Manual de Ar-Condicionado - Procel

148 Pages·2011·25.68 MB·Portuguese

Sistemas de Ar Condicionado
Agosto/2011
ELETROBRAS
Av. Presidente Vargas, 409 – 13° andar
Centro – Rio de Janeiro – 20071-003
Caixa Postal 1639 – Tel: 21 2514 5151
www.eletrobras.com
PROCEL - Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
Av. Rio Branco, 53 – 14°, 15°, 19° e 20° andares
Centro – Rio de Janeiro – 20090-004
www.eletrobras.com/procel
[email protected]
PROCEL EDIFICA - Eficiência Energética em Edificações
Av. Rio Branco, 53 – 15° andar
Centro – Rio de Janeiro – 20090-004
www.eletrobras.com/procel
[email protected]
Fax: [phone]
TODOS OS DIREiTOS RESERVADOS - É proibida a reprodução total ou parcial, de qualquer forma
ou por qualquer meio. A violação dos direitos de autor (Lei no. 9.610/98) é crime estabelecido
pelo artigo 184 do Código Penal.
ELETROBRAS
Presidência
José da Costa Carvalho Neto
Diretor de Transmissão
José Antônio Muniz Lopes
Secretário Executivo do Procel
Ubirajara Rocha Meira
Departamento de Projetos de Eficiência Energética
Fernando Pinto Dias Perrone
Divisão de Eficiência Energética em Edificações
Maria Teresa Marques da Silveira
Equipe Técnica
ELETROBRAS PROCEL ELETROBRAS CEPEL
Divisão de Eficiência Energética em Edificações Coordenação
Clovis Jose da Silva João Carlos Rodrigues Aguiar
Edison Alves Portela Junior
Autor
Elisete Alvarenga da Cunha
Estefania Neiva de Mello Sergio Meirelles Pena
Frederico Guilherme Cardoso Souto Maior de Castro
Joao Queiroz Krause
Lucas de Albuquerque Pessoa Ferreira
Lucas Mortimer Macedo
Luciana Campos Batista
Mariana dos Santos Oliveira
Vinicius Ribeiro Cardoso
Diagramação / Programação Visual
Anne Kelly Senhor Costa
Aline Gouvea Soares
Kelli Cristine V. Mondaini
Sumário
MÓDULO I .................................................................................................9
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................11
1.1 CLIMATIZAÇÃO – REFRIGERAÇÃO – VENTILAÇÃO .............................................11
1.2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO .................................................................................11
1.3 MEDIDAS DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA (MCE’S) ..........................................11
2 FUNDAMENTOS ................................................................................12
2.1 “UMA VISÃO DE CONJUNTO” ...............................................................................12
2.1.1 UMA INSTALAÇÃO DE PEQUENO/MÉDIO PORTE .........................................................12
2.1.2 UMA INSTALAÇÃO DE MÉDIO/GRANDE PORTE ............................................................13
2.2 CONCEITOS BÁSICOS ............................................................................................14
2.2.1 TEMPERATURA .................................................................................................................14
2.2.2 CALOR SENSÍVEL ...............................................................................................................15
2.2.3 CALOR LATENTE ................................................................................................................15
2.2.4 UMIDADE RELATIVA DO AR (UR) ....................................................................................16
2.2.5 TEMPERATURA DE BULBO SECO DO AR ........................................................................17
2.2.6 TEMPERATURA DE BULBO ÚMIDO DO AR .....................................................................17
2.2.7 ENTALPIA ..........................................................................................................................17
2.2.8 CARTA PSICROMÉTRICA ..................................................................................................17
2.2.9 EXERCÍCIOS NA CARTA PSICROMÉTRICA ......................................................................18
2.2.10 CICLO FRIGORÍFICO POR COMPRESSÃO ........................................................................23
2.2.10.1 CAMADA DE OZÔNIO- SUBSTITUIÇÃO DE GASES REFRIGERANTES .................................29
2.2.11 COEFICIENTE DE PERFORMANCE (COP) .........................................................................30
2.2.12 “ENERGY EFFICIENCY RATE” – EER (RAZÃO DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA) ................30
2.2.13 EFICIÊNCIA EM KW/TR .....................................................................................................31
2.2.14 TRANSMISSÃO DE CALOR - MECANISMOS - RADIAÇÃO - CONVECÇÃO - CONDUÇÃO
............................................................................................................................................31
2.3 CARGAS TÉRMICAS SOBRE UMA EDIFICAÇÃO ...................................................38
2.3.1 FATORES QUE INFLUEM SOBRE AS CARGAS EXTERNAS .............................................38
2.3.1.1 RADIAÇÃO SOLAR ATRAVÉS DE JANELAS ...........................................................................38
2.3.1.2 GANHOS POR CONDUÇÃO ATRAVÉS DE PAREDES EXTERNAS E TELHADOS ..................40
2.3.1.3 AR DE VENTILAÇÃO ................................................................................................................41
2.3.1.4 INFILTRAÇÃO ..........................................................................................................................42
2.3.2 FATORES QUE INFLUEM SOBRE AS CARGAS INTERNAS ..............................................43
2.3.2.1 GANHOS POR CONDUÇÃO ATRAVÉS DE VIDROS - PAREDES INTERNAS- FORROS - PISOS
...................................................................................................................................................44
2.3.2.2 PESSOAS ..................................................................................................................................44
2.3.2.3 POTÊNCIA DISSIPADA POR EQUIPAMENTOS ......................................................................45
2.3.2.4 POTÊNCIA DISSIPADA POR ILUMINAÇÃO ...........................................................................45
2.3.2.5 PERDAS EM DUTOS ................................................................................................................46
2.4 PLANILHA DE CARGA TÉRMICA ...........................................................................48
2.5 CLASSIFICAÇÕES DE SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - EQUIPAMENTOS -
ARRANJOS - DISTRIBUIÇÃO DE AR ......................................................................50
