Disseny d'una pràctica docent per a l'estudi tèrmic en edificació
Tutor / Supervisor
Student
Ramon Cabello, Ivan
Document type
Bachelor thesis
Date
2023
rights
Open Access
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
Avaluar les pèrdues o guanys de potència (ɸ [W]) d'un edifici o habitació és important per determinar la necessitat de possibles reformes per millorar l'aïllament d'aquests; ja que com més grans siguin aquestes pèrdues o guanys de calor, es necessitaran més aparells de climatització que poden suposar més despeses econòmiques i un major impacte energètic. Aquest projecte es basa en la creació d'una pràctica docent per l'estudiantat de l'assignatura de Termotècnia, pertanyent al Q7 del Grau en Enginyeria en Tecnologies Industrials; on l'alumnat podrà aprendre els conceptes tèrmics principals relacionats amb l'edificació i a quantificar aquest bescanvi energètic amb l'exterior en una habitació de l'ETSEIB. Quan tots els fonaments teòrics que intervenen en aquestes pèrdues o guanys energètics s'han comprés; s'ha ideat el disseny d'un dispositiu amb sensors de temperatura i de flux de calor (q [W/m2]) per estudiar les superfícies de l'habitació on hi ha bescanvi energètic amb l'exterior; sempre tenint en compte la utilització del sensor de flux de calor HFP01. Un cop adquirit el material i elements implicats en el disseny inicial, s'han realitzat proves i estudis comparatius entre diverses opcions de sensors de temperatura, de microcontroladors per llegir mesures dels sensors i de diferents maneres de llegir les mesures que proporciona el sensor de flux de calor; arribant al muntatge experimental dels dispositius de mesura, tenint en compte aspectes com la facilitat de manipulació i la protecció dels components més sensibles. Amb el muntatge ja realitzat i després de les últimes comprovacions del seu correcte funcionament, s'han pres les mesures corresponents al Laboratori Docent de Termotècnia. Després de diversos càlculs i l'anàlisi d'aquestes mesures s'ha anat confeccionant el disseny i funcionament de la pràctica per l'estudiantat i les pautes d'avaluació pel professorat. Aquest projecte pot servir com a base per elaborar un guió per l'estudiantat que realitzarà la pràctica i per realitzar diferents proves de simulació de la pràctica; amb l'objectiu de corregir possibles errors de funcionament i de poder implementar aquesta pràctica docent a l'assignatura de Termotècnia
Evaluar las pérdidas o ganancias de potencia (ɸ [W]) de un edificio o habitación es importante para determinar la necesidad de posibles reformas para el aislamiento de éstos; ya que cuánto más grandes son estas pérdidas o ganancias de calor, se necesitarán más aparatos de climatización que pueden suponer más gastos económicos y un mayor impacto energético. Este proyecto se basa en la creación de una práctica docente para el estudiantado de la asignatura de Termotecnia, perteneciente al Q7 del Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales; dónde el alumnado podrá aprender los conceptos térmicos principales relacionados con la edificación y a cuantificar este intercambio energético con el exterior en una habitación de la ETSEIB. Cuando todos los fundamentos teóricos que intervienen en estas pérdidas o ganancias energéticas se han comprendido; se ha ideado el diseño de un dispositivo con sensores de temperatura i de flujo de calor (q [W/m2]) para estudiar las superficies de la habitación donde hay este intercambio energético con el exterior, siempre teniendo en cuenta la utilización del sensor de flujo de calor HFP01. Una vez adquirido el material y los elementos implicados en el diseño inicial, se han realizado pruebas y estudios comparativos entre varias opciones de sensores de temperatura, de microcontroladores para leer las medidas de los sensores y de diferentes maneras de leer las medidas que proporciona el sensor de flujo de calor; llegando al montaje experimental de los dispositivos de medida, teniendo en cuenta aspectos como la facilidad de manipulación y la protección de los componentes más sensibles. Con el montaje realizado y después de las últimas comprobaciones de su correcto funcionamiento, se han tomado las medidas correspondientes en el Laboratorio Docente de Termotecnia. Después de diversos cálculos y el análisis de estas medidas se ha ido confeccionando el diseño y funcionamiento de la práctica para el estudiantado y las pautas de evaluación del profesorado. Este proyecto puede servir como base para elaborar un guion para el alumnado que realizará la práctica y para realizar pruebas de simulación de la práctica; con el objetivo de corregir posibles errores de funcionamiento y de poder implementar esta práctica docente en la asignatura de Termotecnia
Evaluating the power (ɸ [W]) losses or gains of a building or room is important to determine the need for possible reforms for the insulation of these; since the greater these losses or heat gains are, the more air conditioning devices will be needed, which may involve more economic costs and a greater energy impact. This project is based on the creation of a teaching practice for Thermotechnics studens,a subject which belongs to Q7 of the Degree in Engineering in Industrial Technologies; where students can learn the main thermal concepts related to the building and to quantify this energy exchange with the outside in a ETSEIB room. When all the theoretical fundamentals involved in these energy losses or gains have been understood, the design of a device with temperature and heat flux (q [W/m2]) sensors has been devised to study the room surfaces where there is this energy exchange with the outside, always considering the use of the heat flux sensor HFP01. Once the material and the elements involved in the initial design were acquired, tests and comparative studies have been carried out between several options of temperature sensors, microcontrollers to read the sensor measurements and different ways to read the measurements provided by the heat flow sensor; arriving at the experimental assembly of the measuring devices, considering aspects such as ease of handling and protection of the most sensitive components. With the assembly done and after the last verifications of its correct operation, the corresponding measurements have been taken in the Thermotechnics Teaching Laboratory. After several calculations and the analysis of these measurements, the practice design and operation for the students and the evaluation guidelines for the teaching staff have been prepared. This project can serve as a basis for developing a script for the students who will perform the practice and to perform simulation tests of the practice; in order to correct possible operating errors and to be able to implement this teaching practice in the subject of Thermotechnics
