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Dissertação

1. RA AREA CONDICIONADA y l E AREAN O CONDICIONADA Figura 21 Planta Baixa da edifica o em estudo Pavimento t rreo e superior As paredes externas do pavimento superior s o compostas por tijolos cer micos argamassa tijolos e reboco interno As esquadrias de ferro e vidro e o teto composto de laje de concreto e telha de fibrocimento o piso composto de laje de piso e piso cer mico No pavimento t rreo as paredes s o compostas por tijolo argamassa e reboco A Tabela 11 apresenta as dimens es das principais salas Na Figura 22 mostram se as partes constituintes da edifica o usadas para os c lculos nos m todos prescritivos e na simula o computacional 15 Em Laje Telha Fibrocimento Concreto ia AR IE FR Tijolo argamassa tijolo reboco i h N x E y Ww E Laje Cer mica T Figura 22 Elementos da edifica o Tabela 11 Caracter sticas das salas Dimens es CxLxh m 11 97 x 10 85 x 2 82 366 24 119 18 A cobertura composta por telhas de fibrocimento protegidas com platibandas em todo per metro bem como espa o para o recebimento das guas pluviais conforme Figura 23 e 24 II ii DE IA IAN Figura 23 Cobertura 16 Telhas de fibrocimento a Laje de concreto Figura 2
2. 0 00 Seg Ter Qua Qui Sex Sab Dias da semana E 1 Semana E 2 Semana 3 Semana E 4 Semana Figura 38 Consumo semanal de energia el trica do per odo de medi o As varia es nestes consumos poderiam ocorrer tamb m devido s varia es clim ticas por m segundo dados do Inmet 2010 no per odo sob an lise foi registrado uma temperatura m dia de 37 C nas quintas feiras ou seja n o ocorrendo uma varia o significante 97 Dessa forma o que influencia bastante no consumo a inexist ncia de qualquer controle do uso dos condicionadores com o funcionamento de aparelhos em salas que n o est o sendo utilizadas para as aulas A Tabela 16 mostra os consumos m dios semanais de acordo com o per odo do dia Tabela 16 Consumo m dio de energia el trica semanal durante o per odo de medi o Consumo M dio KWh 7 31 s 11 30 25 95 11 31 s 13 30 14 83 13 31 s 17 30 34 93 17 31 s 18 00 3 39 18 01 s 22 00 19 98 22 01 s 7 30 20 47 Na Tabela 16 poss vel identificar os consumos totais de acordo com os dias da semana essa varia o nos dias da semana ocorre em decorr ncia dos hor rios de funcionamento das salas n o serem iguais para todos os dias da semana por isso houve dias de maiores consumos que outros A Tabela 17 resume se os consumos m dios de segunda a s bado nos hor rios programados para uso das salas e fora desses hor rios intervalos Tabela 17 Consumo de energia
3. O ar condicionado VRF Variable Refrigerant Flow um sistema de expans o direta onde o fluxo de g s refrigerante vari vel consiste de um condensador dotado de compressor scroll com velocidade vari vel via um controlador de capacidade denominado inversor de frequ ncia inverter Cada condensadora pode manejar uma quantidade m xima de evaporadoras dependendo do modelo e fabricante Isto permite ao sistema manter um equil brio constante entre a demanda do sistema e a capacidade fornecida a cada unidade evaporadora Conta tamb m com um sistema integrado de controle que j disponibiliza interface com automa o pr pria Lon Works entre outros Sua aplicabilidade atende especifica es de um sistema de gua gelada water chiller tanto na capacidade de condicionar amplos ambientes quanto na possibilidade de dimensionamento levando se em considera o a simultaneidade de carga t rmica ao longo do dia CARRIER 2011 Assim tratando se de efici ncia energ tica o aparelho condicionador de ar de janela apresenta em sua categoria a menor efici ncia se comparado aos condicionadores de ar split por m a maioria dos aparelhos sp rt n o prev a troca do ar nos ambientes o que afeta a qualidade do ar 4 2 CONFORTO T RMICO Lamberts 2005 define o conforto t rmico como o estado mental que expressa satisfa o do homem com o ambiente t rmico que o circunda Sua n o satisfa o pode ser causada pela sensa o de desconfor
4. Os valores de condutividade t rmica considerada para todos os materiais foram baseados na NBR 15220 2 2008 e os procedimentos de c lculo encontram se no ap ndice B 5 3 4 Simula o Computacional no Software Energyplus A simula o do Bloco de Engenharia El trica da UFMT no Energyplus passa por diversas etapas como inser o da geometria arquivo clim tico etc sendo que no final gerado um arquivo com a extens o 1df que cont m todos dos dados necess rios para o programa calcular a carga t rmica interna de cada ambiente Para os dados clim ticos locais foi utilizado o arquivo clim tico epw da cidade de Cuiab obtido do Departamento de Energia dos Estados Unidos dispon vel em http www eere energy gov As salas consideradas para a simula o da carga t rmica foram s salas que receberam a automatiza o dos condicionadores de ar isto as salas 118 119 120 121 e 122 respectivamente A simula o Inicia se com a inser o da geometria do pr dio e sua orienta o a partir das dimens es das salas e caracter sticas construtivas da edifica o Para facilitar a inser o da geometria foi usado um plug in para o Sketchup programa de modelagem 3D onde o edif cio desenhado e as coordenadas dos v rtices que formam as superf cies do pr dio s o automaticamente inseridas no arquivo idf Em seguida atribu da a cada superf cie uma classifica o paredes pisos forros etc Par
5. o dessas diferen as de temperaturas a Figura 42 apresenta uma compara o no decorrer do dia 22 de dezembro da temperatura externa versus temperatura interna de cada sala de aula simulada com o condicionador de ar split 106 40 00 35 00 O 30 00 a qu qe SPNI Tr S 250 ee IN LO AINT LAN LOPES O O O O z aso E O O O O O O O O O O E wo E E O O O O O E so E E O O O O O O O O O oo ASAE SET 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas do dia 119 120 121 122 Figura 42 Temperatura externa versus temperaturas das salas de aulas simuladas com condicionador de ar split para o dia 22 de dezembro Temp Externa 118 Conforme Figura 42 pode se verificar que o hor rio com a maior temperatura externa s 14h00min O condicionador de ar obedece ao per odo de funcionamento configurado no schedule de ocupa o isto das 07h30min s 11h30min das 13h30min s 17h30min e das 18h00min s 22h00min Para maior compreens o do comportamento da temperatura interna dentro dos ambientes no decorrer de um dia a Figura 43 apresenta um gr fico da temperatura externa versus temperatura interna das salas sem a presen a dos condicionadores de ar considerou se as mesmas cargas internas 45 00 40 00 35 00 solto pi III III TT x dll titia G O A A 5 20 00 a ear O E E EEEE E z aa AA A E T A E 500 INN NENE NENE at 0 00 m e N Ww D UM ep N
6. Fonte Adaptada de LAMBERTS 1997 No c lculo da carga t rmica devido s pessoas que correspondem s parcelas de calor sens vel e latente liberada pelos ocupantes do ambiente a NBR 16401 1 apresenta uma tabela das taxas t picas de calor liberado por pessoas de acordo com o n vel de atividade e calculada atrav s da equa o 8 Qst QL 8 onde Qst Qsen Ui Qin Qs Calor liberado por pessoa e por hora Tab C1 da parte 1 da NBR 16401 2008 n N mero de ocupantes do ambiente Q Calor latente c Ilumina o A NBR 16401 1 apresenta tamb m uma tabela das taxas t picas de dissipa o de calor pela ilumina o de acordo com o local e seguida pela equa o 9 66 Qi Q QO onde Q qr Z Qi q x qr Perda de energia nos reatores Tab C2 da parte 1 da NBR 16401 2008 Z N mero de reatores Qu Pot ncia das l mpadas x N mero de l mpadas d Infiltra o O c lculo da carga t rmica devido as frestas fornecido pela equa o 10 a ASHRAE adota uma infiltra o de 10 do volume total de ar do ambiente a cada hora Qia Qsg Qia 10 O calor sens vel Qcr calculado pela equa o 11 Qs p c VAT 1 onde p 1 2 kg m densidade do ar c 1 000 J kg K calor espec fico do ar AT Diferen a de temperatura entre interior e exterior C V Volume de ar trocado no ambiente a cada segundo m s Infiltra o 0 1 O valor de V ser Infiltra o Vo
7. Pot ncia Ativa KW 4 00 2 00 0 00 0 Horas do dia E Sem automa o E Estrat gia 1 E Estrat gia 2 Figura 50 Medi o de pot ncia ativa kW dos tr s per odos de medi es referente a uma sexta feira 124 A estrat gia 2 conduz a uma menor demanda em praticamente todos os per odos Como exemplo no hor rio das 20hs 00mim os condicionadores foram desligados por m neste mesmo per odo na estrat gia 1 os condicionadores s foram desligados as 22hs 00min ou seja permaneceram 2 horas ligados desnecessariamente As pot ncias ativas apresentaram se maiores na estrat gia 1 pois os condicionadores s o acionados para uso sem a garantia de exist ncia de aula devido o seu controle ocorrer em fun o dos turnos de aulas Estrat gias que venham combater o desperd cio da energia v m a beneficiar n o apenas na diminui o da fatura mas tamb m no uso racional da energia el trica 125 6 6 AN LISE DA VIABILIDADE ECON MICA DAS MEDIDAS EMPREGADAS O m todo utilizado para a an lise das alternativas de investimento foi o Payback simples que consiste em avaliar o tempo que um determinado investimento levaria para que o retorno ficasse maior que o valor investido O m todo n o leva em considera o os juros nem os rendimentos ap s a recupera o do capital investido A equa o 16 expressa o c lculo do tempo de retorno Valor Investido n tempo de retorno 16 Retorno Peri dico
8. Rictaje piso Rsi consultar tabela B1 Assim RT 0 17 0 1629 0 17 0 5029 m K W m K m C 0 5848 wW kcal h Resist ncia t rmica total 0 5029 b Transmit ncia T rmica da laje de piso A a 1 98 m C Condut ncia total da laje de piso 1 71 163 B6 Laje de concreto 0 20m a Resist ncia t rmica total da Laje RT e Condutividade t rmica do concreto A 1 75 W m K e concreto 0 20 g Rt laje piso concreto 1 75 0 1143 m K W Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Rt aaje Rs consultar tabela B1 Assim RT 0 17 0 1143 0 04 RT 0 3243 m K W Resist ncia t rmica total 0 3243 Ea 0 3771 o wW kcal h b Transmit ncia T rmica da laje de piso Condut ncia total da laje 2 65 3 08 id m C m K B7 Cobertura composta de laje de concreto 0 20m e cobertura de telha de fibrocimento 0 008m Platibanda h 0 60m Cobertura E paia PE Ca sino puras Telha de Fibrocimento laje concreto Laje de concreto Figura B4 Corte esquem tico da cobertura a Resist ncia t rmica total da cobertura Riccobertura e Condutividade t rmica do concreto A 1 75 W m K e Condutividade t rmica telha de fibrocimento 0 95W m K 164 e Comprimento do telhado 16 00 e Abertura ventila o 5 cm por 16 00m S 2x 1600 x 5 16000 cm A 7x16 112m S 16000 A 112 142 85 cm m de acordo com a Tabela B2 muito ventila
