Questão 22 - UFPel PAVE - Etapa 3 2022

Desenho esquemático de um trocador de calor

Fonte: Nóbrega, E.B., et.al. Uma avaliação de estratégias para determinar a temperatura na entrada de trocadores de calor solo-ar. CIÊNCIA E NATURA, v. 43, p. 1-12, 2021.

 

A humanidade sempre buscou soluções para se proteger das diversidades climáticas e obter condições satisfatórias de bem-estar e conforto físico. Assim, o clima é um dos principais fatores em projetos de habitação. Além disso, nos últimos anos, aumentou a necessidade de se aliar conforto térmico à redução no consumo de energia, utilizando-se de recursos energéticos alternativos e principalmente renováveis, que são naturalmente reabastecidos por recursos naturais, como o sol, o vento, a chuva, as marés e a energia geotérmica. Um grupo de pesquisa, do Instituto de Física e Matemática da Universidade Federal de Pelotas, desenvolveu um mecanismo para a utilização da energia geotérmica para aumentar o conforto térmico em residências. Basicamente, esses mecanismos consistem em circular o ar ambiente através de dutos enterrados no solo, aquecendo-o no inverno e resfriando-o no verão, visto que, a alguns metros abaixo da camada superficial da terra, a temperatura do solo mantém-se constante (figura). O grupo de pesquisa, através de várias simulações, observou que um duto de PVC de 200 polegadas com 10m de comprimento, sendo mantida uma velocidade do ar em seu interior constante de 3m/s, a temperatura de saída do ar no duto, no interior da residência, era diretamente proporcional à profundidade na qual ele estava inserido, alterando em 9% a temperatura ambiente à cada metro submerso no interior do solo.

 

    Se a temperatura ambiente encontra-se a 30^oC, no verão, qual será a temperatura de saída do duto no interior da residência, se o duto utilizado na pesquisa estiver enterrado a 3m de profundidade?