A influência do sistema de ventilação no desempenho da parede de Trombe tem sido analisada ao longo deste capítulo, para a situação de parede de Trombe ventilada e não ventilada. Foi demonstrado até ao momento, de que forma a existência de aberturas de ventilação na parede acumuladora condiciona os valores das temperaturas obtidas através dos diversos sensores colocados nos diversos pontos dos constituintes da parede de Trombe.
-2000 -100 0 100 200 300 400 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 X: 100 Y: 0.2381 atraso (min)
Como se referiu no Capítulo 4, foram colocadas sondas de temperatura pelo interior da célula de teste, junto às aberturas laterais esquerdas, mais concretamente, junto a uma das aberturas superiores e junto a uma das aberturas inferiores. Estas medições foram efectuadas entre as 17h20min do dia 8 de Setembro e as 16h30min do dia 17 de Outubro de 2011. Durante este período, os valores das temperaturas junto às referidas aberturas foram influenciados pela alteração do funcionamento do sistema de ventilação e pela colocação dos dispositivos de sombreamento exteriores, para além das condições climáticas exteriores e das características geométricas e materiais da parede de Trombe.
Na Figura 5.21 é possível observar a variação da temperatura nas aberturas superior e inferior esquerdas, representadas para um período de 11222 amostras, que no período de ensaio experimental se enquadra entre as amostras n.º 8077 e 19299. A variação das temperaturas nas duas aberturas permite analisar, por um lado, o diferencial de temperaturas, e por outro lado, a influência do funcionamento do sistema de ventilação e da colocação dos dispositivos de sombreamento exteriores.
No que respeita ao diferencial de temperaturas, verifica-se que o valor da temperatura na abertura superior assume valores mais elevados do que na abertura inferior, ao longo de praticamente todo o período de análise. Os valores máximos obtidos nas duas aberturas foram respectivamente de 56,60ºC e 38,50ºC e o mínimo de 16,60ºC em ambas as aberturas. O diferencial máximo de temperaturas atingido é de 20,70ºC e o mínimo é de -2,70ºC, constatando-se que a temperatura na abertura inferior assume, neste último caso, valores superiores aos existentes na abertura superior. Estes valores foram obtidos para situações distintas da parede de Trombe, correspondendo o primeiro à situação de parede de Trombe ventilada às 14h40min do dia 13 de Setembro de 2011 e o segundo à de parede de Trombe não ventilada às 17h00min do dia 19 do referente mês. Em ambas as situações não estava colocado o dispositivo de sombreamento exterior.
Figura 5.21 - Variação dos valores das temperaturas na abertura superior esquerda (a vermelho) e na abertura inferior esquerda (a azul).
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ºC x 5min
Os valores das temperaturas registados até cerca das 2000 amostras retratam os valores das temperaturas nas aberturas quando a parede de Trombe é ventilada e não existe sombreamentos exteriores. Como se pode constatar o diferencial de temperatura entre as aberturas é bastante elevado, destacando-se do restante período de ensaio. Esta situação deve-se ao movimento de ar quente que ocorre na caixa-de-ar e que, devido ao fenómeno de convecção, atinge o interior da célula de teste através da abertura superior. Estes valores elevados registam-se durante o período diurno, verificando-se que durante o período nocturno, o diferencial entre as duas temperaturas diminui significativamente. Os valores obtidos para as duas temperaturas durante o período nocturno são elevados, rondando os valores mínimos de 21ºC nas aberturas inferiores e de 25ºC nas superiores.
No período referente às 1209 amostras seguintes, foram colocados os primeiros obturadores nas aberturas de ventilação, em que se constata a aproximação dos valores das temperaturas nas aberturas superior e inferior, cujos valores máximo e mínimo do diferencial são de 5,60ºC e de 0,80ºC, ainda que na abertura superior ocorram temperaturas do ar ligeiramente superiores. Apesar de o primeiro tipo de obturadores permitir infiltrações de ar, a transferência de calor é essencialmente função das características da parede acumuladora.
Quando se introduz os segundos obturadores e são colocados os dispositivos de sombreamento exteriores, os valores das temperaturas nas aberturas mantêm-se muito próximos. A introdução dos dispositivos de sombreamento contribuiu para o armazenamento do calor acumulado na caixa-de-ar imediatamente antes da sua colocação. A partir desta altura, o calor acumulado na caixa-de-ar foi libertado gradualmente para o interior da célula de teste, o que traduz o efeito da capacidade térmica do material e a capacidade da protecção exterior de impedir o fluxo de calor do interior da célula de teste para o exterior. Nos restantes valores das temperaturas junto às aberturas, para a situação de parede de Trombe não ventilada, destacam-se os picos de temperaturas na abertura superior, visíveis entre as amostras nº 8000 e 10000 na Figura 5.21, que caracterizam o aumento bastante evidente das temperaturas na abertura superior quando se retiram os sombreamentos exteriores.
Nos termogramas apresentados nas Figuras 5.12 e 5.13 é possível observar, para além da estratificação das temperaturas superficiais na parede acumuladora, os valores da temperatura junto às aberturas superior e inferior para diferentes períodos do ensaio experimental. Os valores apresentados nos termogramas anteriores permitem confirmar o diferencial de valores entre as temperaturas nas aberturas, e a sua diminuição quando se colocaram os obturadores nas aberturas de ventilação.
5.2.5.2 Velocidade do ar
A velocidade do ar através das aberturas é um parâmetro que influencia o caudal de ventilação e consequentemente o fluxo de calor através da parede de Trombe. Para conhecer
recorreu-se a um termoanemometro. Com o termoanemómetro foram efectuadas medições no dia 14 de Setembro de 2011 por volta das 12h00min, em nove pontos de cada uma das aberturas superiores e inferiores. Apesar de estas medições não terem sido efectuadas continuamente ao longo do período de ensaio experimental, permitiram obter para aquele instante, a estratificação da velocidade do ar nas diferentes aberturas.
Tendo em conta que os valores obtidos nas oito aberturas eram similares, apesar de nas aberturas inferiores serem ligeiramente inferiores, apresenta-se na Figura 5.22 a variação dos valores da velocidade do ar obtidos na segunda abertura superior do lado esquerdo da parede.
De acordo com os valores medidos, constata-se que os valores da velocidade do ar aumentam, na diagonal, desde a base até ao topo da abertura de ventilação, e os valores variam entre cerca de 0,10 m/s e 0,40 m/s.
Os valores da velocidade do ar através das aberturas permitem obter os valores do caudal de ventilação através das aberturas. Os valores obtidos para o caudal através de um das aberturas variam entre 0,002 m3/s e 0,008 m3/s para o período considerado.
Figura 5.22 - Variação da velocidade do ar na 2ª abertura superior esquerda.