9. f Gest o dos Insumos Fator este que torna a automa o como primordial em uma edifica o pois ela capaz de determinar a maneira como os diversos equipamentos existentes ser o utilizados garantindo que o uso da energia seja realizado de forma racional Para gerir a gua na edifica o a automa o realizada atrav s do controle do sistema hidr ulico monitorando o n vel de gua do reservat rio de abastecimento o estado da bomba e o n mero de horas de sua opera o Sendo poss vel modular a demanda de energia el trica para o acionamento desse sistema estabelecendo que as bombas s devam ser ligadas em determinados per odos a menos que o n vel de gua do reservat rio fique abaixo do cr tico MONTEBELLER 2006 De fato com o controle do bombeamento dos reservat rios o ganho de economia de fato alcan ado caso esta programa o ocorra fora do hor rio de pico a economia aumentada No gerenciamento de energia el trica o sistema realiza uma medi o global e setorial comp em se de medidores unidades de verifica o de estado e o gerenciador de energia que respons vel pela aquisi o e registro em mem ria de dados de consumo energ tico provenientes de medidores de energia O controle da demanda opera a partir das informa es provenientes do gerenciador e programas no sistema a es de interven o sobre as cargas do sistema de controle autom tico da edifica o Ao receber dados que indique r
10. usu rios 24 2 1 A AUTOMA O VISANDO A EFICI NCIA ENERG TICA O termo efici ncia energ tica diz respeito ao menor consumo de energia para um mesmo produto final e est geralmente associado a novas tecnologias e a melhor organiza o e gest o de recursos O emprego de sistemas economizadores de energia como a automa o permite controlar o funcionamento dos equipamentos sem afetar a qualidade e o conforto do produto final A demanda de energia em edif cios conduzida pelo crescimento populacional tratando se de edif cios p blicos a adi o de novos equipamentos as caracter sticas construtivas as condi es clim ticas e fatores comportamentais refletem de modo significativo no uso da energia A r pida urbaniza o que vem ocorrendo em muitos pa ses em desenvolvimento possui importantes implica es no consumo de energia no setor predial Espera se que grande parte do crescimento populacional projetado para ocorrer em todo o mundo nos pr ximos 25 anos ocorra em reas urbanas Como milh es de apartamentos e casas surgem para acomodar a popula o crescente por sua vez criam nova demanda de energia para ilumina o equipamentos e sistemas de aquecimento e refrigera o Mudan as estruturais na economia como a expans o do setor de servi os podem produzir um crescimento mais r pido de demanda no setor de edif cios GOLDEMBERG amp CHU 2010 Braga 2007 realizou um estudo sobre os aspectos de efici ncia ener
11. 00 00 E2 9D 07 D9 Dimmer05 Dimmer 210 Inativo Dimmer 00 00 E2 9D 07 B9 Dimmer07 Dimmer 210 Inativo b c Propriedades dos Mi Quo Procurar Salvar Sair M dulos Propriedades dos M dulos Switch 00 00 E 2 9D 05 68 wa Task 00 00 E 3 9E 08 13 irra E s Rele 00 00 E 2 9E 02 CE Rele 00 p Canall Canal 1 p Canal Canal 2 Figura Al Configura o dos m dulos do projeto a Procurar m dulos b Reconhecer m dulo s c Inserir substituir m dulos manualmente d Propriedades dos m dulos Nomear m dulos 148 Ap s o reconhecimento dos m dulos poss vel iniciar a cria o de cenas que se constitui na utiliza o das fun es e recursos dispon veis nos m dulos ativos figura A2 Ao escolher a op o Nova Cena abre se uma nova janela figura A3 Nessa janela poss vel dar um nome a cena um n mero da cena valor default do programa a pasta na qual ser gravada e o cone associado cena s o automaticamente associados restando a op o de utilizar ou n o via Web ou celular Em particular na implementa o realizada neste trabalho a cena ligar foi associada ao m dulo Relay 00 por m poderia ser associada a outros m dulos Relay caso houvessem Deve se ent o clicar no cone Rele 00 a esquerda na janela em m dulos instalados para escolher quais canais de sa da ser o utilizados figura A4 VOGA Home Apar ncia Utilit rios Ajuda Criarcena cena
12. 15 667 54 62 184 45 169 C2 CREDER 2004b As Tabelas C3 C4 C5 e C6 apresentam os procedimentos para o c lculo da carga t rmica deste m todo Os dados contidos no exemplo referem se a sala 118 uma das salas sob estudo Tabela C3 Carga de condu o SALA 118 PAVIMENTO SUPERIOR Paredes duplas compostas de tijolos cer micos de 21 Furos 11 x 6 x 24cm com reboco apenas de um lado possuem no total 26cm de espessura Condut ncia T rmica da Parede dupla cer mica cer mica reboco 2 00 kcal h m C Condut ncia do teto 1 68 kcal h m2 C P2 DT Dif ial de T t t f ci A rea m C Condut ncia do material kcal h m C B pa A Carga de condu o Q sens vel p z A xC x DT Paredes externas mxm Area das Area das janelas Paredes janelas ea Paredes m m m2 A A e p Comp Kcal h BTU h T P1 2 50 11 97 29 93 J1 J2 J3 18 24 P1 J1 J2 J3 11 69 2 94 219 68 871 90 2 50 11 97 2903 J3 J4J5 18 24 P2 J4J5 J6 11 69 219 68 871 90 PI 032 383 336 94 120988 4807 p2 E d 15255 6 00333 032 1085 347 ES E e O P3 250 1088 mi o o Jos 28 a E ITS 170 Tabela C4 Carga de condu o Janelas com vidro m Comp A 3 80 3 80 3 80 3 80 281 76 1 118 30 1 690 56 6 709 82 Paredes divis rias mxm Q A xCx DT DO Altura Comp SS NE 461 10 Po 1 E O PO O O larg Cm 2 TT Lo Lo lo o Lo o jios n9
13. 2007 MENEZES M S Refrigera o e Ar Condicionado 2010 Dispon vel em lt http www scribd com doc 64315136 Apostila Refrigeracao e Ar Condicionado gt Acessado em 14 07 2012 141 MIRANDA A de M Desempenho t rmico em dormit rios e consumo de energia el trica residencial estudo de caso em Cuiab MT Disserta o Mestrado em Engenharia Mec nica Universidade Federal de Mato Grosso Cuiab 2011 MONTEBELLER S J Estudo sobre o emprego de dispositivos sem fios wireless na automa o do ar condicionado e de outros sistemas prediais Disserta o Mestrado em Engenharia de Energia e Automa o El trica Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo 2006 MORANO C A R Aplica o das T cnicas de An lise de Risco em Projetos de Constru o Disserta o Mestrado em Engenharia Civil Universidade Federal de Fluminense Niter i RJ 2003 MORENO G amp HIGA T C S Geografia de Mato Grosso territ rio sociedade ambiente Entrelinhas 2005 MURATORI J R Instala es El tricas com novas abordagens 2008 Artigo dispon vel em HTTP www institutodofuturo com br setor eletrico setO8 htm Acesso em 20 09 2011 NEGRISOLI M 1987 Instala es El tricas Projetos Prediais em Baixa Tens o Editora Edgar Bl cher Ltda Rio de Janeiro NEOCONTROL Manual T cnico de Instala o Belo Horizonte 2009 Dispon vel em lt http neocontrol com br gt Acess
14. COMINI R CLEMENT F PUENTE F ORLANDI A OLIVEIRA I LIMA P amp BEIR O D A utiliza o racional da energia em edif cios p blicos Ener Building eu Energy Efficiency Lisboa maio 2008 JANNUZZI G de M Pol ticas p blicas para efici ncia energ tica e energia renov vel no novo contexto de Mercado Uma an lise da experi ncia recente dos EUA e do Brasil Editora Autores associados Fapesp Campinas SP 2000 KASINSKI A PASSOS P L B amp CURADO F F Tend ncias e Oportunidades na Economia Verde Efici ncia Energ tica Instituto de estudos para o desenvolvimento industrial Centro de estudos em Sustentabilidade da EASP Funda o Get lio Vargas S o Paulo 2010 KRAUSE C B RODRIGUES J A MAIA J L PACHECO L F AM RICO M amp TEIXEIRA P Manual de pr dios p blicos eficientes em energia el trica IBAM ELETROBR S PROCEL Rio de Janeiro 2002 KERZNER H Project Managment A Systems Approach to Planning Scheduling and Controlling Toronto Canada John Wiley amp Sons 1998 1180 p KHAN LAM C Empreendimentos Eco Sustent veis Aplica o de par metros de Eco Sustentabilidade em Edif cios Comerciais no Mercado Imobili rio de S o Paulo Monografia MBA em Gerenciamento de Empresas e Empreendimentos na Constru o Civil em nfase em Real Estate Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo 2004 LAMBERTS R GHISI E ABREU A L P am
15. Controle de SUDSISicmas oont a dis nice den anaa Lean n a 40 3 3 4 Sistema Modular empregado na pesquisa nesnsesssssseeeeeeeeeeesssssssssssssecetreressssssssssssseeereressssssss 45 4 O CONDICIONADOR DE AR ctascesameoacariiaa recados rtanaTaSe ss Unida cendiaa nesta no natas 47 4 1 TIPOS DE CONDICIONADORES DE AR eeseeeeeesccccccsssssssssocoococoeseeceseeessssooococeceesecssesssssso 51 42 CONFORTO TERMICO a saia a ssa TG 53 4 CARGA TERMICA usa aSa 54 A dl Metodo de Nearisoli TIST ai Oia GRE Oa SC USE IRA RAND ORS DS ODE US LARGO di as 56 4 3 2 Estimativa da Carga T rmica de Ver o CREDER 20044 e eee 57 4 3 3 Metodo do Creder 2004D usar uasdra rnae DES Cs Abi a RAD eal MNA SON EL ano aina 58 4 3 4 NBR 16401 2008 Instala es de Ar Condicionado Sistemas Centrais e Unit rios 62 4 4 SIMULA O COMPUTACIONAL DA CARGA T RMICA PELO ENERGYPLUS68 4 5 REGULAMENTO T CNICO DA QUALIDADE PARA EFICI NCIA ENERG TICA DE EDIF CIOS COMERCIAIS DE SERVI OS E P BLICOS RTQ C NO REQUISITO CONDICIONADOR DE AR cccsesereesecerecererrrresesonemasracesseserererresasosooonaaass 69 5 METODOLOGIA UTILIZADA NO ESTUDO cceeeseesserrrrrrrrees 72 Si AREADEESTUDO 00 assusta sara N A NS 72 5 2 MATERIAIS zain a E E E E E 78 I ke Medidor de EnG i deasa aa E E S ad ala pa e 79 5 2 2 Bancada com modulos de Automacao ssia a N a 80 5 2 3 Programas computacionais para programa o dos m
16. Divis rias em madeira 3 19 W m2 K Viga de concreto 3 91 W m2 K Laje de Concreto 3 08 W m2 K Laje de piso piso c ramica argamassa concreto 1 98 W m2 K Cobertura Laje Fibrocimento 1 95 W m2 K Cobertura PVC Fibrocimento 2 15 W m2 K 167 APENDICE C C LCULOS DA CARGA T RMICA M TODOS PRESCRITIVOS C1 NEGRISOLI 1987 Levando em considera o o procedimento de c lculo do m todo de Negrisoli 1987 nas Tabelas Cle C2 se resume os principais itens para o c lculo da carga t rmica realizado na sala 118 Tabela C1 Carga devido ao Volume e Janelas Negrisoli 1987 SALA 118 PAVIMENTO T RREO Volume Dimens es Volume m Sob Telhados VxB B BTU h 10 85 11 97 366 25 22 33 8 178 28 32 459 57 Fator para carga t rmica em fun o do volume do recinto Janelas Janelas Janelas com vidro na sombra Kcal h BTU h 3 80 3 80 3 80 224 96 892 87 Fator para a carga t rmica em fun o da rea das janelas 1 349 76 5 357 20 168 Tabela C2 reas livres pessoas e ilumina o Negrisoli 1987 Areas Livres Frestas Area E Comp V A Pessoas Fator N x N B a Pot ncia do Conjunto W B EE 6 126000 00 5 000 94 000 94 EST A oo RESUMO Tipo de carga Volume do recinto 8 178 28 32 459 57 rea das Janelas 1 349 76 5 357 20 reas Livres Frestas 4 50 17 86 Pessoas 4 875 00 19 348 88 Ilumina o 1 260 00 5 000 94 Total da Carga T rmica gt gt gt
