Simulação de sistema para aquecimento de piso de câmaras frias e análise comparativa com projeto existente

Abstract

Projetos de sistemas de aquecimento de piso para prevenir o congelamento da água contida no solo são primordiais em câmaras frias que operem em temperaturas negativas. A expansão volumétrica da água ao se solidificar pode ocasionar problemas à infraestrutura. O presente trabalho estuda o problema do aquecimento de piso de um centro de distribuição refrigerado em que houve falha de projeto, ocasionando em prejuízos ao estabelecimento. Com o auxílio do software Energy 2D, é proposto um modelo simplificado do sistema, a fim de simular, testar o seu funcionamento em diversos cenários e avaliar o desempenho de uma ferramenta simples de modelagem computacional ao auxiliar em problemas de engenharia. Os resultados são validados com a análise dos dados obtidos, além da comparação aos valores indicados por um relatório técnico contratado pela empresa, onde foi constatado que cada tubo deve fornecer, pelo menos, 3,75 W/m de calor. Os resultados das simulações apontam para números semelhantes, com a transferência de ao menos 1,57 W/m de calor por tubo sendo suficiente para manter o solo em temperaturas positivas por 90 dias, próximo ao regime constante.

Designs of frost heave prevention systems are essential in cold storage rooms that operate at negative temperatures. The volumetric expansion of water when it solidifies can cause infrastructure problems. The present work studies the problem of floor heating in a refrigerated distribution center in which there was a design failure, causing disruption and damage to the establishment. With the help of Energy 2D software, a simplified model of the system is proposed in order to simulate, test the operation in different scenarios and evaluate the performance of a simple computational modeling tool in assisting with engineering problems. The results are validated by analyzing the data obtained, in addition to comparing them with the values indicated by a technical report contracted by the company, which found that each tube must provide at least 3.75 W/m of heat. The simulation results point to similar numbers, with the transfer of at least 1.57 W/m of heat per tube being sufficient to maintain the soil at positive temperatures for 90 days, close to the constant regime.