AR CONDICIONADO COM 100% DE RENOVAÇÃO DE AR E SEU FUNCIONAMENTO ECO - SUSTENTÁVEL A utilização de sistema de ar condicionado funcionando em conjunto com os recuperadores de frio (conhecidos como recuperadores de calor pela nossa cultura de colonizados, pois no hemisfério norte de clima frio o termo é correto devido ao uso de calefação nos ambientes climatizados). Com a obrigatoriedade de renovação de ar, sistemas de ar condicionados que atendem ambientes com alta densidade de pessoas ou ambientes com muito calor latente, estão sendo majorados para atender as normas vigentes. Também é de conhecimento de todos que temos problemas de geração e distribuição de energia elétrica no nosso país. Esta disponibilidade disponibilidade restrita acaba inviabilizando a readequação de projetos que foram executados em épocas anteriores ou novos projetos já adequados às normas no rmas que entraram em vigência. A espinha dorsal do sistema é composto por recuperador de frio e dois ventiladores, sendo um ventilador utilizado para exaustão do ar interno e o outro para captação de ar novo no ambiente externo e insuflá-lo no interior. Os dois fluxos de ar são obrigados a passar pelo recuperador e trocarem energia térmica entre si, pré resfriando e pré desumidificando desumidificando o ar externo que vai ser insuflado no ambiente. O ar condicionado completa o sistema, diminuindo a umidade absoluta e temperatura do ar novo pré tratado no recuperador recuperador de frio para atingir os parâmetros de projeto. Como pode trabalhar em série ou em paralelo com o recuperador de frio, pode ser de qualquer tipo, tal como split-system; self-contained; roof-top; fancoil ou outro tipo.
Descobrimos que devido ao alto rendimento de nossos equipamentos (recuperadores de frio) é muito mais econômico e higiênico renovarmos todo o ar do ambiente climatizado, bastando para isso que observemos as boas práticas de engenharia. Isso quer dizer que a vazão de ar insuflado pelo recuperador de frio + ar condicionado deve atender à vazão da carta psicrométrica para remover a energia da carga térmica interna calculada (QTi = QSi +QLi). Depois do ambiente estar climatizado, este ar de insuflação passa a ser o ar de exaustão que passa então pelo recuperador de frio e sofre umidificação para diminuir sua temperatura e fica com 100% de umidade. Ao percorrer os trocadores de placas ar-ar ao mesmo tempo que o ar novo captado externamente para ser insuflado no ambiente em seu lugar e por causa da diferença de temperatura, haverá transferência de energia térmica do ar novo e o de exaustão, inclusive ocorrendo uma pré-desumidificação do ar novo. Para se manter pressão positiva no ambiente climatizado, a vazão do ar de exaustão é da ordem de 90% do ar de insuflação. O ar novo ao sair do recuperador de frio vai para o ar condicionado para ter tratamento final e ser insuflado no ambiente a ser climatizado. Em sistemas que o condensador é a ar, descarregamos o ar de exaustão já utilizado no recuperador de frio na sua serpentina de condensação, aumentando a eficiência energética do mesmo. Para ilustrar tal tecnologia de engenharia, selecionamos um supermercado que funciona 15 horas por dia, localizado na zona sul da cidade do Rio de Janeiro – RJ, um dia típico de verão.
Apresentamos um esquema típico de instalação:
R C TERMO ACÚSTICA Cliente
SUPERMERCADO
Ambiente
BOTAFOGO
Local
CONDIÇÕES B. S. (ºF) VERÃO Externas 95,00 Internas 75,20 Diferença 19,80
RIO DE JANEIRO - RJ Altitude= 3,0 m
Nº MC-RJ-01 DATA 11/09/2012
MEMÓRIA DE CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA 15:00 hs B. U. (ºF)
U. R. (%)
80,06
52,68
62,72
50,00
17,34
0,00
Revisão A Folha 01/01 Responsável Técnico Reinaldo de Oliveira R C Termo Acústica
Características do Ambiente Descrição Pé direito (m) Área (m2 )
4,92
1 renova =Vol. Ar Amb. (m3/h)
731,00
1 renova = Vol. Ar Amb. (CFM)
1 TRANSMISSÃO de Carga Térmica 1.1 - Parede Externa 1.2 - Vidro Externo com Persianas 1.3 - Parede In terna 1.4 - Vidro In terno 1.5 - Piso (Interno ou Externo, mudará K) 1.6 - Forro ou Teto (externo, k) 1.7 - Forro ou Teto (interno, k)
TOTAL
2
INSOLAÇÃO NE não
2.1 - VE face 2.2 - VE face 2.3 - VE face 2.4 - VE face 2.5 - PE face 2.6 - PE face 2.7 - PE face 2.8 - PE face 2.9 - Teto
3
(Btu/h)
K
Área (m2)
1,10 1,10 1,10 1,10 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35
36,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 432,00
500 500
T O T A L (Btu/h) (A) C ARGA DE VERÃO (RESUMO)
INVERNO
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
19,80 19,80 10,89 19,80 10,89 19,80 10,89
9.171,72 8.436,70 28.858,79 937,41 38.545,18 32.212,86 15.766,08 133.928,74
T
09 h
T
14 h
16 h
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
pessoas x BTU/h.pessoas pessoas x BTU/h.pessoas 21.000,00 2,00 0,00 0,00 12.300,00
Dif. Temp.