17. E fe Q E O Testar pelos M dulos PP o Gg Q O Novo Abrir Salvar Importar X Duplicar Cena Testar pelo Computador Module Module Module Module Procurar Nomear Enviar AV Switch Task Web M dulos M dulos Configura es Arquivo Cenas Configura es Module Sistema Figura A2 Op o Criar Nova cena s Cy D G ajk Edi o de Cena O Testar Cena pelo Testar Cenas Concluir Computador pelos M dulos Configura o da Cena Edi o da Cena LIGAR Informa es da Cena n Cena LIGAR M dulos N mero 11 instalados Pasta v Minha Casa X O Utilizar por Web e Celular Figura A3 Cria o de cena s edi o de cena Salvar A es do Cancelar M dulo na Cena M dulo na Cena M dulo na Ce Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 iga Desho x Ly Liga Lya O Uga Irrverte O irrveta D Inverter 120 O irens 121 Pta 118 O Pika 119 Pia Oia 9 Utilizar F Utilizar F Utiliz F Utilizar Canal 5 Canal 6 Canal 7 Canal 8 5 a A o agh De jD Lg O tigu Liga C irvetar Inverta 122 OPa DPn Wu C Vtikizer C Utiliza C Utilizar Figura A4 Associa o da cena aos canais do relay 00e o tipo de a o desejada 149 Na cria o de cenas preciso associar a a o desejada com a implementa o f sica realizada nos m dulos por exemplo no presente estudo as salas de aulas 118 119
18. II Workshop de Pesquisa e P s Gradua o do Programa de Mestrado em Tecnologia do Centro Paula Souza S o Paulo 2007 TEZA V R Alguns aspectos sobre a Automa o Residencial Dom tica Disserta o Mestrado em Ci ncias da Computa o Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis 2002 144 VALE H M F et al Desenvolvimento de Aplica es para Sistemas Dom ticos utilizando programa o orientada por objectos em C In Revista do DETUA vol 1 n 4 Setembro 1995 XIAOTONS D et al Determination of Effective Energy in Buildings IEEE International Conference on Automation and Logistics Shenyang China August 2009 8 2 REFER NCIAS CONSULTADAS ARA P J S Desempenho de Sistemas de Condicionamento de Ar com utiliza o De Energia Solar em Edif cios de Escrit rios Disserta o Mestrado em Engenharia Civil Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo 2010 ASHRAE Arr contaminants ANSV ASHRAE standard 62 2005 BAKER N STEEMERS K Energy and environment in architecture a technical design guide London New York Spon 2000 CANATO D A Utiliza o de Integra o de Sistemas Direcionados a Dom tica Estudo de Caso para Automa o Residencial Disserta o Mestrado em engenharia mec nica Universidade Estadual de Campinas Campinas 2007 C MANO G N R An lise t cnico econ mica de diferentes estrat gias passivas de efici ncia energ
19. Salvar Propriedades da Tela A Esquerda Controle A Direita Grade On Off Centralizar Limpar Imagem do Componente Limpar lista de a es Ap s a cria o dos bot es e suas respectivas a es deve se clicar em salvar a tela Repetem se os procedimentos para as demais telas de acionamentos que podem ser distribu das de acordo com cada ambiente ou tipo de comando como por exemplo tela para acionamento de luzes condicionadores de ar som televis o Ao criar todas as telas aciona se compilar e simular para que as cenas possam ser executadas atrav s destes bot es no software UMPC lia O Q Novo Abrir Salvar Salvar Importar Zoom Como n 15 Arquivo Compila o Zoom de Tela NeocModule Screen Voc deseja salvar as modifica es dessa configura o antes de simular E Principal cio Tela 17 Figura A13 Compilar e simular no NeoCscreen 154 Para acionar as cenas e as telas criadas no Neocscreen necess rio instalar o software NeocUMPC no computador ou no celular Na pasta do Neocscreen ao compilar criada uma pasta denominada output que deve ser copiada e colada dentro da pasta do NeocUMPLC para que assim se possam executar as telas criadas no software anterior figura A14 SALAS DE AULA Figura Al4 Acionamentos das cenas pela rede por meio do NeoUMPC Para acionamentos pela Internet preciso a configura o do m dulo web qu
20. gqA UxaT 60 560 380 608 6 io q i BTU h 94 94 94 9 4 9 4 18 33 380 60 8 122 84 53956 328 105 1 119 35 53956 32805 1 119 35 a rr 196831 6 716 09 Total parciab gt gt U Condut ncia T rmica dos materiais W m K AT Diferencial de Temperatura entre as superf cies em C P4 Parede divis ria em madeira 9 C Cm Cum Cm Cj Cu P1 P2Ze P3 Vigas de concreto com altura de 0 32 m Tabela C10 Carga por insola o NBR 16401 2008 Carga de insola o Q sens vel Transmiss o de Calor do Sol atrav s de superf cies transparentes vidros Qs qs x As Janelas com vidro m As m F I Fsxl Altura Comp 0 3 80 0 87 3 80 0 87 3 80 087 636 ES o Transmiss o de Calor do Sol atrav s de superf cies opacas Qfo qfo x Afo qfo U a x I x Rse AT rea das rea das Paredes m2 janelas o wa w P2 383 BB a a a Telhado m U Condut ncia T rmica dos materiais W m K a Ver Tabela 8 absortividade em fun o da cor I Valor m ximo de Fator Solar referente a 22 de dezembro ver o em W m 2 Tabela 6 AT Diferencial de Temperatura entre as superf cies em C Rse Resist ncia Superficial externa ver ap ndice B tabela B1 NBR 16401 2008 Total parcial gt gt gt 16 053 16 54 774 98 IN 17 Tabela C11 Frestas e ventila o NBR 16401 2008 Carga T rmica devido Infiltra o Frestas Qia Qse
21. maiores e 26 31 s o menores Em rela o aos m todos de c lculo cabe destacar e O m todo de Negrisol 1987 n o leva em considera o explicitamente fatores que venham a influenciar na carga t rmica como por exemplo a condut ncia t rmica dos materiais o posicionamento da edifica o etc O procedimento de c lculo neste m todo apresentado de maneira simplificada podendo ser empregado para se ter uma estimativa preliminar Apesar desse m todo ser menos rigoroso no c lculo mesmo assim considera carga t rmica proveniente das pessoas ilumina o e janelas envidra adas em seu procedimento de c lculo par metros m nimos imprescind veis em c lculos de carga t rmica A sequ ncia e o equacionamento para o c lculo da carga t rmica por esse m todo est o descritos no ap ndice C Tabela 18 Compara o entre pot ncia instalada e o resultado dos m todos prescritivos de carga t rmica BTU h 101 Sala Pot ncia Instalada Negrisoli 1987 Creder 2004a Creder 2004b 101 B 18 000 7 347 93 6 387 47 15 300 33 101 C 21 000 35 854 20 20 217 72 74 985 66 101 D 21 000 16 749 99 19 014 29 19 393 66 102A 3 957 75 4 110 20 8 788 60 3 957 75 4 110 20 8 457 43 13 596 70 10 243 09 17 876 09 05 A 105 E 109 21 708 15 19 560 46 36 935 48 ZA EE ri E i25 E 128 31 200 25 761 28 19 560 46 57 934 12 Total gt gt gt 1 006 181 37 870 868 31 1 896 105 45 NBR 16401
22. necess rio para se recuperar o capital investido sendo que este m todo se divide em e M todo do Payback Simples e M todo do Payback Descontado Na presente pesquisa foi adotado o m todo Payback Simples PBS de acordo com Bruni et al 1998 o PBS corresponde ao prazo necess rio para a recupera o do capital investido sem considerar o seu custo no tempo Kerzner 1998 define o PBS como o tempo de dura o exata para que uma empresa recupere o seu capital investido n o considerando o custo deste capital em rela o ao tempo Da mesma forma Lapponi 2000 define esta t cnica como tempo necess rio para recuperar o investimento PBS com o tempo m ximo tolerado para a recupera o deste investimento O autor considera que para calcular o valor do PBS admiti se que o retorno l quido de cada ano do fluxo de caixa se comporta de modo uniforme durante o ano Lapponi 2000 acrescenta ainda dentre as vantagens o fato deste m todo apresentar f cil interpreta o e servir de par metro de medida do risco do projeto ou seja quanto maior o valor do PBS maior ser o risco do Investimento e quanto menor o valor PBS menor ser o risco de investimento Por outro lado Bruni et al 1998 apresenta como desvantagens do PBS o fato de n o ser considerado o custo de capital ou seja o valor do dinheiro no tempo al m de n o considerar todos os fluxos de caixa 93 Neste caso o custo de implanta o est associado aquisi o
23. o compromete a produtividade ou desempenho da produ o Conservar energia eliminar desperd cios 14 usufruir de tudo que a energia el trica proporciona sem gastos desnecess rios conforme aponta Isolani et al 2008 A utiliza o exacerbada de condicionadores de ar nas edifica es justifica se pelo clima local isto pela zona bioclim tica na qual a edifica o est inserida Em pesquisa Durante et al 2009 apontam que a satisfa o dos alunos com o ambiente f sico das salas de aula est mais diretamente relacionada s condi es de temperatura do que de ilumina o Existem estrat gias que podem ser empregadas como por exemplo a ventila o por m esta estrat gia n o pode ser aplicada em todas as zonas e em todos os per odos do ano levando assim a necessidade do uso do condicionador A cidade de Cuiab est inserida na zona bioclim tica 7 com temperatura m dia anual de 26 8 C com m dia das m ximas de 42 C e m dias das m nimas de 15 C umidade relativa do ar m dia de 78 e insola o total m dia de 2 179 horas conforme Le o 2007 De acordo com a carta bioclim tica a insufici ncia das estrat gias passivas para o clima de Cuiab deve ser suprida em 8 55 das horas de desconforto com o condicionador de ar Em se tratando de edif cios p blicos objeto de estudo desta pesquisa em particular o bloco da Engenharia El trica no campus Cuiab localizado dentro da Universidade Federal de Mato G
24. wsm s im 550 12147 asso 2 2 Taro un Area m Larg Comp 129 8745 129 87 2 050 98 8 140 33 Total parcial gt gt gt 6 936 65 27 531 58 DT Acrescimo ao diferencial de Temperatura TABELA 77 P1 e P2 Paredes duplas com altura de 0 90 m peitoril P1 P2 P3 e P4 Vigas de concreto com altura de 0 32 m Carga de insola o Q sens vel Transmiss o de Calor do Sol atrav s de superf cies transparentes vidros Q rea da janela x fator sw Coeficiente de ajuste qe solar x coef prote o x g 667 04 1 60 636 667 04 1 60 636 667 04 Total parciab gt gt o Valor m ximo de Fator Solar referente a 22 de dezembro ver o TABELA 6 Transmiss o de Calor do Sol atrav s de superf cies Opacas rea das Paredes 7 Paredes Janiak f Q A U Te Ti At Area das janelas e portas m U te ti At Clara W 2 00 9 40 5 50 J3 J4 J5 f 540 11 2 143 69 Telhado m i rea m Q A U Te Ti At Area m U te ti At CTA Clara W U Coeficiente Global de transmiss o de calor kcal h m2 C At Acrescimo ao diferencial de Temperatura TABELA 7 te ti temperatura interna temperatura externa Po qto Total parcial gt gt gt 6 403 17 25 414 16 Os valores de te e ti temperatura externa e interna foram retirados da tabela que o m todo oferece cujos valores s o te t 9 4 C para paredes externas e te ti 5 5 C para paredes internas divis rias 171 Tabela C6 C