2.5.1 SISTEMA DE EXPANSÃO DIRETA ....................................................................................50
2.5.2 SISTEMA DE EXPANSÃO INDIRETA ................................................................................54
2.5.2.1 TUDO ÁGUA ............................................................................................................................54
2.5.2.2 SISTEMAS AR - ÁGUA .............................................................................................................56
2.5.2.3 SISTEMAS TUDO AR ...............................................................................................................57
2.5.2.3.1 SISTEMAS MULTIZONA ..................................................................................................................57
2.5.2.3.2 SISTEMAS VAV .................................................................................................................................58
2.6 EQUIPAMENTOS DE AR CONDICIONADO E SEUS RENDIMENTOS TÍPICOS .....59
2.6.1 GERAL .................................................................................................................................59
2.6.2 CONDICIONADORES DE JANELA E “SPLITS” .................................................................60
2.6.3 “SELFS” E “CHILLERS” .......................................................................................................62
MÓDULO II .............................................................................................63
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................65
1.1 GERENCIAMENTO DO CONSUMO DE ENERGIA ..................................................65
1.2 DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO .................................................................................65
1.2.1 MEDIÇÕES – INSTRUMENTOS ..........................................................................................65
1.2.2 FOLHAS DE DADOS (“DATA SHEET”) ..............................................................................74
2 MEDIDAS DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA (MCE’S) .....................75
2.1 MCE’S COM CUSTO “ZERO” ...................................................................................75
2.1.1 AJUSTES DE REGISTROS (“DAMPERS”) DE TOMADA DE AR EXTERIOR .....................75
2.1.2 DESLIGAMENTO DE LUZES .............................................................................................77
2.1.3 VAZAMENTO EM DUTOS .................................................................................................78
2.1.4 DESLIGAMENTO DE SISTEMAS DE EXAUSTÃO .............................................................78
2.1.5 LIMPEZA DE FILTROS .......................................................................................................78
2.1.6 PROGRAMAÇÃO DE COMPUTADORES PARA BAIXO CONSUMO ................................79
2.1.7 AJUSTES DE ACIONAMENTOS ........................................................................................80
2.1.8 LIMPEZA DE SUPERFÍCIES DE TROCADORES DE CALOR .............................................80
2.1.9 AJUSTES DE TERMOSTATOS ............................................................................................81
2.1.10 AJUSTES DE VAZÃO DE AR ..............................................................................................81
2.1.11 MANUTENÇÃO PROGRAMADA ......................................................................................82
2.1.12 SEMINÁRIO DE CONSERVAÇÃO DE ENERGIA ................................................................82
2.2 MCE’S COM “BAIXO” CUSTO .................................................................................82
2.2.1 REDUÇÃO DE INFILTRAÇÃO DE AR EXTERNO ...............................................................82
2.2.2 RECÁLCULO DE OCUPAÇÃO DE PESSOAL - AR EXTERIOR - REBALANCEAMENTO ...82
2.2.3 ISOLAMENTO TÉRMICO EM DUTOS ...............................................................................83
2.2.4 ISOLAMENTO DE TUBOS .................................................................................................83
2.2.5 DESLIGAMENTO DE SISTEMAS X INSTALAÇÕES DE SISTEMAS DEDICADOS .........83
2.2.6 DESLIGAMENTO DE BOMBAS DE CIRCULAÇÃO (BAG E BAC) E TORRES DE
RESFRIAMENTO ................................................................................................................83
2.2.7 SEGREGAÇÃO PARA ÁREA DE FUMANTES .....................................................................84
2.2.8 RECALIBRAR CONTROLES ...............................................................................................84
2.2.9 INSTALAR BARREIRAS OU ISOLAR EQUIPAMENTOS ...................................................84
2.2.10 REDUZIR PERDAS EM CIRCUITOS DE ÁGUA (FASE DE PROJETO OU “RETROFIT”) ...84
2.2.11 PROTEÇÃO DE VIDROS - CORTINAS, FILMES, BRISES, TELAS .....................................85
2.3 MEDIDAS COM CUSTOS DE MODERADOS A “ALTOS” - REFORMAS
(“RETROFITS”) ........................................................................................................85
2.3.1 IMPACTO DA “EFICIENTIZAÇÃO” DA ILUMINAÇÃO SOBRE O SISTEMA DE AR
CONDICIONADO ...............................................................................................................85
2.3.3 ISOLAMENTO TÉRMICO EM COBERTURAS ....................................................................87
2.3.4 USO DE MOTORES EFICIENTES .......................................................................................87
2.3.5 USO DE VARIADOR DE FREQÜÊNCIA (VSD’S) ................................................................89
2.3.6 TROCAS DE CENTRAIS DE ÁGUA GELADA (CAG) ..........................................................90
3 “SOFTWARES“ RELACIONADOS À ESTIMATIVA DE CARGA
TÉRMICA E SIMULAÇÃO PREDIAL ..................................................93
BIBLIOGRAFIA .......................................................................................94
ANEXOS ..................................................................................................96
ANEXO A - TABELAS ..............................................................................98
ASHRAE ................................................................................................138
ANEXO B ...............................................................................................142

Sistemas de Ar Condicionado
MÓDULO I