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SISTEMAS DE AR CONDICIONADO: CARGA TÉRMICA E INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO

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SISTEMAS DE AR CONDICIONADO: CARGA TÉRMICA E INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO - PowerPoint PPT Presentation


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SISTEMAS DE AR CONDICIONADO: CARGA TÉRMICA E INSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO . Adaptado a partir de material gentimente cedido pelo s Profs. Ricardo de M. Carvalho – Unifei – Itajubá, e Rigoberto Morales, CEFET-Paraná, pelo Prof. Fernando A. França, da FEM – Unicamp Abril de 2005.

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SISTEMASDEAR CONDICIONADO:CARGA TÉRMICAEINSTALAÇÕES DE AR CONDICIONADO

Adaptado a partir de material gentimente cedido pelos Profs. Ricardo de M. Carvalho – Unifei – Itajubá, e Rigoberto Morales, CEFET-Paraná, pelo Prof. Fernando A. França,da FEM – Unicamp

Abril de 2005

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O Cálculo da Carga e os Sistemas

  • Primeiros Sistemas
      • Aquecimento e Ventilação
  • Posteriormente
      • Resfriamento e Desumidificação
  • Ar condicionado
  • Água gelada
  • Ar + Água gelada
  • Área Condicionada
      • Zona simples;
      • Multi-zonas - zonas com diferentes necessidades
  • Sistemas centrais
  • Sistemas individuais
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CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA

  • As variáveis que determinam a carga térmica são numerosas, difíceis de definir precisamente e sempre inter-relacionadas;
  • Quatro tipos de fluxo de calor, relacionados, porém distintos, transientes, devem ser definidos:
      • Potência térmica do ambiente;
      • Carga térmica do ambiente;
      • Taxa de remoção de calor do ambiente;
      • Carga térmica do fan-coil / unidade condicionadora, etc
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CARGA TÉRMICA: A Potência Térmica do Ambiente

  • É a quantidade de calor por unidade de tempo que entra ou é gerada no ambiente.
  • É classificada conforme:
      • Modo (radiação, transmissão, geração interna, etc);
      • Tipo (calor sensível ou calor latente).
  • A potência térmica resulta de:
      • Radiação solar através de superfícies transparentes;
      • Condução de calor do exterior para o ambiente através das paredes ou telhados
      • Condução de calor através de paredes, divisórias, tetos, pisos internos;
      • Calor gerado no ambiente por ocupantes, animais, luzes e equipamentos;
      • Transferência de calor devido à ventilação, renovação e infiltração de ar externo;
      • Outros.
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CARGA TÉRMICA: a Carga Térmica do Ambiente

  • É a potência térmica que deve ser removida do ambiente condicionado para manter a temperatura em um valor estipulado;
  • A potência térmica não é necessariamente igual à carga térmica de resfriamento (efeito de acumulação). Por exemplo, o ganho de calor por radiação é acumulado em paredes, tetos, piso, etc, e defasa as distribuições de potência e carga térmica.
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CARGA TÉRMICA:

  • Taxa de remoção de Calor
      • É a taxa com que o calor é retirado do ambiente condicionado.
  • Carga térmica do condicionador
      • É a potência térmica de um ou em vários espaços condicionados;
      • A carga térmica do condicionador / fan-coil é a soma das potências térmicas instantâneas de todos os ambientes condicionados, mais uma potência adicional imposta por fatores externos.
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CARGA TÉRMICA: Variáveis de Projeto

  • Para calcular a carga térmica de resfriamento é necessário:
      • Obter características físicas do prédio, dimensões, materiais, etc;
      • Determinar a localização do prédio, orientação e sombreamento;
      • Obter informações sobre o clima no local, e especificar os dados de projeto de acordo com normas;
      • Obter informação sobre iluminação, ocupantes, tipo de ocupação, equipamentos, etc, tudo que possa contribuir para a carga térmica interna;
      • Especificar o dia típico de cada mês para fazer os gerar os valores de carga térmica;
      • E vários outros...
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Condicionamento Térmico de Edifício Comercial:

Estudo de Caso

Algumas variáveis de projeto:

 Edifício de 12 andares

 Pé direito das salas com 2,6 m

 Fachada leste, orientação L-O

 Altura do forro 0,4 m

 50% das fachadas externas

de vidro

 Garagem não condicionada

(no subsolo)