25. 0 0533 m K W Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Rt aivis ria Rsi consultar tabela B1 Rr 0 13 0 0533 0 13 0 3133 m K W Assim o I 2K ESC Resist ncia t rmica total 0 3133 dia 0 3643 id Ww kcal h b Transmit ncia t rmica da divis ria nd a kcal h W Condut ncia total da divis ria 2 74 Aa SA e m C m K B4 Viga de concreto 0 15m a Resist ncia t rmica total da viga de concreto RT e Condutividade t rmica do concreto 1 75 W m K Assim c concreto 0 15 Rec gt 0 0857 m K W tiga 3 concreto 1 75 da Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Rtwiga Rse consultar tabela B1 Assim RT 0 13 0 0857 0 04 0 2557 m2 K W m C kcal h Resist ncia t rmica total 0 2557 0 2973 162 b Transmit ncia T rmica da viga de concreto kcal h 3 91 Wo m2 K Condut ncia total da viga de concreto 3 36 E B5 Laje de piso a Resist ncia t rmica total da Laje de piso RT e Condutividade t rmica do concreto A 1 75 W m K e Condutividade t rmica A argamassa 1 15 W m K e Condutividade t rmica piso cer mico 0 90 W m K Assim e cer mica eargamassa concreto R E JEDEN t l Am Maje piso 3 cer mica Aargamassa Aconcreto 0 05 0 025 0 15 Rt laje piso 0 90 EER 1 75 0 1629 m2 K W Resist ncia t rmica total RT RT Rsi
26. 1 Medidor de Energia Para a realiza o das medi es de energia el trica foi utilizado um analisador de energia MARH 21 Figura 28 este medidor foi instalado junto ao quadro principal de distribui o de energia Figura 28 Analisador de Energia MARH 21 A partir dos sinais de entrada de tens o e corrente o analisador MARH 21 disponibiliza os valores das tens es de fase e linha correntes pot ncias energias as demandas na ponta e fora da ponta por fase e totais e fator de deslocamento etc Para a automatiza o dos condicionadores de ar foram empregados m dulos de automa o residencial com inten o de dar prosseguimento pesquisa e integrar demais sistemas futuros para fins de uso racional da energia el trica A escolha do equipamento de automa o residencial chamada Module ocorreu em virtude do fabricante possuir um sistema j preparado para a integra o de demais tecnologias como a dimmeriza o ou controle de demais cargas assim oferecendo maior flexibilidade e facilidade de configura o Conforme mencionado a escolha da automa o somente dos condicionadores de 80 ar se deu pelo fato de que os mesmos acarretam um maior consumo de energia el trica dentro de uma edifica o p blica e um melhor controle do seu funcionamento pode gerar uma maior economia de energia el trica Al m disso a automatiza o dos condicionadores de ar requer menos interfer ncia na instala o el trica pois o sistem
27. 120 121 e 122 tiveram os contatores que acionam os condicionadores de ar ligados na sa da dos canais 1 2 3 4 e 5 do relay 00 respectivamente Portanto as sa das do modulo relay 00 ser o encarregadas de ligar desligar os condicionadores de ar cria o de cena encerra se com as op es Salvar a es do Modulo na Cena e Concluir Configura o da Cena janela Edi o de Cena A a o de ligar ou desligar qualquer um dos canais de sa da do modulo relay 00 deve estar associada a algum evento por exemplo o acionamento de um pulsador sensor digital ou uma tarefa pr programada no modulo task programador hor rio Na programa o para automatiza o dos condicionadores de ar fez se uso de ambas as op es A programa o do modulo switch requer os seguintes passos escolher a op o Modulo Switch uma janela de Configura o dos M dulos Interruptores ir se abrir mostrando o s modulo s swrtch s instalados Nessa janela h as op es Reconhecer as Interfaces ou Inserir as Interfaces Manualmente Para o reconhecimento autom tico selecione um dos m dulos Switchs instalados sendo que o reconhecimento da Interface pulsadora realizado pressionando se qualquer botoeira ligada ao modulo switch selecionado figura AS a Na sequ ncia uma janela se abre para nomear a Interface pulsadora que ir automaticamente receber um endere o na faixa de O a 31 Ao selecionar a interface ou uma das interfaces identificada podem
28. 22 01 s 7 30 768 75 Total parcial 1 427 53 Total geral O consumo fora do hor rio previsto para a ocupa o das salas corresponde a 33 do consumo total medido isto s o 1 427 53 kWh O per odo que corresponde das 11h31min s 13h30min trata se do hor rio de almo o O per odo de 17h31min as 18h00min compreende o Intervalo entre o turno vespertino e o noturno e o per odo das 22h0Imin s 7h30mim referem se ao per odo em que n o deveria haver consumos Caso se empregue um sistema que venha acionar o acionamento desligamento destes aparelhos conforme os hor rios das aulas isto das 07h30min s 11h30min 13h30min s 17h30min e 18h00min s 22h00min este valor seria em princ pio de economia de energia Evidentemente esse valor varia em fun o das esta es e condi es clim ticas per odo de recesso das atividades por m em pelo menos nove meses do ano h que proporcionar uma economia apreci vel A Figura 37 mostra o resultado do consumo di rio ao longo do per odo de medi o Consumo KWh Seg 20 09 2010 m Ter 21 09 2010 1 Qua 22 09 2010 mmm Qui 23 09 2010 mamm Sex 24 09 2010 Mmmm Sab 25 09 2010 ummm Dom 26 09 2010 Seg 27 09 2010 1 Ter 28 09 2010 Qua 29 09 2010 Qui 30 09 2010 memme Sex 01 10 2010 mt Sab 02 10 2010 Dom 03 10 2010 N e a LA AE w Qua 06 10 2010 pemmmmmmam Qui 07 10 2010 Qui 14 10 2010 memm Sex 15 10 2010 E
29. D 1 b Sendo Q Fluxo de calor em Kcal h A rea em m K Condutividade t rmica do material por unidade de comprimento e unidade de rea em kcal h m C Condut ncia em kcal h m C X Espessura do material em m D Diferen a de temperatura entre duas superf cies em C O coeficiente global de transmiss o de calor U trata do fluxo de calor por hora atrav s de um m de superf cie para cada 1 C de diferen a de temperatura entre os ambientes a fun o das propriedades t rmicas termodin mica do ar interno e externo as velocidades do ar nas paredes externa e interna e da resist ncia t rmica da parede Por m quando se usam v rios materiais nas paredes que separam os ambientes em c lculos mais precisos utilizam se as resist ncias que cada material 59 op e ao fluxo Estas resist ncias s o os inversos das condut ncias e s o somadas do mesmo modo que as resist ncias em s rie de um circuito el trico CREDER 2004 Os valores da condutividade t rmica dos materiais usados na edifica o foram extra dos da norma NBR 15220 2 2008 conforme Tabela 5 Tabela 5 Propriedades t rmicas dos materiais Condutividade t rmica Materiais W m K tijolo Cer mico 0 90 reboco 1 15 concreto 1 75 vidro 1 0 Fonte NBR 15220 02 2008 No c lculo da carga t rmica devido transmiss o de calor por superf cies transparentes vidro Creder 2004 afirma que a energia oriunda do sol
30. O kW Era de se esperar que a demanda m nima fosse sempre O kW Entretanto em diversos dias a demanda m nima foi superior a O kW mostrando que alguns condicionadores de ar permaneceram ligados durante as 24 horas Na Figura 40 poss vel observar esse comportamento Para efeito de visualiza o e an lise foi selecionado o per odo das 18h00min do dia 22 09 2010 at as 24h do dia 23 09 2012 99 18 00 16 00 M Cm 7 mm gt 12 00 w U gt 10 00 p lt x Ss 8 00 c lt U ud i o OO o HO O o 0 00 O 000000000 0000000000000000000000000000 O O 0 0 00 evo Lc LDO COCCOCDOLOLGCO o 000000 O0OoS9y od NO ANO SYSTHNAORM OoO Oq OAANODORTTrHAoORm ooOOoSjgoOoCCdANON ANO YNnNwOm A A NNNNA Oo0000000044a4 dada dAd ododd Aa Aa NNNAN Oo 000000 Horas do dia Figura 40 Medi o de pot ncia ativa KW a partir das 18h00min do dia 22 de setembro at as 07h30min do dia 24 de setembro de 2010 De acordo com a Figura 40 observam se demandas superiores a 10 kW com os condicionadores de ar permanecendo funcionando durante toda a madrugada Esse fato permitiu identificar a necessidade de controles de acionamentos para evitar assim gastos desnecess rios Ao analisar a Figura 40 se considerarmo
31. Selo Procel e pela melhoria na efici ncia energ tica desses equipamentos Mascar 1992 afirma que o consumo dos condicionadores de ar no Brasil cerca de 25 a 45 mais alto que o necess rio devido a projetos inadequados isto projetos elaborados sem levar em considera o diversos fatores que influenciam no desempenho t rmico do edif cio como a localiza o entorno radia o solar caracter sticas t rmicas dos materiais dentre outros impondo a necessidade de se 49 utilizar o condicionador de ar como estrat gia para o conforto t rmico A eficientiza o de um sistema de condicionamento de ar n o depende somente de seus aparelhos mas do ambiente a ser climatizado Silva 2008 em sua disserta o pesquisou sobre os impactos do consumo de energia el trica em rela o climatiza o em resid ncias na cidade de Manaus e prop s medidas de efici ncia energ tica Seu m todo partiu do levantamento dos consumos e demandas dos condicionadores de ar atrav s do n mero de consumidores ativos da concession ria da regi o em seguida foi proposta uma substitui o de condicionadores de ar de baixa efici ncia por equipamentos de alta efici ncia A metodologia apresentada pelo autor se baseou na an lise comparativa da carga t rmica obtida atrav s de simula o computacional de um quarto em uma resid ncia com duas caracter sticas construtivas diferentes A avalia o mostrou que na estrat gia de substitui o
32. avalia o do conforto t rmico depende das pessoas Conforme a defini o cl ssica da ISO 7730 1994 conforto t rmico uma condi o da mente que expressa satisfa o com o ambiente t rmico PRADO 2003 Pesquisas do conforto t rmico levaram ao desenvolvimento de normas para projetos de condicionadores de ar para que elas produzam condi es t rmicas adequadas ao ser humano no ambiente 4 3 CARGA T RMICA A carga t rmica a quantidade de calor sens vel e latente que deve ser retirada resfriamento ou colocada aquecimento no recinto para que o mesmo se mantenha a temperatura e umidade constantes Seu conhecimento indispens vel para dimensionamento de instala es bem como na escolha de equipamentos necess rio frisar que em um c lculo de estimativa de carga t rmica deve se levar em considera o fatores internos e externos que influenciam nas varia es de temperatura e umidade do local estudado As propriedades f sicas dos materiais que envolvem o ambiente ventila o infiltra o insola o dados geoclim ticos como altitude localiza o geogr fica e temperatura s o os fatores externos Internamente fatores como n mero de ocupantes tipo de atividade desenvolvida dissipa o t rmica de l mpadas e equipamentos denominada fontes de calor dentre outros elevam esta carga As somas dessas fontes de calor afetam as trocas t rmicas do recinto que provocam a varia o da temperatura podendo
33. cargas t rmicas inferiores em rela o aos outros meses isso se deve ao per odo clim tico que nestes meses correspondem ao inverno brasileiro 108 Tabela 20 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus para cada um dos meses do ano Ta 18479 66 Fev 18 57399 Mar 18243 86 Abr 18 09570 Mai 46 771 57 Jun 1031322 Jul 41 068 75 Ago 13 42638 se 17 630 95 Ou 19215 33 Noy 49 334 07 Dez 50 30799 A Tabela 21 apresenta as cargas t rmicas de pico simuladas no Energyplus para o m s de Dezembro comparado com as cargas t rmicas encontradas nos m todos prescritivos Tabela 21 Compara o dos m todos prescritivos de carga t rmica versus simula o no Energyplus BTU h Salas Instalada Creder Negrisoli Creder NBR ET 2004a 1987 2004b 16401 2008 EXP 118 124800 62 184 45 60 111 63 116 693 17 145 375 59 95 262 52 119 124 800 62 202 31 60 111 63 119 570 14 147 536 41 90 145 69 120 124 800 56 779 98 39 671 73 132 292 23 139 082 24 82 028 29 121 124 800 56 779 98 39 671 73 130 923 42 136 566 65 78 009 18 122 31 200 28 241 91 19 560 46 70 710 54 82 216 16 50 307 99 De acordo com a Tabela 21 os valores da carga t rmica simulada pelo Energyplus apresentou valores abaixo das cargas instaladas com exce o da sala 122 Em rela o aos m todos prescritivos de Creder 2004b e NBR 16401 2008 as cargas t rmicas simuladas s o inferiores no entanto para os m todos e