123,00 36,00 547,30 4,00 731,00 432,00 299,00
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Tipo de Atividade
SENSÍVEL
Audiência Estudo
122.500,00
Características
SENSÍVEL
245,00 205,00
CALOR GERADO POR EQUIPAMENTOS (BTU/h)
4.1 - Iluminação = 4.2 - Motores Elétricos até 2 HP = 4.3 - Motores Elétricos + de 2 HP = 4.4 - Pratos Quentes = 4.5 - Diversos =
Vazão de ar (m³/h) 13500,00 Vazão de ar (CFM) 7944,75
0,35 1,10 0,45 1,10 0,45 0,35 0,45
T O T A L (Btu/h) CALOR LIBERADO POR PESSOAS (BTU/h)
3.1 - Calor Sensível = 3.2 - Calor Latente =
4
-
Ver Desenho XXX-XXX Rev.A 3596,52 Número de pessoas 500 2116,55 Número de Renovações/h 27,00 K Área (m2 ) Dif. Temp. VERÃO
Watts x 3,412142 HP x 2.544,434 HP x 2.544,434 kcal x 3,968321 Watts x 3,412142
LATENTE 102.500,00
LATENTE
71.654,98
5.088,87
0,00 0,00 41.969,35 118.713,20
0,00
0,00
(B) C ARGA TÉRMICA DO AR DE RENOVAÇÃO
Retirar da Carta Psicométrica RESUMO SENSÍVEL LATENTE 5.1 - Ar de insuflacao (ºF) = 54,2 / 52,53 / 89,83% 5.2 Bulbo Seco Interior Bulbo Seco Insuflado (ºF) = 1 - TRANSMISS O 133.928,74 18,30 5.3 - Vazão de ar a ser insuflado (CFM) = Retirar da carta Psicrométrica 2 - INSOLAÇÃO 0,00 3 - PESSOAS 122.500,00 102.500,00 (CFM) 42,463 TR 16985,00 6 - AR EXTERNO A SER INSUFLADO (CFM) 4 - EQUIPAMENTOS 118. 713, 20 0 ,00 TOTAL CALOR SENSÍVEL 375.141,93 pessoas x 15,80 CFM/pessoa 7.900,00 CFM 500,00 TOTAL CALOR LATENTE 102.500,00 ren/h x CF CFM 1,00 7.944,75 7.944,75 7 C A R G A T É R M I C A D O A R E X T E R N O T R A T A D O R E C T R I P L O ( B t u / h/ C F M c a r t a P s i c h ) = TOTAL (A) 477.641,93 PERCENTUAL DE CALOR SENSÍVEL CFM 68,00 Btu/h/CFM 540.243,00 BTU/H 78,54% 7.944,75 PERCENTUAL DE CALOR LATENTE TOTAL (B) 21,46% 540.243,00
(C) CARGA TÉRMICA TOTAL-VERÃO 1.017.884,93 CONDIÇÕES DE INVERNO EXTERNA INTERNA DIFERENÇA
B.S. (F)
B.U. (F)
U.R. (%)
0,0 0,0 0,0
0,0 0,0 0,0
0,0 0,0 0,0
84,82
BTU/H
TRANSMISSÃO/INVERNO - 1
0,0
CFM (A E) CARGAS DIVERSAS TOTAL (BTU/HORA)
0,0 0,0 0,0
0,0 0,0 0,0
TR
TOTAL Aquecimento 0,0 0,0
WATTS kW
Com os dados das memórias de carga térmica calculadas de hora em hora, das sete da manhã às dez da noite, representamos gràficamente em vermelho a capacidade frigorígena de um sistema convencional; já em seqüência outro gráfico em amarelo a capacidade frigorígena do sistema ventilação refrigerada.
Vemos que o sistema propicia diminuição de 46% de capacidade frigorígena interna e 100% de renovação do ar interno. Como a Carta Psicrométrica solicita um compressor de 60 TR, há uma diminuição de capacidade do compressor instalado da ordem de 29,4% (uma excelente diminuição de tamanho de equipamento). Como temos que considerar consumo elétrico de ventiladores e eletrobombas dos recuperadores de frio de consumo de água, neste caso, o frio alimentar do supermercado compensa estes consumos. Selecionamos os equipamentos para a máxima exigência térmica que é por volta das 15:00 hs. Carga Témica Interna: 39,8 TR Vazão de ar a ser insuflado: 16.985 cfm (corresponde a 42,5 TR)
Capacidade do equipamento de ar condicionado central selecionado pela Carta Psicrométrica abaixo publicada: 60,9 TR com vazão de 16.985 CFM, atendendo assim a capacidade requerida na carta psicrométrica. Ao se tratar o ar externo nas condições TBS: 35,0ºC e TBU: 26,7ºC por ar interno que vai ser exaurido a TBS: 24,0ºC e TBU: 17,04ºC no Recuperador de Frio, obtém-se ar novo a TBS:19,5ºC e TBU: 19,25ºC. O resfriamento e desumidificação final se dará nos aparelhos de ar condicionado. Neste caso as especificações do sistema de Ventilação Refrigerada são: 60 TR de ar condicionado e 04 unidades RECTriplo 04120 + 01 unidade RECTriplo 04060. O equipamento convencional necessita de 85 TR para realizar o mesmo trabalho com o agravante de que sua vazão de ar é muito maior que a solicitada o que faz com que o equipamento resfrie o ar interno mas mantém a umidade relativa alta prejudicando a sensação térmica dos ocupantes do supermercado e aumentando a necessidade de degelo dos balcões e ilhas de congelados.
Autor: Reinaldo de Oliveira Consultor de Tecnologia Térmica
