Simulação numérica da temperatura interna dos vagões dos trens da série 200 da Trensurb através do software Energyplus

Abstract

O objetivo geral deste trabalho é fazer uma análise da carga térmica e da temperatura interna dos vagões de passageiros dos trens da série 200 utilizados pela Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre (Trensurb). Para essa análise construiu-se uma simulação numérica através do software EnergyPlus e comparou-se com dados de uma viagem real. Foi levado em conta o movimento do trem e as trocas de ar devido à abertura das portas nas estações. As temperaturas internas dos vagões ficaram com ±10% de diferença em relação às medidas. A carga térmica mais significante no caso em análise foi a referente aos passageiros, chegando a quase 70% da carga total nos momentos de maior lotação. A carga referente à abertura de portas teve pouca influência com 1% de contribuição para a carga total nos instantes em que estava aberta. A carga de refrigeração do sistema de ar-condicionado está dimensionada para casos muito extremos e não é fator limitante para o conforto térmico. O trabalho se limitou a obter as temperaturas e cargas térmicas. A simulação deste trabalho poderá ser utilizada em estudos futuros, como testar a aplicação de um novo algoritmo de controle de temperaturas internas dos vagões para o conforto térmico no clima de Porto Alegre.

The main objective of this work is to analyze the thermal load and the internal temperatures of the passenger wagons of the 200 series trains used by Empresa de Trens Urbanos de Porto Alegre (Trensurb). For this analysis, a numerical simulation was constructed through the EnergyPlus software and compared with data from a real trip. It was taken into account the movement of the train and the changes of air due to the opening of the doors in the stations. Internal wagon temperatures were ±10% different from the measured ones. The most significant thermal load in the case under analysis was that of passengers, reaching almost 70% of the total load at the most crowded times. The load related to the opening of doors had little influence with 1% of contribution to the total load in the moments in which it was open. The cooling load of the air-conditioning system is designed for extreme cases and is not a limiting factor for thermal comfort. The paper limited itself to obtain the temperatures and thermal loads. The simulation of this work may be used in future studies, such as to test the application of a new algorithm to control the internal temperature of the wagons for thermal comfort in the climate of Porto Alegre.