34. celular Podendo ser integrado aos demais subsistemas como da detec o de inc ndio por exemplo como pode ser visto na Figura 11 Sistema Monitoramento Digital servidor Imagens Internet Figura 11 Circuito Fechado de televis o Fonte http www guiadocftv com br e Controle de Acesso Respons vel por liberar ou restringir acesso as diversas reas de uma edifica o tem como objetivo o controle do movimento de pessoas bem como ve culos Com as informa es de identifica o diversas a es podem ser tomadas atrav s de chaves eletr nicas impress es digitais reconhecimento de voz leitura de ris ou mesmo cart es magn ticos vai depender do tipo sistema e sua sofistica o A biometria que a ci ncia de identifica o baseada na medi o precisa de tra os biol gicos utiliza as caracter sticas exclusivas de cada pessoa Ambientes que exigem alta seguran a est o utilizando a biometria para controle de acesso pois ela proporciona confian a irrestrita nas informa es obtidas No comercio e em edif cios p blicos s o muito utilizados para o controle de pontos dos funcion rios Na Figura 12 temos exemplos de modelos de biometria 44 Figura 12 Biometria Fonte http www mundohabitat com br controle acesso html Com a integra o deste sistema na automa o poss vel identificar atrav s do CFTV pela internet quem deseja acessar a edifica o e liberar o acesso pela biometria
35. com o PROCEL visando classificar os equipamentos de acordo com sua efici ncia nas classes A at E Os aparelhos do tipo janela possuem capacidades t rmicas menores em se tratando de efici ncia energ tica s o os modelos mais ineficientes CORBIOLI 2004 A instala o do condicionador de ar tipo janela compreende uma abertura na parede voltada para o ambiente externo preferencialmente no centro da parede de menor largura para uniformizar a temperatura interna do ambiente a 1 70m de altura do piso Tendo em vista que o rendimento do aparelho est associado s trocas t rmicas sua exposi o radia o solar a isola o entre ambientes ou qualquer forma de estagna o do fluxo de ar comprometem em at 30 a sua capacidade de refrigera o LAMBERTS 1997 Em edif cios e ambientes maiores o sistema tipo split o termo significa divis o em ingl s o mais apropriado atualmente tem o seu uso intensificado em Este sistema possui a unidade condensadora externa separada da resid ncias evaporadora que interna assim produz menos ru do para o ambiente conforme Figura 15 52 Unidade de Condensa o unaipa de a Manuseio AR CONDICIONADO do Ar DE SISTEMA SPLIT 2003 How sturiWorks com Figura 15 Diagrama de um ar condicionado do tipo split Fonte BRAIN 2009 A unidade que produz o frio composto de uma v lvula de expans o e de um evaporador colocada dentro de uma c mara ou dentr
36. de edif cios comerciais p blicos e de servi os que resultou na classifica o B no requisito condicionadores de ar tamb m permitiu diagnosticar potenciais de eficientiza o e redu o do consumo de energia el trica Para que esta efici ncia seja aumentada necess rio substituir os aparelhos de menor efici ncia como no caso os condicionadores com etiquetas C De E por aparelhos com efici ncia A Por outro lado a aplica o do regulamento em edifica es novas uma iniciativa que pode auxiliar os consumidores e construtoras a optarem por edifica es com maior efici ncia n o s no requisito de sistemas condicionadores de ar mas tamb m nos outros requisitos previstos pelo regulamento O levantamento dos aparelhos instalados no bloco de salas de aulas sob estudo permitiu verificar varia es na classifica o da efici ncia modelos e 132 fabricantes identificando que a falta de padroniza o dificulta e aumenta os custos com manuten o e O Regulamento T cnico RTQ C no requisito condicionador de ar exige que os aparelhos de condicionadores de ar estejam ajustados a carga t rmica do ambiente Assim na avalia o da capacidade t rmica dos condicionadores realizou se c lculos da carga t rmica em todos os ambientes atrav s de tr s m todos prescritivos presentes na literatura nacional norma brasileira e simula o computacional chegando se a conclus o de que na edifica o n o se utilizou um c
37. de hor rio das salas sendo selecionado o dia 02 de dezembro de 2011 uma sexta feira 16 14 12 ooo Pot ncia Ativa KW e p 0 0 21 00 21 45 22 30 20 15 23 15 Figura 48 Medi o de pot ncia ativa kW do dia 2 de dezembro de 2011 Na Figura 48 percebe se que no per odo noturno ap s as 20hs00min os condicionadores foram desligados pois nesse per odo n o est previsto o uso das salas Com a automatiza o associada ao cronograma de uso das salas poss vel liberar o uso dos aparelhos somente em seus respectivos hor rios de aulas evitando assim aparelhos ligados desnecessariamente A demanda apresentou valores menores pois nem todos os condicionadores foram ligados 121 Conforme Figura 48 a demanda no per odo noturno apresentou valores menores se comparada aos demais per odos devido quantidades de aulas serem inferiores neste caso as aulas terminaram s 20h00min 6 5 3 Compara o das medidas de eficientiza o A Tabela 29 apresenta os consumos ap s a automatiza o de acordo com cada estrat gia para redu o do consumo Tabela 29 Consumo de energia el trica no per odo de 1 m s de medi o com automatiza o de acordo com cada medida de eficientiza o automatiza o kWh kWh kWh 7 31 s 11 30 11 31 13 30 52714 00 o O H 13 31 s 17 30 17 31 s 18 00 131 64 0 0 18 01 s 22 00 22 01 s 7 30 76875 0 J 0 4 Total Conforme Tabela 29 o consum
38. deixados ligados Assim um controle do uso dos condicionadores de acordo com o hor rio de funcionamento dos recintos evita se o uso inadequado e o desperd cio da energia Enfim o consumo consciente e inteligente de energia reduz os gastos com este insumo Isto maximiza os Investimentos j efetuados no sistema ampliando ao longo do tempo os recursos renov veis e n o renov veis ainda dispon veis BRAGA 2007 1 2 JUSTIFICATIVA preocupa o com o controle dos gastos com energia ocorreu inicialmente na d cada de 1970 em virtude da crise do petr leo Desde ent o pa ses como Estados Unidos Fran a e Portugal alcan aram redu es significativas no consumo energ tico de suas Instala es com a cria o das primeiras regulamenta es a respeito do desempenho energ tico em edifica es No Brasil a partir do racionamento de energia el trica em 2001 o poder p blico e a opini o civil direcionaram suas preocupa es para a redu o do consumo de eletricidade por meio de programas e leis de efici ncia energ tica Entende se por efici ncia energ tica a obten o de um servi o com baixo disp ndio de energia isto um edif cio mais eficiente energeticamente que o outro quando proporciona as mesmas condi es ambientais com menor consumo de energia LAMBERTS et al 1997 Conservar energia n o racionar n o implica na perda da qualidade de vida conforto e seguran a que a energia el trica proporciona n
39. dos equipamentos que venham a controlar o uso da energia el trica no caso a automatiza o dos condicionadores de ar O benef cio auferido refere se economia adquirida ap s a implanta o das alternativas de eficientiza o nos condicionadores de ar nos dois sistemas propostos Assim foram analisadas a viabilidade econ mica de dois sistemas de automa o empregados sendo eles e Estrat gia 1 Medida de automatiza o de acordo com o per odo de uso das salas de aulas e Estrat gia 2 Medida de automatiza o de acordo com o cronograma de hor rio de ocupa o das salas As duas estrat gias foram analisadas e comparadas com as medi es iniciais de maneira a identificar quanto tempo de retorno de investimento pode ser alcan ado para cada um dos sistemas propostos Assim cabe ressaltar que de acordo com a literatura pesquisada este m todo de avalia o f cil de ser aplicado n o apresentando diverg ncias em sua metodologia Todavia trata se de um m todo para an lise inicial de um projeto de investimento devendo ser complementado com outras t cnicas mais elaboradas como por exemplo o m todo do Valor Presente L quido e a Taxa Interna de Retorno MORANO 2003 94 6 AN LISE DOS RESULTADOS Os resultados s o apresentados para cada etapa proposta nesta pesquisa sobre os quais se fundamenta o objetivo geral Para tanto procede se as an lises energ ticas an lises dos m todos prescritivos da carga
40. dos equipamentos condicionadores de ar de baixa por alta efici ncia haveria redu o do consumo em 85 GWh ano de energia el trica e a demanda na ponta em 47 MW se todas as novas resid ncias pudessem ser enquadradas nesta estrat gia os Impactos dessas substitui es na concession ria local no ano de 2006 alcan ariam uma redu o no consumo de energia el trica de 11 5 GWh na demanda de 5 8 MW e na conta de luz de cada resid ncia de R 413 49 Souza 2010 em sua disserta o pesquisou sobre a economia de energia em condicionadores de ar no Brasil O autor inicialmente avalia o impacto energ tico atribu do ao Programa Selo PROCEL no mbito de condicionadores de ar do tipo Janela e Split desenvolvido pelo Centro de Excel ncia em Efici ncia Energ tica EXCEN UNIFEI atrav s de dados de consumo medidos em condi es padronizadas ajustados para o contexto real Para tanto o conjunto dos equipamentos foi modelado e separado de forma regional e setorial para incluir os efeitos da temperatura ambiente e intensidade de utiliza o levando em conta ainda a perda de desempenho ao longo da vida util A economia de energia promovida pela introdu o do Selo PROCEL em condicionadores de ar foi de 664 GWh em 2008 esta economia corresponde 80 para o setor residencial e 20 para o setor comercial A redu o de demanda na ponta associada a essa economia de energia foi de 339 MW que corresponde a 0 32 da oferta m xima de energia el tr
41. economia que venha amortizar em curto prazo os investimentos implantados neste setor O condicionamento ambiental uma fonte potencial de economia de grande import ncia em instala es comerciais e p blicas mediante a combina o da redu o da carga t rmica aliada ao uso de tecnologias eficientes de gera o de frio e melhor controle dos sistemas A economia possibilitada pela aquisi o de aparelhos de ar condicionado de pot ncias e capacidades adequadas aliado a escolha de aparelhos mais eficientes energeticamente deve proporcionar impactos consider veis na economia de energia O caminho a op o por um gerenciamento energ tico onde se priorize a prefer ncia por equipamentos que visam promover um melhor uso da eletricidade atrav s de medidas que minimizem e otimizem o seu uso Neste contexto os condicionadores de ar t m muito a contribuir SOUZA 2010 Devido ao fato de que 78 da energia produzida no Brasil ser de usinas hidrel tricas a disponibilidade de gua para gerar a energia varia dependendo da poca do ano tornando esta energia mais cara O meio utilizado para diminuir o custo da energia a escolha de tarifas diferenciadas de consumo de energia el trica e de demanda de pot ncia de acordo com os per odos do ano e as horas de utiliza o do dia mais conhecida como tarifa horo sazonal Em edif cios p blicos este m todo 48 bastante empregado por m somente esta estrat gia n o totalmente sat
42. gerar desconforto t rmico A carga t rmica de um recinto a soma dos ganhos do calor interno pessoas equipamentos ilumina o e externo insola o Os valores de consumo de energia el trica dos condicionadores de ar brasileiros apresentados em seus manuais s o resultados obtidos em laborat rios com condi es padronizadas de ensaio temperatura bulbo seco e mido vaz o do ar etc de acordo com 55 a ABNT NBR 12010 1990 No entanto os condicionadores de ar instalados no Brasil operam em condi es clim ticas distintas nas cinco regi es do pa s Em pesquisa Borduni 2007 estudou o impacto na carga t rmica pelo uso de elementos de sombreamento externo atrav s de simula o computacional feita pelo Energyplus que uma ferramenta que permite a simula o da carga t rmica e a an lise energ tica da edifica o Os resultados comprovaram que a alternativa de uso de brise na fachada com agendamento de funcionamento e o brise totalmente fechado foram s solu es que representaram as melhores respostas em seguida a alternativa de utiliza o de marquises com 2 metros de comprimento O autor destacou que pelo fato de n o poder utilizar as duas alternativas simultaneamente um conjunto proposto como melhor alternativa seria a utiliza o de pel culas no vidro e brise Assim foi adotada como a melhor configura o a situa o do brise m vel pois este permite que em parte do dia haja fachada aberta permitin
43. gua t cnicas e materiais de isolamento materiais de constru o de alta reflet ncia e reas envidra adas com camadas m ltiplas As maiores economias em termos de utiliza o de energia 75 ou mais ocorrem nos pr dios novos ao serem projetados e operados como sistemas integrados A obten o dessas economias requer um processo de projetar em conjunto envolvendo arquitetos engenheiros contratantes e clientes com amplas vis es de oportunidades de redu o passiva das demandas de energia Castro 2009 em pesquisa aponta que o elevado consumo de energia nas edifica es ocorre em decorr ncia do projeto n o levar em considera o o conforto t rmico transferindo ao condicionador de ar o papel de corrigir este desconforto Assim os estudos comprovaram que um sistema simples de automa o pode gerar economia significativa de energia el trica Vale ressaltar que a automa o n o garante a efici ncia energ tica da edifica o mas uma estrat gia que colabora para 1sso Lamberts et al 1997 afirma que al m da utiliza o desses recursos tecnol gicos a elabora o de projetos que incluam estudos sobre o comportamento energ tico do edit cio pode melhorar a efici ncia da arquitetura 21 3 AUTOMA O A automa o conceituada como um conjunto de t cnicas que podem ser aplicadas sobre um processo objetivando torn lo eficiente ou seja maximizando a produ o com menor consumo de energia com menor
44. informa es do tempo N o tem largura da banda suficiente para transmiss o de udio ou v deo permite comunica o de m o dupla e n o compat vel com dispositivos X10 Os equipamentos que usam esse protocolo consomem pouca energia el trica e permitem muita flexibilidade A qualquer momento o usu rio pode adquirir novos dispositivos com chip Z Wave e conect los a rede de automa o dom stica sem qualquer complica o Sua rede possui topologia em forma de malha com at 232 dispositivos colocados a uma dist ncia m xima de 30 metros O controle do sistema descentralizado com cada equipamento dotado de um chip Z Wave com capacidade de processamento e mem ria 37 pass vel de programa o por m sua velocidade de transmiss o baixa TERUEL amp NOVELLI FILHO 2007 Para que um sistema seja eficiente importante que o protocolo possua mais flexibilidade e rapidez nas trocas de informa es Os dados provenientes de um sensor cont m v rios atributos informa es que afetam como ser interpretado no contexto geral na atividade a qual se destina A qualidade da informa o depende da uniformiza o dos protocolos para que seja interoper vel simples o suficiente para ser implementada em praticamente qualquer dispositivo e usada em qualquer aplica o 3 3 2 Sistemas comerciais dedicados automa o Os primeiros sistemas de automa o ocupavam bastante espa o com capacidade desempenho confi
45. kg UE Umidade espec fica do ar na entrada em kg kg Q Fluxo de ar em m h No processo de condicionamento de ar o ar insuflado retorna ao equipamento de refrigera o impulsionado pelo ventilador parte deste ar perdida pelas frestas aberturas necessitando ser preenchida pelo ar exterior Al m deste ar que completa as perdas h o ar necess rio s pessoas para isso necess rio se conhecer a finalidade de uso lojas salas de aula etc o n mero de pessoas a quantidade de ar necess ria s pessoas m3 h pessoa a temperatura Interior e exterior umidade absoluta do ambiente Interno e externo que est o dispon veis em tabelas Estas informa es s o usadas para calcular a parcela de carga t rmica sens vel e latente atrav s da equa o 3 4 3 4 NBR 16401 2008 Instala es de Ar Condicionado Sistemas Centrais e Unit rios A NBR 16401 2008 baseia se ASHRAE 1997 que uma associa o conhecida mundialmente sobre sistemas de aquecimento ventila o e condicionamento de ar Por tratar se de norma internacional os c lculos de fluxos de calor apresentam dados de radia o solar de cidades americanas A Universidade Federal de Santa Catarina vem desenvolvendo estudos a respeito da efici ncia energ tica nas constru es que juntamente com o PROCEL em 1997 publicou o livro Efici ncia Energ tica na Arquitetura no qual consta entre outros t picos o c lculo da carga t rmica baseada tamb m na ASHRAE de m
46. ncias de consumos mostrados na Figura 46 Na Figura 46 observa se que os consumos em geral estiveram abaixo daqueles obtidos na primeira medi o sem automatiza o as exce es s o aceit veis pois os 118 consumos est o coerentes com a pot ncia das cargas e as horas dispon veis para funcionamento Os 22 e 23 dias de medi o apresentaram maiores consumos em compara o com a medi o sem automatiza o pois no per odo da primeira medi o esses dias foram v spera de feriado e feriado dados estes j desprezados na primeira medi o A Figura 47 mostra a demanda integralizada a cada 15 minutos Selecionou se aleatoriamente o dia 23 de setembro de 2011 pertencentes ao segundo per odo de medi o para efeito de visualiza o e an lise 18 00 16 00 14 00 12 00 s AAA Z kn gt 10 00 lt An HE o 800 c 6 00 pur 0 00 O N O N O N O N O N O N O N O nonNrMo nono nono mo mo um MAS S a a o E a s o a S a S S a a S E a s S E a s S S S a O AANO oon JYTrnooOrm o og oa OdANN OrHAinoOm oo oo qasjgjgo cH ANO O 0 000000000 00H aAa daN NINININI Horas do dia Figura 47 Medi o de pot ncia ativa KW do dia 23 de setembro de 2011 De acordo com a Figura 47 percebe se como o sistema atuou durante o dia com o acionamento e desligamento dos condicionadores conforme os per odos de uso das aulas Caso todos os condicionadores fossem ligados ao mesmo tempo no In cio dos per odos de aula
47. o objetivo de simular os c lculos de carga t rmica para assim comparar com os demais m todos empregados na pesquisa bem como com a Norma NBR 16401 2008 69 4 5 REGULAMENTO T CNICO DA QUALIDADE PARA EFICI NCIA ENERG TICA DE EDIF CIOS COMERCIAIS DE SERVI OS E P BLICOS RTQ C NO REQUISITO CONDICIONADOR DE AR O Regulamento T cnico da Qualidade do n vel de Efici ncia Energ tica de Edif cios Comerciais de Servi os e P blico RTQ C foi publicado em fevereiro de 2009 no Brasil como parte do Programa Brasileiro de Etiquetagem do Instituto Nacional de Metrologia Normaliza o e Qualidade Industrial INMETRO cujos objetivos s o de estabelecer as condi es para classifica o do n vel de efici ncia energ tica de edif cios comerciais de servi os e p blicos a fim de obter a Etiqueta Nacional de Conserva o de Energia ENCE emitida pelo INMETRO Essa classifica o do INMETRO aplica se a edif cios com uma rea total til m nima de 500m ou atendidos por uma tens o superior ou igual a 2 3kV ou inferior a 2 3kV atendido pelo sistema subterr neo e tarifado pelo sistema Entretanto sua aplica o ainda volunt ria visto que ainda preciso adaptar o mercado profissionais e consumidores aos conceitos de efici ncia Com a finalidade de se obter a classifica o da edifica o necess rio uma avalia o dos requisitos recomendados no RTQ C que est dividido em quatro partes classifica o da en
48. poss vel que se registre a demanda m xima em fun o do n mero de aparelhos nove no m ximo e da pot ncia individual 3100 W pois haver necessidade de retirar o calor de todas as salas supondo uma temperatura interna maior at atingir a temperatura de ajuste dos termostatos A partir de ent o os condicionadores poder o operar interruptamente isto desligar e ligar os condicionadores para manter a temperatura pr xima ao valor ajustado resultando em uma diminui o na demanda 119 Conforme Figura 47 a demanda no per odo noturno foi menor pois possui quantidades de aulas inferiores se comparada aos demais per odos e tamb m pela temperatura externa ser mais baixa necessitando de menor carga t rmica a ser refrigerada 6 5 2 Automatiza o de acordo com o cronograma de utiliza o das salas de aulas Estrat gia 2 A segunda medida para economia de energia el trica foi implementada com a utiliza o de m dulos de automa o descritos em 5 2 2 atrav s da automatiza o dos condicionadores de ar com o acionamento de acordo com o cronograma de utiliza o das salas Ressalta se que a medida anterior estrat gia 1 j se obteve um ganho significativo mas com esta medida a economia maior pois nem todas as salas de aulas funcionam em todos os per odos As medi es ocorreram no per odo de 14 de novembro a 13 de dezembro de 2011 Deve se enfatizar que os per odos de medi o possuem os mesmos n mer
49. pot ncia instalada e o resultado dos m todos prescritivos de ERIE a di E at E E E T Rd A A TE 101 Tabela 19 Carga t rmica simulada no Energyplus de um ar sp it para o dia 22 de dezembro Tabela 20 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus para cada um dos INESES dO E E O E E a O a dC A O 108 Tabela 21 Compara o dos m todos prescritivos de carga t rmica versus simula o no L NET VPIS E E E E O E E o Tg 108 Tabela 22 Temperaturas do solo calculadas atrav s do programa S ab consideradas na SRE Oena N a E 110 Tabela 23 Levantamento dos condicionadores de ar rrenan 113 Tabela 24 C lculo da efici ncia energ tica de ambiente com unidades condicionadoras de NIVEIS de CHICICNCIA NO Has sacar sn siga io ES do RD OA 114 Tabela 25 C lculo da efici ncia energ tica de ambiente com unidades condicionadoras de niveis de cHeiencia dilerenics ss ana uia a Re a aU a a ca 114 Tabela 26 C lculo de efici ncia energ tica da edifica o no requisito condicionador de ar Tabela 27 Consumo de energia el trica kWh no per odo de 1 m s de medi o sem automatiza o versus com automatiza o de acordo com o turno das aulas 116 Tabela 28 Consumo de energia el trica no per odo de 1 m s de medi o sem automatiza o e com automatiza o de acordo com o cronograma de hor rio de ocupa o das salas 119 Tabela 29 Consumo de energia el trica no per odo d
50. se associar a es para cada uma das botoeiras figura A5 b O Inserir Interfaces Sair ces Manualmente Module Switch Module Switch Modules Switch Interfaces O Switch 00 00 E2 Renomear Interruptor Pressione o interruptor instalado reconhe a uma digital cadastrada ou acione um sensor para o reconhecimento de uma interface Confirmar Cancelar a Insira o nome do interruptor Bot lab 150 Configura o dos M dulos Interruptores Module Switch O o Reconhecer Inserir Interfaces Sair Interfaces Manualmente Module Switch ModulesSwitch Switch Interfaces o 3 Bot 1a6 Bot 1a6 31 Switch 00 00 E2 b Figura A5 Configura o dos M dulos Interruptores a Reconhecimento autom tico b Associar a o ao pulsador O agendamento de eventos isto com datas e hor rios conhecidos realizado atrav s do m dulo task Ao inserir um agendamento os seguintes dados s o necess rios nome do agendamento hor rio dia da semana dia do m s m s e ano associado a uma a o cena Na implementa o da automatiza o dos condicionadores de ar esses eventos seguiram o cronograma de funcionamento das salas de aulas A figura A6 mostra de forma compacta a inser o de um agendamento associado a uma a o cena peee Procurar Nomear Enviar M dulos M dulos Configura Sistema Modul
51. sobre realiza o de investimentos em pesquisa de desenvolvimento e em efici ncia energ tica por parte das empresas concession rias permission rias e d outras provid ncias Di rio Oficial da Rep blica Federativa do Brasil Bras lia julho 2000 BRUNI A L FAM R SIQUEIRA J de O An lise do Risco na avalia o de projetos de investimento Uma aplica o do M todo de Monte Carlo Caderno de Pesquisas em Administra o S o Paulo v 1 n 6 1998 BUSHBY S T 1997 BACnet a standard communication infrastructure for intelligent buildings Automation in construction pp 529 540 Dispon vel em lt http www bacnet org Bibliography AIC 97 AIC 1997 htm gt Acesso em 20 09 2011 CARDOSO R B Avalia o da economia de energia atribu da ao Programa Selo PROCEL em freezers e refrigeradores Disserta o Mestrado em ci ncias em engenharia da energia Universidade Federal de Itajub Itajub 2008 CARRIER Hi Wall Carrier X Power Inverter 2011 Acesso em 06 de dezembro de 2011 Dispon vel em lt http www springer com br gt CASTRO M I De Aplica o da Technology Readiness Index para Defini o de Escopo em Projetos de Automa o Residencial Disserta o Mestrado em engenharia el trica Universidade Federal de Santa Goi s Goi nia 2009 137 CLASP Collaborative Labeling and Appliance Standards Program History and Scope of Energy Efficiency Labels and Standards 2004a dispon
52. tica em edif cios Caso de estudo Edif cio Pombalino Disserta o Mestrado em engenharia mec nica Universidade T cnica de Lisboa Portugal 2009 GOMES 2007 apud Junior R S N L 2008 Impacto Econ mico do Uso de ar condicionado em edif cios residenciais na cidade de Macei Al Disserta o 145 Programa de P s Gradua o em Arquitetura e Urbanismo Universidade Federal de Alagoas Macei KLUSENER C S Aplica o do Regulamento para Etiquetagem do n vel de Efici ncia Energ tica de Edif cios O Caso do Centro de Tecnologia da UFMS Disserta o Mestrado em Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Caratina Santa Maria RS 2009 MARCONI M de A LAKATOS E M Fundamentos de Metodologia Cient fica S o Paulo Editora Altas S A 2003 PADILHA G R An lise de cargas t rmicas e dimensionamento de sistemas de ar condicionado para o sal o de atos da UFRGS Monografia Gradua o em Engenharia Mec nica Universidade Federal de Rio Grande do Sul Porto Alegre RS 2010 PENA M S Sistemas de Ar Condicionado e Refrigera o PROCEL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica la edi o julho 2002 PEREIRA P H C Rob tica e automa o Centro Universit rio Sul de Minas UNIS Minas Gerais 2001 SAKAMURA K the tron intelligent house IEEE Micro v 10 n 2 p 6 7 1990 SERAFIN R M Avalia o da redu o do consumo de energia el tric
53. 0 0 to 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Horas do dia Temp Externa 118 1 19 120 17 Figura 43 Temperatura externa versus temperaturas das salas de aulas simuladas para o dia 22 de dezembro 107 Conforme Figura 43 as temperaturas internas das salas foram maiores que a temperatura externa estes valores elevados se devem a carga t rmica interna presente nas salas de aulas como o n mero de pessoas no ambiente ilumina o carga de condu o atrav s de superf cies opacas e envidra adas cargas por insola o atrav s das superf cies opacas e envidra adas caso n o houvesse essas cargas as temperaturas seriam menores A Figura 44 apresenta de maneira sucinta as cargas t rmicas ao longo do ano de um sistema de condicionador de ar sp rt 120 000 00 100 000 00 80 000 00 60 000 00 BTU H 40 000 00 20 000 00 2 H g m Ez E abr mai jun jul ago out nov dez 0 00 mar fev Meses do ano mM 118 h 119 E 120 bd 121 hd 122 Figura 44 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus ao longo do ano O gr fico apresentado na Figura 44 demonstra o comportamento da carga t rmica conforme cada m s do ano identificando uma varia o em cada per odo A Tabela 20 permite avaliar a varia o da carga t rmica nas salas condicionadas no per odo de um ano clim tico Como se pode observar os meses de junho a agosto apresentam
54. 0 71 143 8 807 32 203 4 236 81 590 6 peso 462 86 116 6 715 03 195 2 Fonte Adaptada de CREDER 2004 De acordo com a Tabela 4 na primeira coluna apresentada o tipo de utiliza o do ambiente e na segunda coluna a sua categoria Para o c lculo de vaz o os 58 valores s o apresentados na terceira quarta e quinta coluna Dessa forma na terceira coluna os valores de constantes s o apresentados em BTU h por metro quadrado a quarta coluna esta constante dada por m Tonelada e na quinta coluna em m3 h por metro quadrado Para o c lculo da ocupa o m dia do recinto de acordo com o n mero de pessoas na sexta coluna apresentada uma constante em m pessoa e na s tima coluna em kcal h por metro quadrado O c lculo poder fornecer a carga t rmica em TR 4 3 3 M todo do Creder 2004b Este m todo determina a quantidade de calor sens vel e latente que deve ser retirada ou colocada no recinto a fim de proporcionar as condi es de conforto desejadas CREDER 2004b O m todo calcula as cargas t rmicas introduzidas no recinto por condu o insola o dutos pessoas equipamentos infiltra o e ventila o No procedimento de c lculo por condu o define se primeiramente o tipo de material das paredes teto e piso e calcula se a condutividade ou condut ncia t rmica A partir dessas informa es aplica se a equa o la oulb A K D Material homog neo Q 7 1 a Material n o homog neo Q A C
55. 00 Em 1985 criado o Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica PROCEL sob a coordena o da Eletrobr s Em 1993 foi desenvolvido pelo PROCEL o Programa Selo PROCEL de Economia de Energia PSP um programa volunt rio com os objetivos de orientar os consumidores e estimular a fabrica o e comercializa o de produtos mais eficientes no pa s No ano seguinte foram estabelecidos em conjunto com fabricantes consumidores 20 representados pelo Instituto Brasileiro de Defesa do Consumidor IDEC e o Instituto Nacional de Metrologia Normaliza o e Qualidade Industrial INMETRO os crit rios para a concess o do Selo sua marca e as bases para a realiza o de todo esse processo Em 1995 j apareciam no mercado brasileiro os primeiros produtos com o Selo PROCEL os refrigeradores de uma porta de duas portas ou combinados e freezer vertical CARDOSO 2008 Considerando sua participa o no consumo de energia el trica nacional foram incorporadas as categorias freezer horizontal aparelhos de ar condicionado de Janela motores el tricos trif sicos at 10 cv hoje abrangendo at 250 cv coletores solares planos para aquecimento de gua para banho e piscina e reservat rios t rmicos Recentemente as m quinas de lavar roupa e televisores mais eficientes tamb m receberam o Selo PROCEL SILVA 2008 Em 24 de julho de 2000 foi promulgada a Lei n 9 991 BRASIL 20004 que estabelece que as empresas concess
56. 106 Figura 43 Temperatura externa versus temperaturas das salas de aulas simuladas para o dia PA o RO cr Asi 8 O E RENO A E RARO RN RO A E REED RR ER 106 Figura 44 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus ao longo do ano 107 Figura 45 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus para o dia 22 de dezembro com temperaturas de solos diferentes 000soooooeeeeeessssssssssssssssseeterreessssssssssssses 111 Figura 46 Consumo de energia dos condicionadores de ar sem automatiza o versus com automatiza o de acordo com os turnos das aulas ssoooeeeeeesssssssssssssssettreresssssssssssssseeeeo 117 Figura 47 Medi o de pot ncia ativa KW do dia 23 de setembro de 2011 118 Figura 48 Medi o de pot ncia ativa kW do dia 2 de dezembro de 2011 120 Figura 49 Consumo kWh dos tr s per odos de medi o ii eee 22 Figura 50 Medi o de pot ncia ativa kW dos tr s per odos de medi es referente a uma ECA LC E E E a RR a a DR a E Naa a aa 123 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Potencial de Redu o do Consumo de Energia com o Uso de Sensores de Presen a 41 Tabela 2 Fator para carga t rmica em fun o do volume do recinto sseesssssssssssssseeeeeeree 56 Tabela 3 Fator para a carga t rmica em fun o da rea das janelas cceeen 56 Tabel
