Aplicação de um permutador de calor ar-solo no arrefecimento de um armário de telecomunicações

O número de clientes subscritos em planos de telecomunicações móveis tem aumentado a um ritmo intenso, obrigando as empresas fornecedoras destes serviços a montarem cada vez mais instalações com armários de telecomunicações, de forma a abranger todas as necessidades dos clientes. Estes armários estão dimensionados para que a temperatura dos equipamentos no seu interior não ultrapasse os 55 ºC. Para arrefecer os equipamentos no seu interior são usadas diversas técnicas de arrefecimento, como o a utilização de sistemas convencionais de ar condicionado ou a ventilação forçada. Estes métodos consomem entre 25% a 50% do valor total de energia de cada instalação, contribuindo assim para o elevado consumo energético e, como tal, representando custos muito elevados. Não só custos monetários, mas também um enorme consumo de recursos energéticos do nosso planeta influenciado a libertação de gases de ozono para a atmosfera aumentando o efeito de estufa. Face ao pressuposto, a presente tese apresenta uma solução de arrefecimento passiva utilizando a inércia térmica do solo. Assim, foi utilizado um permutador de calor ar-solo para arrefecimento do interior de um armário de telecomunicações. Este foi equipado com uma resistência elétrica de forma a simular a dissipação da carga térmica dos equipamentos que fazem parte dos sistemas de telecomunicação e todos os restantes equipamentos periféricos. Posteriormente, foi analisado o desempenho do sistema de arrefecimento através da monitorização da temperatura no interior do permutador de calor e no armário de telecomunicações, tendo sido efetuados diversos ensaios com diferentes condições. Para além deste trabalho foi também realizado outro trabalho em paralelo, que consistiu em analisar o perfil térmico do solo em três locais distintos na cidade da Covilhã. Este estudo teve como objetivo conhecer a evolução da temperatura do solo nestas localizações e como é que as diferentes propriedades dos solos influenciam a sua condutibilidade térmica.The number of subscribers to mobile telecommunications plans has increased at a very high rate, obliging service providers to set up more and more telecommunications cabinets to cover all customer needs. These cabinets are sized so that the temperature of the equipment inside does not exceed 55 ºC. To cool down the equipment inside, various cooling techniques are used, such as the use of conventional air conditioning systems or forced air ventilation from outside. These methods consume between 25% and 50% of the total energy value of each installation, contributing to the high energy consumption and thus representing very high costs. Not only monetary costs but also a huge consumption of our planet's energy resources influenced the release of ozone gases into the atmosphere by increasing the greenhouse effect. The present thesis presents a passive cooling solution using the thermal inertia of the soil. Work was carried out with an air-ground heat exchanger that was used for cooling the interior of a telecommunications cabinet. The cabinet was equipped with an electrical resistance to simulate the dissipation of the thermal load of the equipments that are part of the telecommunication system and all the peripherals equipments as well. Afterwards, the performance of the cooling system was analyzed through the temperature monitoring inside the heat exchanger and in the telecommunications cabinet. Several tests were carried out with several conditions. In addition to this work, another work was also carried out in parallel, which consisted of monitoring the soil thermal profile temperature in three separate locations in the city of Covilhã. This study aimed to know the evolution of soil temperature in these locations and how the different soil properties influence its thermal conductibility