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http://hdl.handle.net/10773/34023
Title: | Intelligent module to promote water-savings and thermal comfort in domestic water heating equipment |
Other Titles: | Módulo inteligente para promover a poupança de água e o conforto térmico em equipamentos domésticos de aquecimento de água |
Author: | Ferreira, Joana Gomes |
Advisor: | Ferreira, Jorge Augusto Fernandes Costa, Vítor António Ferreira da |
Keywords: | Thermal systems Water heating devices Tankless gas water heaters Thermal comfort Domestic hot water Dynamic models Modelling Simulation Design Mechanical project |
Defense Date: | 14-Dec-2021 |
Abstract: | There is a growing concern about to the scarceness of natural resources
such as water, which portrait an essential role in domestic water heating
applications. Although tankless gas water heaters (TGWH) are widely
used, some models present challenges related to sudden and unexpected
variations in the demanded hot water flowrate that cannot be anticipated by
the equipment controller. These undesired output temperature variations
are commonly referred as temperature undershoots and overshoots.
Furthermore, there is a high waste of water associated with the long waiting
time in cold starts of this household appliance. All of these factors affect the
users’ thermal comfort. Modern models are already designed and engineered
to overcome these problems.
The present dissertation proposes to develop an intelligent module to install
in existing or new TGWH devices in order to promote the user thermal
comfort as well as promote water savings. The proof of concept of the
proposed solution depends on modeling and simulation (in a simulated
environment) in order to minimize temperature undershoot and overshoot to
values not perceived by users. The mechanical project includes the selection
of the components included and the design layout in the proposed solution
for an easy to install device. A preocupação com a escassez de recursos naturais como a água tem vido a aumentar, recurso este que protagoniza um papel essencial nos sistemas de aquecimento de água domésticos. Embora os esquentadores de água a gás sem tanque (TGWH) sejam amplamente utilizados, alguns modelos apresentam desafios relacionados com variações repentinas e inesperadas de caudal de água quente, que não podem ser previstas pelo controlador do equipamento. Essas variações indesejadas de temperatura de saída são denominadas de undershoots e overshoots de temperatura. Além disso, existe um elevado desperdício de água associado ao longo tempo de resposta no arranque a frio. Todos esses fatores afetam o conforto térmico do utilizador. Alguns equipamentos mais modernos foram desenhados de modo a incluir estratégias para melhorar estes aspetos. A presente dissertação propõe o desenvolvimento de um módulo inteligente para instalação em dispositivos de aquecimento de água novos ou já instalados com o objetivo de promover o conforto térmico do utilizador, bem como a poupança de água associada ao tempo de espera no arranque a frio. A prova de conceito da solução proposta depende da modelação e simulação (em ambiente simulado) procurando minimizar os undershoots e overshoots de temperatura a valores não perceptíveis pelo utilizador. O projeto mecânico inclui a seleção dos componentes e o layout da solução proposta para um dispositivo de fácil instalação. |
URI: | http://hdl.handle.net/10773/34023 |
Appears in Collections: | UA - Dissertações de mestrado DEM - Dissertações de mestrado |
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