Heat Load Calculation: Comparison between Computational Simulation in EnergyPlus and Analytical Method

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/entac.v20i1.6237

Keywords:

Heat load, Climate control, Load calculation, EnergyPlus, Thermal energy simulation

Abstract

Correctly calculating the thermal load is important for properly sizing room air conditioning. There are several ways to perform this calculation for a space, including the analytical way, using the instructions provided by the NBRs, and the use of computer simulation, using software such as EnergyPlus, which delivers its results in thermal load. The aim of this study is to compare the results of this calculation between the analytical and computer simulation methods, using a hypothetical model building located in Belém do Pará, Brazil. As the main results, comparing the thermal load obtained for the three rooms of the building, it can be seen that the final thermal load values are similar, with a percentage difference of between 6 and 15%, while heat flow calculations between the two methods are not comparable. It can be concluded that, for less complex environments, the method chosen does not significantly influence the choice of air conditioning solutions.

Author Biographies

Filipe Menezes de Vasconcelos, Universidade Federal do Pará

Master in Architecture and Urbanism from the Federal University of Pará. PhD student in Electrical Engineering at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil).

Sergio Murillo de Almeida Souza, Federal University of Pará

Studying Mechanical Engineering at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil)

Bernardo Contente Pereira, Federal University of Pará

Studying Mechanical Engineering at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil)

Maria Emília de Lima Tostes, Federal University of Pará

PhD in Electrical Engineering from the Federal University of Pará. Tenured Professor at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil).

Carminda Célia Moura de Moura Carvalho, Federal University of Pará

PhD in Electrical Engineering from the Federal University of Pará. Tenured Professor at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil).

Bianca Beatriz Silva Corrêa, Federal University of Pará

Bachelor's degree in Electrical Engineering from the Federal University of Pará. Master's student in Electrical Engineering at the Federal University of Pará (Belém - PA, Brazil)

References

ANSI/ASHRAE. Standard 140-2004: Standard Method of Test for the Evaluation of Building Energy Analysis Computer Programs. Atlanta,2004

VEIGA, C. Análise do desempenho térmico de uma residência unifamiliar por meio de simulação computacional. 1. ed. Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina, 2023.

CREDER, H. Instalações de ar-condicionado. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401: Instalações de ar-condicionado - Sistemas centrais e unitários. Rio de Janeiro, 2008.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: Desempenho Térmico de Edificações. Rio de Janeiro, 2003.

PBE-EDIFICA. Arquivos climáticos INMET 2018 | PBE EDIFICA. Disponível em: <https://pbeedifica.com.br/arquivos-climaticos/inmet2018>. Acesso em: 30 maio. 2024.

WEBER, F.; MELO, A; MARINOSKI, D.; GUTHS, S.; LAMBERTS, R. Desenvolvimento de um modelo equivalente de avaliação de propriedades térmicas para a elaboração de uma biblioteca de componentes construtivos brasileiros para o uso no programa EnergyPlus. 1. ed. Florianópolis: LabEEE, 2017.

BRASIL. Portaria Inmetro n° 309, 22 de dezembro de 2022. Anexo 1 - Instrução Normativa do Inmetro para Edificações Comerciais, de Serviço e Públicas.Brasília: Diário Oficial da União. 2022.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15575: Edificações habitacionais - Desempenho. Rio de Janeiro, 2021.

SANTOS, G. A. DOS et al. Simulação de carga térmica e otimização de sistema de ar-condicionado utilizando a integração EnergyPlusTM / MATLAB®. The Journal of Engineering and Exact Sciences, v. 9, n. 2, p. 15337– 01e, 13 mar. 2023.

RESENDE, B. C.; SOUZA, H. A. DE; GOMES, A. P. Modelagem da transferência de calor de ambientes subterrâneos no programa de simulação EnergyPlus. Ambiente Construído, v. 19, n. 1, p. 161–180, mar. 2019.

US DEPARTMENT OF ENERGY. Input Output Reference: EnergyPlus Version 9.4.0 Documentation. 2020.

SOUSA, F. P. DE; SILVA, A. S. Manual de Introdução à simulação do desempenho de edifícios: um curso para iniciantes no software EnergyPlus. Campo Grande: 2021.

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura. 3a ed. São Paulo: PW, 2014. v. 1

Published

2024-10-07

How to Cite

VASCONCELOS, Filipe Menezes de; SOUZA, Sergio Murillo de Almeida; PEREIRA, Bernardo Contente; TOSTES, Maria Emília de Lima; CARVALHO, Carminda Célia Moura de Moura; CORRÊA, Bianca Beatriz Silva. Heat Load Calculation: Comparison between Computational Simulation in EnergyPlus and Analytical Method. In: NATIONAL MEETING OF BUILT ENVIRONMENT TECHNOLOGY, 20., 2024. Anais [...]. Porto Alegre: ANTAC, 2024. p. 1–15. DOI: 10.46421/entac.v20i1.6237. Disponível em: https://eventos.antac.org.br/index.php/entac/article/view/6237. Acesso em: 21 nov. 2024.

Issue

Section

Conforto Ambiental e Eficiência Energética

Most read articles by the same author(s)

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.