 1,5 trocas de ar por hora

(renovação do volume do edifício)

 Ocupação de 6 m2 / pessoa

Edifício Bussiness Point

Setor Autarquias Sul - Brasília - DF

 Iluminação 40 W/m2

 BS = 24 oC UR = 50 %

http://www.bpoint.com.br

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Edifício Inteligente, o Sistema Central Controla:

  • Chiller
  • AR CONDICIONADO DE DEPENDÊNCIAS COMUNS;
  • ILUMINAÇÃO DE DEPENDÊNCIAS COMUNS, EM ASSOCIAÇÃO COM SENSOR DE PRESENÇA;
  • MOVIMENTAÇÃO DE TRÊS ELEVADORES;
  • SEGURANÇA DE ACESSO:

ACESSO NAS CATRACAS DO LOBBY, COM CARTÃO ELETRÔNICO

ACESSO À GARAGEM;

FOTOGRAFIA DIGITAL DE VISITANTES NO LOBBY E CORREDORES MULTI-USUÁRIOS;

ABERTURA DE PORTAS DE SEGURANÇA.

  • SENSORES DE FUMAÇA E FOGO;
  • OUTRAS UTILIDADES: BOMBAS, VENTILADORES DE GARAGEM, CAIXAS DE ÁGUA;
  • LEITURA DOS BTU METERS E RELÓGIOS ELÉTRICOS;
  • ACESSO INTERNET BANDA LARGA E VOIP (PREVISTO)
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CARGA TÉRMICA DO EDIFÍCIO

900 TR

Diversos

5%

Ar externo

15%

Pessoas

13%

Estruturas

46%

Luzes

21%

O condicionamento dos ambientes privados é exclusivo: sistema de água gelada com fan-coils e “ BTU meter “

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PRINCIPAIS ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  • REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO
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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

 CORES CLARAS

 REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

 REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

 VIDROS REFLETIVOS

 ISOLAMENTO APROPRIADO

 ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 CORES CLARAS  Redução de 900 para 880 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 REDUÇÃO DOS VIDROS  Redução de 900 para 800 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 REVESTIMENTO REFLETIVO  Redução de 900 para 800 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 VIDROS REFLETIVOS  Redução de 900 para 795 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 ISOLAMENTO  Redução de 900 para 845 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

 ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO  Redução de 900 para 830 TR

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ESTRATÉGIAS DO PROJETO

  •  CORES CLARAS
  • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA:

70  50%

  •  REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO:

MÁMORE BRANCO

  •  VIDROS REFLETIVOS
  •  ISOLAMENTO APROPRIADO
  • ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO
  • REDUÇÃO DA CARGA TÉRMICA:
  • DE 900 TR PARA 450 TR

- 50%

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DIMINUIÇÃO DA CARGA TÉRMICA EM RELAÇÃO AO PRÉDIO BASE (PADRÃO, DE CUSTO MÉDIO)

 Cores claras 2,2 %

 Redução vidro 11,0 %

 Revestimento 11,0 %

 Vidros refletivos 11,6 %

 Isolamento 6,1 %

 Rotação 7,8 %

REDUÇÃO TOTAL 50 %

slide21

REDUÇÃO DA CARGA TÉRMICA

E NOVAS TENDÊNCIAS

  • Nova tendência tecnológica
  • no Brasil:
  • Estruturas mais leves, concreto protendido, dry-wall, isolamento térmico de paredes, vidros duplos, etc

Diversos

3%

Estruturas

12%

Ar externo

28%

  • Nova tendência tecnológica:
  • Controle de presença
  • e/ou contaminantes

Luzes

35%

Pessoas

22%

  • Nova tendência tecnológica:
  • Iluminação por LED (light emission diode)
  • >> 25% redução consumo;
  • >> 6 x mais durável

(Veja New York Light Fair 2005)

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OUTRAS ALTERAÇÕES POSSÍVEIS NO PROJETO

 Sistema de Termo-Acumulação (redução na conta de energia)

  • Utilização de Ar Externo para Resfriar Estrutura à Noite
  • Utilização do Calor Rejeitado no Condensador do Chiller
  • Aplicar Resfriamento Evaporativo no Condensador do Chiller;
  • Alteração de Set-Point (maior temp. ambiente e UR);
  • Utilizar Motores Elétricos de Alto Rendimento;
  • Outros.