O passo inicial para se definir a capacidade de um sistema começa com o cálculo da carga térmica. Para projetos novos em função dessa carga térmica alguns estudos devem ser desenvolvidos para que se tenha um rumo para qual tipo de sistema podemos escolher.

Alguns tópicos são estudados previamente tais como:

  • Analise da envoltória;
  • Sistemas economizadores;
  • Foot print;
  • Custos dos equipamentos;
  • Custos de operação
  • Eficiência e Pay Back.

Para projetos de retrofit alguns itens são estudados tais como:

  • Energia;
  • Automação;
  • Rejeição de calor;
  • Purga;
  • Arraste

Nos casos de projetos novos devemos estudar a orientação solar da edificação, selecionar com critério os materiais a serem aplicados no projeto, analisar a área de vidro de fachada, entre outros fatores.

Os ciclos economizadores têm sido bastante utilizados nos novos projetos principalmente se estes estiverem sendo desenvolvidos dentro de alguma Certificação. As certificações mais usuais hoje são o Selo Procel, Certificação Aqua e Certificação LEED.

Os processos economizadores mais usuais são aqueles que utilizam rodas entálpicas para a recuperação de energia sensível e latente do ar de retorno pré resfriando o ar externo a ser inserido na edificação. Esse processo gera cerca de 30% de economia referente a parcela da caga de calor do ar externo. Processos economizadores como Free Cooling também costumam ser incorporados em projetos novos com o objetivo de proporcionar economia de energia. Um sistema eletrônico e automático monitora constantemente as temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido, interna e externamente, e avisa quando a energia externa do ar estiver favorável à sua admissão. Um sistema de dampers motorizados é acionado para permitir a admissão de 100% de ar externo e o sistema de compressores é desligado.

Nós vamos agora fazer um estudo comparativo de uma instalação de capacidade de 1000 TR utilizando-se de sistema de água gelada com condensação a ar e condensação a água. Consideraremos a tarifa Eletropaulo 13,8 kV horo sazonal verde e Sabesp (tarifa comercial).

Local: São Paulo – SP

Altitude: 760 m

Temperatura de bulbo seco externo: 33,0 °C

Temperatura de bulbo úmido externo: 24,0 °C

Temperatura de entrada de água no resfriador: 12,5 °C

Temperatura de saída de água do resfriador: 7,0 °C

Sistema 1 – O sistema 1 será de condensação a ar considerando 4 chillers a ar de 250 TRs cada.

Sistema 2 – O sistema 2 será de condensação a água com o uso de 2 centrifugas com condensação a água.

Sistema 3 – O sistema 3 será de condensação a água com o uso de 1 centrifuga de 500 TR convencional e 1 centrifuga de 500 TR HR heat recover.

Analisando a área de foot print teremos a utilização de uma CAG (Central de Água Gelada) de 207 m² para o sistema 1, de 245 m² para o sistema 2 e de 235 m² para o sistema 3.

Analisando os custos de operação e consumo de energia teremos os resultados expressos na figura 1.

Analisando o consumo de água, de energia e a demanda fora da ponta temos o exposto na figura 2.

Devemos analisar cada caso e ponderar os custos de aquisição, consumos de energia e de água para tomar uma decisão assertiva. Esses estudos são essenciais na definição da escolha da ação a ser tomada.

Para situações de retrofit as análises devem ser um pouco mais rigorosas. As situações de instalações mais comuns nos remetem as seguintes situações:

  • Chillers são ligados initerruptamente;
  • Não possuem monitoramento automático;
  • Operação fora dos parâmetros recomendados;
  • Instalação sem confiabilidade;
  • Menor vida útil;
  • Gastos de energia desnecessários;
  • Climatizadores ligados sem necessidade real;
  • Sem monitoramento de status de filtros;
  • Sem controle automático de válvula de 2 vias.

Todos esses itens relatados acima impactam na operação e manutenção do sistema acarretando o seguinte:

  • Desperdício significativo no consumo elétrico anual da CAG;
  • Desperdício significativo no consumo elétrico dos fancoils;
  • Desgaste excessivo de equipamentos funcionando sem necessidade (chillers, bombas e fancoils);
  • Status dos filtros não monitorados automaticamente (gasto de dinheiro desnecessário);
  • Falta de visualização dos parâmetros da CAG;
  • Falta de controle contínuo da temperatura da água gelada;
  • Chillers operando fora do ponto ideal desgastando-se desnecessariamente.

Para resolver esses problemas o sistema de automação necessita ser revisto e ajustado permitindo o seguinte:

  • Ler, registrar e monitorar as funções básicas da programação horária, alarmes e tela gráficas;
  • Interpretar a curva de carga do resfriador e atuar em cima da demanda no seu melhor ponto de operação;
  • Desativar equipamentos quando seu funcionamento não for requerido;
  • Utilizar setpoints fixos de água de condensação e pressão de bombeamento;
  • Efetuar comissionamento do sistema;
  • Analisar os gráficos de tendências.

TABELA RESUMO PARA UMA OPERAÇÃO EFICIENTE

Como podemos economizar água em instalações existentes?

Alguns itens podem ser revistos e acionados se necessário, a saber:

  • Reduzir a carga térmica se possível;
  • Utilizar ciclos economizadores;
  • Aplicar plantas hibridas com o uso de chillers a ar e a água
  • Utilizar heat recover;
  • Utilizar chillers e bombas mais eficientes.

Uma outra alternativa para a economia de água é a purga (Blow Down).

O uso correto de se fazer a purga é utilizar sensores. A água de purga poderá ser reaproveitada na jardinagem pois ela é rica em fosfatos, porém ela deve ser utilizada o mais rápido possível para evitar mau cheiro devido aos fosfatos.

Utilizar água com poucos minerais para diminuir as purgas.

Outro item que pode ser utilizado é aumentar o tamanho da torre para se diminuir a velocidade de descarga do ar e consequentemente diminuir o arraste.

Ricardo Gibrail, é engenheiro, diretor da Air System, VP de Relações Associativas e Institucionais da Abrava e membro do DNPC

O conteúdo da seção Projeto e consultoria é gerido e supervisionado pelo Departamento Nacional das Empresas Projetistas e Consultores (DNPC) da Abrava.

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