Análise da qualidade da simulação do fluxo de ar de chaminés solares com o EnergyPlus

Resumo

A ventilação é uma das principais estratégias para alcançar conforto e eficiência energética em climas quentes e úmidos. Nesse contexto, as chaminés solares são dispositivos que promovem o aumento das trocas de ar no ambiente e redução dos gastos energéticos de um edifício. Vários autores utilizaram simulações termoenergéticas em seus estudos sobre o tema, entretanto, não foram encontrados na literatura parâmetros referenciais para uma avaliação numérica anual dos fluxos de ar de uma chaminé solar. Esse artigo apresenta uma investigação sobre três métodos de simulação de chaminés solares no EnergyPlus: modelo ThermalChimney, Airflow Network e HorizontalOpenings. Os métodos foram discutidos em relação à modelagem e suas restrições, com identificação das vantagens e desvantagens de cada. Os fluxos de ar foram comparados àqueles de um modelo numérico desenvolvido por CFD em estudo anterior que, por sua vez, foi validado com medições em um protótipo construído. Para o tratamento dos fluxos de ar, foram utilizados três indicadores estatísticos, Erro Absoluto Médio, Erro Quadrático Médio e Diferenças Médias, em que o melhor resultado foi encontrado para o método ThermalChimney, cujo Erro Absoluto Médio foi entre 37% e 52% em comparação aos demais, que variaram de 65% a 229%. Estes resultados preenchem uma lacuna na literatura ao indicar algumas diretrizes para simulação e, em especial, por analisar indicadores para a comparação entre fluxos de ar de simulações termoenergéticas de chaminés solares com o EnergyPlus.