente controlado. Foi concluído que um sistema saco-cama/colchonete, com PCMs incorporados no colchonete, melhorava o conforto térmico da pessoa quando a pessoa já se encontra em equilíbrio térmico com o ambiente à sua volta, enquanto que nos primeiros 30 minutos o sistema com PCMs demora mais tempo a aquecer. Para as condições meteorológicas do Inverno de Lisboa, a melhor temperatura de fusão do PCM testada foi 22 ºC. A melhor temperatura de fusão do PCM seria 28 ºC para temperaturas exteriores amenas à volta de 20 ºC. Foi corroborado o facto de temperaturas superficiais do sistema saco cama/colchonete e temperaturas da pele serem uma ferramenta apropriada para comparar sistemas saco-cama/colchonete., en=In this study, the performance of Phase Change Materials (PCM) to improve thermal comfort of homeless people (outdoors) in Lisbon was studied. For this, several EnergyPlus simulations were performed. These simulations were made to check the feasibility and best-case scenario of a sleeping system, containing a sleeping bag and a sleeping mat, in the meteorological conditions of Lisbon. Two parameters were studied: PCM melting temperature and PCM quantity. This EnergyPlus model was validated using real measured data from experimental simulations in which a subject slept for 8 hours in an ambient controlled room. It was concluded that a PCM sleeping system (system composed of a normal sleeping bag and a PCM-filled sleeping mat) improves thermal comfort in the subject when in steady-state with the surroundings, whereas in the first 30 minutes it takes longer to heat up the system. For Lisbon winter meteorological conditions, the best tested PCM was one with melting temperature of 22 ºC. Ideal PCM melting temperature would be 28 ºC for outside mild temperatures around 20 ºC. It was corroborated that measuring skin and thermal surfaces’ temperature was an appropriate tool to compare sleeping systems.}
{pt=PCMs, Conforto térmico, Sistema saco-cama/colchonete, Temperatura de fusão, Armazenamento de calor em PCMs, en=Phase Change Materials, Thermal comfort, Sleeping System, Melting Temperature, PCM for Heat Storage}

Novembro 20, 2018, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

Rui Pedro da Costa Neto

Centro de Estudos em Inovação, Tecnologia e Políticas de Desenvolvimento (IN)

Especialista

ORIENTADOR

Carlos Augusto Santos Silva

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar