Aula 8 - Sistemas de Ar Condicionado Parte 2

30/9/2010

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA POLITÉCNICA

Eficiência Energética nas Organizações e Empreendimentos

AULA 8

AR CONDICIONADO E VENTILAÇÃO MECÂNICA EDUARDO IOSHIMOTO, Eng. Prof. Dr. ÊNIO KATO, Eng. MSc EDUARDO S. YAMADA, YAMADA, Eng. MSc

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ENERGÉ EM EMPREENDIMENTOS EMPREENDIMENTOS NOMETICA DA DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecâ ecân n ic a 

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ENERGÉ EM EMPREENDIMENTOS EMPREENDIMENTOS NOMETICA DA DISCIPLINA

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A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  CONCEITOS BÁSICOS: 

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: VOLUME DE AR CONSTANTE (VAC) Ar de exaustão

D       a    m      p     e    r   

Ar de retorno

Abafador  de ruído

Damper 

D       a    m      p     e    r   

Ar  externo

Ar  misturado

Ventilador 

T

Ar para ambientes

Abafador  de ruído

Filtro Serpentina de  resfriamento

Características: •

•

•

•

•

Baixa otimização do sistema por conta da vazão constante de ar;  Elevado grau de desconforto térmico; Controle de temperatura somente pela vazão de água gelada ou refrigerante (VRF); Indicado somente para 1 zona térmica (1 sensor de temperatura ou termostato); Para mais de 1 zona térmica, haverá problema controlabilidade de conforto térmico. NOME DAde DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  CONCEITOS BÁSICOS: 

Ar de exaustão

SISTEMAS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: VOLUME DE AR VARIÁVEL (VAV) D       a    m      p     e    r   

Ar de retorno

Ventilador  retorno

Abafador  de ruído

Damper  Serpentina de  resfriamento

Abafador  de ruído Caixa VAV

Ar  externo

D       a    m      p     e    r   

Ar  misturado

Ventilador  insuflamento

Ar para ambientes

T

Damper 

Filtro

Difusor 

P T

T Caixa VAV

Características: •

•

•

•

•

Elevada otimização do sistema devido a variação de demanda térmica dos chillers; Vazão variável de ar em função das condições de conforto; Elevado grau de conforto térmico; Controle de temperatura pela vazão de água gelada ou vazão de ar; Indicado somente para várias zonas térmicas (1DISCIPLINA sensor de temperatura ou termostato por zona). NOME DA

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A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: EVAPORADORAS TIPO CASSETE (Hidrônico ou Exp.Direta VRF) 

1= Evaporadora tipo Cassete (Hidrônico ou Expansão Direta VRF); 2= Damper motorizado de tomada de ar externo; 3= Damper de regulagem; 4= Damper motorizado de expurgo; 5= Veneziana de porta; NOME DA DISCIPLINA 6= Filtro de ar.

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

 COMPONENTES DO SISTEMA: Cassete VRF ou Hidrônico

Damper c/ Atuador Motorizado

Atuador Motorizado (on/off ou proporcional)

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

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A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: FAN COILS + CAIXAS DE VAV (Exp. Indireta ou Self-Contained ) 

1= Fan Coil ou Self-Contained com variador de freq. no ventilador 2= Damper motorizado de tomada de ar externo; 3= Damper de regulagem; 4= Damper motorizado de expurgo; 5= Veneziana de porta; 6= Filtro de ar do Fan Coil; 7= Caixa de Volume de Ar Variável (VAV); NOME DA DISCIPLINA 8= Difusor de teto.

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 COMPONENTES DO SISTEMA: UNIDADE FAN COIL

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

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 COMPONENTES DO SISTEMA:

Motores dos ventiladores centrífugos → podem ou não possuir variadores de frequência

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

 COMPONENTES DO SISTEMA: TIPOS DE CAIXAS DE VAV (Volume de Ar Variável)

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

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A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: FANCOLETES (Exp. Indireta) ou EVAPORADORAS (VRF ou Split) 

1= Fancolete de Água Gelada ou Evaporadora tipo Built-in (VRF ou Split System); 2= Damper motorizado de tomada de ar externo; 3= Damper de regulagem; 4= Damper motorizado de expurgo; 5= Veneziana de porta; 6= Filtro de ar do Fancolete ou Evaporadora Built-in. NOME DA DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

