Equipamentos Térmicos

– Termodinâmica;

– Mecânica dos Fluidos;

– Transmissão de Calor.

Apresentação e discussão das matérias lecionadas nas aulas teóricas. Resolução de problemas nas aulas teórico-práticas. Nas aulas práticas é apresentado software relativo à matéria lecionada.

Esta unidade curricular tem como objetivo dotar os alunos de conhecimentos aprofundados sobre equipamentos e sistemas térmicos.

Esta unidade curricular contribui para a obtenção das seguintes competências específicas:

– Dimensionamento e seleção de equipamentos térmicos;

– Projetar, dirigir a instalação e assegurar o eficiente funcionamento de sistemas térmicos.

1.  Tecnologia e equipamentos de combustão.

Combustíveis mais usados e suas propriedades. Conceitos fundamentais de combustão. Otimização da eficiência da combustão. Análise e monitorização de emissões gasosas. Analisadores de gases. Perdas de energia e rendimento. Queimadores de combustíveis gasosos e líquidos. Instalações de gás em edifícios. Concentrações máximas de referência de poluentes no interior dos edifícios.

2.  Permutadores de calor com mudança de fase. Permutadores com transferência de calor e massa.

Condensadores e evaporadores. Tubos de calor. Torres de arrefecimento. Condensadores evaporativos.

3.  Instalações de aquecimento central e produção de AQS.

Geradores de água quente e de ar quente. Potência térmica total e útil. Determinação do rendimento de uma caldeira. Cálculo do consumo de combustível. Caldeira a gás para produção de AQS e aquecimento central. Caldeiras de água quente sem condensação e com condensação. Caldeiras de biomassa. Recuperadores de calor e salamandras. Tipos de instalações de aquecimento central e AQS. Produção de AQS instantânea e com depósito. Instalações monotubo e bitubo, Controlo centralizado e local da temperatura. Unidades terminais de aquecimento: radiadores, ventiloconvetores e painéis radiantes.

4.  Sistemas solares térmicos.

Coletores solares térmicos. Tipos de coletores solares. Constituição dos coletores solares. Coletor plano com e sem cobertura. Coletor parabólico composto (CPC). Coletor de tubos de vácuo. Estudo energético do coletor. Potência térmica útil. Rendimento. Curva caraterística. Seleção do tipo de coletor mais adequado a uma dada aplicação. Orientação e inclinação dos coletores solares. Curvas de penalização. Sombreamentos. Sistemas com circulação natural (termosifão) e com circulação forçada através de bomba. Depósito de acumulação. Bomba de circulação. Vaso de expansão. Purgadores de ar. Válvulas de segurança. Válvula misturadora termostática. Regulador de temperatura diferencial. Tubagens e isolamentos.

NAO

• Grade, A. (2021). Equipamentos Térmicos – Apresentações das Aulas Teóricas. ISEC (disponível na plataforma académica InforEstudante)
• Grade, A. (2020). Equipamentos Térmicos – Textos de apoio às Aulas Teórico-Práticas: Psicrometria. ISEC (disponível na plataforma académica InforEstudante)
• Grade, A. (2020). Equipamentos Térmicos – Textos de apoio às Aulas Teórico-Práticas: Energia Solar. ISEC (disponível na plataforma académica InforEstudante)
• Lawn, C. J. (1987). Principles of Combustion Engineering for Boilers. Academic Press. (disponível na Biblioteca do ISEC: 6-7-118)
• Kitto, J. B.; Rahn, C. H.; Stultz, S.C. (1992). Steam, Its Generation and Use (40th ed.). Babcock & Wilcox Co.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-12-12)
• Stanford, W.; Hill, G. B. (1972). Cooling Towers: Principles and Practice: A Practical Guide to Cooling Tower Selection and Operation. (2nd  ed.). Birmingham: Carter Industrial Products. (disponível na Biblioteca do ISEC: 6-7-107)
• Day, A. R.; Ratcliffe, M. S.; Shepherd, K. J. (2008). Heating Systems, Plant and Control. Wiley-Blackwell. (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-13-154) 
• Recknagel; Sprenger (1972). Manual de Calefacción y Climatización. Editorial Blume.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-13-38)
• ASHRAE (2004). HVAC Systems and Equipment Handbook. ASHRAE.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-13-110CD/111CD)
• Duffie, J. A.; Beckman, W. A. (2013). Solar Engineering of Thermal Processes (4th ed.). John Wiley.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 4-13-84)
• Jutglar, L. (2004). Energia solar. Ceac.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 1-11-28)
• CEN (2000). EN 12975: Thermal Solar Systems and Components – Solar Collectors. CEN.  (disponível na Biblioteca do ISEC: 2-6-995/996/997)
• Raznjevic, K. (1995). Handbook of Thermodynamic Tables (2nd ed.). Begell House, Inc. (disponível na Biblioteca do ISEC: 6-5A-27)

Bibliografia Complementar:

• Glassman, I. (1996). Combustion (3th ed.). Academic Press.
• Singer, J. G. (1993). Combustion Fossil Power: A Reference Book on Fuel Burning and Steam Generation (4th ed.). Combustion Engineering, Inc.
• Stanford, H. W. (2016). HVAC Water Chillers and Cooling Towers: Fundamentals, Application and Operation (2nd ed.). CRC Press.
• Kakac, S.; Liu, H.; Pramuanjaroenkij. Heat Exchangers: Selection, Rating and Thermal Design (3th ed.). CRC Press.
• Shah, R. K.; Sekulic, D. P. (2003). Fundamentals of Heat Exchanger Design. Wiley.