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

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

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  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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...

  8. 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

  9. 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)

  10. 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 “

  11. PRINCIPAIS ESTRATÉGIAS DO PROJETO •  CORES CLARAS • REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA: 70  50% • REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO: MÁMORE BRANCO •  VIDROS REFLETIVOS •  ISOLAMENTO APROPRIADO •  ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO

  12. 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

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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%

  19. 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 %

  20. 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)

  21. 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.

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