 COMPONENTES DO SISTEMA: EVAPORADORAS (Exp. Direta ou VRF) ou FANCOLETES HIDRÔNICOS TIPO BUILT-IN 

NOME DA DISCIPLINA

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TIPOS DE DISTRIBUIÇÃO DE AR CONDICIONADO: DISTRIBUIÇÃO DE AR PELO PISO (UFAD)

1= Fan Coil ou Self-Contained com variador de freq. no ventilador 2= Damper motorizado de tomada de ar externo; 3= Damper de regulagem; 4= Damper motorizado de expurgo; 5= Veneziana de porta; 6= Filtro de ar do Fan Coil; 7= Ventilador Ativo (Booster) ou Grelha (passivo) difusora de piso; NOME DA e DISCIPLINA 8= Caixa de plenum de distribuição mistura.

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

 COMPONENTES DO SISTEMA:

Difusor de piso passivo

Placa de piso c/ ventilador ativo c/ variador de frequência e 4 difusores direcionáveis

NOME DA DISCIPLINA

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 EXPANSÃO INDIRETA  CENTRAL DE ÁGUA GELADA (CAG) –

SISTEMA DE TERMO-ACUMULAÇÃO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS: Estratégia de redução de custo operacional com armazenamento (“carregamento”)  de carga térmica de resfriamento em horário fora de ponta, para desligamento dos chillers elétricos em horário de ponta com descarregamento do tanque; •

Central de água gelada com tanque de água gelada ou tanque de gelo;

•

Dimensionamento do tanque de água gelada ou gelo é feito em função da demanda térmica no período de ponta com complementação do perfil de maior demanda durante o dia.

•

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  CONCEITOS BÁSICOS: 

  TERMO-ACUMULAÇÃO  EXEMPLO DE PERFIL DE CARGA –

NOME DA DISCIPLINA

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A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

  TERMO-ACUMULAÇÃO  CENTRAL DE ÁGUA GELADA (CAG) –

Bombas de Água Gelada Primárias (BAGP)

Chillers à Ar

Tanque de Água Gelada ou Gelo Válvula de 3 vias

Bombas de Água Gelada Secundárias (BAGS)

Unidades Fan Coils NOME DA DISCIPLINA

A r Co nd ic io nad o e Venti lação M ecân ic a  

 EXPANSÃO INDIRETA  CENTRAL DE ÁGUA GELADA (CAG) –

SISTEMA DE CO-GERAÇÃO Chiller de Absorção de Fonte Indireta

Linha de Energia

 “Expurgo”

Espontâneo de Calor Gerador Elétrico à Gás Natural CAG

Tanque de AQ Trocador de Calor

NOME DA DISCIPLINA

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Si s te m as E lé tr ic o s  SISTEMAS DE AR CONDICIONADO:

ESTRATÉGIAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA:  Tratamento

do ar externo (Pré-resfriamento ou Aquecimento)

→

 reduzir a entrada de

umidade (Calor latente); de calor (Recuperador individual ou Roda Entálpica) → aproveitar o ar de expurgo mais frio para pré-resfriar o ar externo de renovação mais quente;

 Recuperação

 Variação

da tomada de ar externo individual em função da qualidade interna do ar  (Sensor de concentração de CO2 ) → modular a entrada de ar externo em função da qualidade interna do ar ;

primário de variável de água gelada →  menor consumo de energia por   possuir apenas 1 circuito de bombas de água gelada;

 Circuito

  aproveitar as condições favoráveis de temperatura externa sem acionar os equipamentos de resfriamento;

 Free-Cooling →

 Otimização

de operação dos chillers com variador de frequência para funcionarem e m carga parcial e no ponto de melhor eficiência →  redução de consumo de energia ocasionado pela melhor eficiência do conjunto;

→   menor custo operacional causado pela eliminação de demanda elétrica dos chillers em perído de ponta ;  Co-Geração →   aproveitamento de expurgo de energia (calor) espontânea dos geradores para geração de resfriamento nos chillers de absorção.

 Termoacumulação

EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM EMPREENDIMENTOS NOME DA DISCIPLINA

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