57. 12 128 42 26 B 4 2 246 x 102 0 090 TOTAL 1881 49 3 69129426 Efici ncia do conjunto 116 6 5 AN LISE DAS MEDIDAS PARA UTILIZA O RACIONAL DA ENERGIA EL TRICA NOS CONDICIONADORES DE AR Os resultados da economia de energia el trica s o apresentados para cada medida proposta nesta pesquisa quais sejam e Estrat gia 1 controle do acionamento atrav s de contatores e programador hor rio e Estrat gia 2 controle de acionamento atrav s de contatores e sistema de automatiza o Ao final os resultados ser o confrontados para uma an lise geral das reais contribui es 6 5 1 Automatiza o de acordo com o per odo de uso das salas de aulas Estrat gia 1 A primeira medida para economia de energia el trica consiste em um sistema de automatiza o que permite o acionamento e desligamento dos condicionadores de ar de acordo somente com o hor rio normal das aulas isto das 07h30min as 11h30min das 13h30min as 17h30min das 18h00min as 22h00min As salas que receberam a automatiza o foram 118 119 120 121 e 122 A Tabela 27 apresenta os consumos sem automatiza o proposta neste item e com a automatiza o de acordo com a estrat gia O per odo da primeira medi o foi 20 de setembro a 19 de outubro de 2010 enquanto o per odo da segunda medi o foi de 8 de agosto a 26 de setembro de 2011 do qual se extraiu 30 dias consecutivos Tabela 27 Consumo de energia el trica kWh
58. 2007 Uma vez que o consumo dos aparelhos condicionadores de ar dentro de uma edifica o bastante significativo este trabalho est direcionado no sentido da especifica o correta do aparelho em fun o da carga t rmica do recinto e no emprego da automa o para o uso racional da energia H a possibilidade dos edif cios se tornarem mais eficientes atrav s de reformas retrofitting que consiste na adapta o tecnol gica das instala es el tricas hidr ulicas e dos principais equipamentos instalados nos edif cios por m se n o houver o controle no uso n o se chegar economia desejada Outro fator que influencia no consumo da energia el trica em edif cios s o os h bitos dos usu rios como exemplos podem se citar os h bitos de sair dos recintos e 13 deixar as l mpadas ou equipamentos ligados tv s som ventiladores micros etc O ajuste de aparelhos de ar condicionado e geladeiras para temperaturas muito baixas o uso de ilumina o artificial em locais pass veis de ilumina o natural a realiza o de servi os de limpeza em edif cios de escrit rios noite mantendo se todo pr dio Iluminado durante esse per odo etc ou seja este n mero de horas de uso por semana ou por m s de um equipamento influencia significativamente na intensidade de uso de energia em um edif cio e a redu o destas horas de uso torna se necess ria pois equipamentos que n o possuem controle s o mais suscet veis a serem
59. 2008 A resist ncia t rmica da parede e Se o reboco argamassa reboco A 0 01 x 0 24 0 01 x 0 07 0 0031m e Espessura do elemento m W y m n Condutividade t rmica 160 e reboco eargamassa ereboco eargamassa a Areboco Aargamassa Areboco Aargamassa 002 011 001 011 EEE F E E HE 0 2174 m K W e Se o B reboco tijolo argamassa tijolo Ap 0 06 x 0 24 0 0144 m R ereboco ecer mica eargamassa e cer mica bs ssa E E O A Areboco Acer mica Aargamassa A cer mica 0 02 0 11 0 01 0 11 b115 0 90 115 0 90 R 0 2705 m2 K W Portanto a resist ncia t rmica da parede ser Aa Ap COTEU A R parede 4 Ap 0 0031 0 0144 92993010 K R R 02174 0 2705 Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Ricparede Rse consultar tabela B1 Assim RT 0 13 0 2593 0 04 0 429 m2 K W E E 2 K C Resist ncia t rmica total 0 429 R 0 4989 dk Ww kcal h b Transmit ncia T rmica da parede a kcal h W Condut ncia total da Parede 2 00 A 2 33 m C m K 161 B3 Divis rias de madeira 0 008m a Resist ncia t rmica total da divis ria Recaivis ria Para o c lculo do coeficiente de transmiss o de calor as divis rias de madeiras localizadas nas salas 118 e 119 t m se e Condutividade t rmica do Compensado 0 15 W m K Assim c madeira Z 0 008 Rt aivis ria moda D
60. 2008 18 778 24 64 095 60 22 094 34 1 737 64 7 436 35 25 063 44 50 568 98 7 436 35 62 632 11 12 586 03 36 382 13 35 595 06 36 006 36 36 859 82 63 695 99 34 134 92 33 347 84 33 657 22 22 285 08 12 415 98 13 777 64 14 917 28 12 714 49 18 954 78 76 482 70 71 431 19 76 482 70 145 375 59 147 536 41 139 082 24 136 566 65 82 216 16 82 216 16 102 435 61 76 517 95 54 011 64 59 709 85 54 011 64 1 987 250 15 102 No m todo de Creder 2004a o procedimento de c lculo inicia se com o levantamento da rea do ambiente a ser climatizado e multiplica se por constantes extra das de tabelas cujos valores dependem da atividade a ser realizada no recinto A escolha de uma das categorias baixo m dio ou alto serve para adequar fatores relativos ao n mero de pessoas caracter sticas construtivas da edifica o posicionamento etc Este m todo til somente para uma estimativa da carga t rmica Nos c lculos com esse m todo utilizou se o padr o m dio da tabela pois na refer ncia n o se disp e de informa es complementares e criteriosas para definir a carga t rmica por metro quadrado O m todo de Creder 2004b calcula a carga t rmica total dividindo a em parcelas que s o introduzidas no recinto por meio de condu o insola o dutos pessoas equipamentos infiltra o e ventila o podendo ser considerado o mais aceit vel para estimativas de c lculo mesmo fazendo uso de tabelas antigas quando com
61. 26693 5 k 1 01 cm m de acordo com a Tabela B2 muito ventilada No ver o Rar 0 21 m2 K W e fibrocimento a A e forro de PVC A fibrocimento Aforro de PVC 0 008 0 007 E Rectcobertura 095 F 0 21 F 020 0 2534 m K W R t cobertura Resist ncia t rmica total RT Rr total Rsi Reccobertura t Rse consultar tabela B1 Assim Rr 0 17 0 2534 0 04 0 4634 m K W m K m C Resist ncia t rmica total 0 4634 0 5389 Ww kcal h b Transmit ncia T rmica da Cobertura com forro de PVC kcal h n 2 15 id K Condut ncia total da cobertura com forro de PVC 1 85 zoc T 166 B9 Vidro Comum 0 004m a Resist ncia t rmica total RT e Condutividade t rmica do vidro comum A 1 0 W m K Assim c vidro 0 004 Ri vidro A vidro 1 0 Resist ncia t rmica total RT 0 004 m2 K W RT Rsi Rtwiaro Rse consultar tabela B1 Assim Rr 0 13 0 004 0 04 0 174 m2 K W m C kcal h Resist ncia t rmica total 0 174 0 2023 a Transmit ncia T rmica kcal h m c Condut ncia total do vidro 4 94 5 74 zx A Tabela B3 mostra os resultados da condut ncia total definida para cada material Tabela B3 Propriedades t rmicas dos materiais Materiais Transmit ncia T rmica Parede Cer mica reboco 3 29 W m2 K Parede dupla cer mica cer mica reboco 2 33 W m2 K Superf cies transparentes vidro 5 14 W m2 K
62. 4 Telhado No pavimento t rreo est o localizadas as salas de aulas e laborat rios e no pavimento superior s o dispostas somente salas de aulas conforme Figura 25 Fachada Sudoeste SO i AA w P a Figura 25 Edifica o em estudo As salas de aulas possuem condicionadores de ar do tipo janela e split aparelhos estes que foram instalados recentemente isto a edifica o inicialmente n o foi projetada para uso com condicionadores de ar Esta necessidade surgiu com o passar dos anos A obra foi executada na d cada de 70 desde ent o vem recebendo adequa es conforme a necessidade O quadro principal de distribui o de energia encontra se dentro do laborat rio de efici ncia energ tica local onde foram conectados os medidores de energia para realizar as medi es iniciais Figura 26a O quadro terminal que alimenta os condicionadores de ar encontra se localizado no pavimento superior Figura 26b respons vel por levar os circuitos terminais a nove condicionadores de ar Outros nove T1 condicionadores de ar s o alimentados por um segundo quadro terminal localizado simetricamente ao primeiro por m sem implementa o da automatiza o a b Figura 26 Quadros el tricos de for a a quadro principal de distribui o de energia b quadro terminal que alimenta dos condicionadores de ar Na presente pesquisa foram selecionadas cinco salas de aula para a realiza o da automatiza o d
63. 42 226 99 SE 213 549 636 605 481 325 146 68 63 58 43 38 19 E 213 574 382 655 509 309 65 68 63 58 43 38 19 NE 99 281 350 355 276 152 65 68 63 58 43 38 19 T N 18 38 143 5 63 68 65 68 63 58 43 38 19 NW 18 38 1 43 58 63 68 65 152 276 355 350 281 99 W 18 38 43 5 63 68 65 309 509 655 682 574 213 SW 18 38 43 5 63 68 146 325 481 605 636 549 213 ii 61 283 525 786 978 1100 1133 1100 978 786 525 283 61 Clarab ia Fonte Adaptada de FROTA 2001 A carga t rmica devido a transmiss o de calor por superf cies opacas a energia transmitida por condu o e convec o obtida seguindo a equa o 2 Q A U te t At 2 Sendo Q kcal h A rea em m U Coeficiente global de transmiss o de calor kcal h m C te Temperatura externa C ti Temperatura interna C At Acr scimo ao diferencial de temperatura A Tabela 7 apresenta os valores do acr scimo ao diferencial de temperatura 61 Tabela 7 Acr scimo ao Diferencial de Temperatura At em F e em C Cor escura Cor clara Superf cie E Fonte Adaptada de CREDER 2004 2 O acr scimo ao diferencial de temperatura a diferen a que varia com a orienta o da superf cie cor da parede ou prote o da janela extra da atrav s da Tabela 7 que o m todo oferece em F e C Nos
64. 87 Ilumina o Os ganhos internos de calor provenientes da ilumina o foram inseridos com o sistema de ilumina o existente na edifica o A pot ncia total de Ilumina o em cada ambiente dividida em fra o radiante ondas longas e vis vel ondas curtas das l mpadas A fra o convectiva restante calculada pelo programa com base nestes valores Para l mpadas fluorescentes a fra o radiante de 0 42 se forem lumin rias suspensas e 0 37 para lumin rias embutidas no forro Na simula o utilizou se o valor 0 42 e a fra o vis vel sempre igual a 0 18 Energyplus Manual 2010 A temperatura do solo presente em Srte GoundTemperature BuildingSurface modelo presente no Energyplus utilizada na simula o foi adaptada de Sorgato 2011 A temperatura do solo influencia significativamente na carga t rmica das salas As taxas de ilumina o seguem schedules que definem sua intensidade de acordo com o hor rio de uso de cada ambiente coincidentes com os hor rios de ocupa o pelas pessoas Para a simula o os hor rios considerados foram das 07h30min s 11h30min das 13h30min s 17h30min e das 18h00min s 22h00min As taxas de infiltra o foram inseridas no Energyplus em Zonelniiltration DesignFlowRate onde adiciona se a zona e em seguida no schedule de infiltra o considerou se a exist ncia de infiltra o durante as 24 horas Na simula o foi considerado o fluxo por zona Flow Zone e a tax
65. ADUA O EM ENGENHARIA DE EDIFICA ES E AMBIENTAL FOLHA DE APROVA O T tulo AN LISE DE MEDIDAS PARA EFICIENTIZA O E USO RACIONAL DA ENERGIA ELETRICA EM CONDICIONADORES DE AR Aluna CARMELINA SUQUER DE MORAES i ORIENTADOR PROF DR ROBERTO APOLONIO Aprovado em 22 de fevereiro de 2013 Prof Dr Roberto Apol nio Coordenador do PPGEEA Comiss o Examinadora a F Prof Dr Robertg Apol nio Universidade Federal de Mato Grosso FAE T UFMT Orientador Prof Dr M rcelo Mendes Vieira Universidade Federal de Mato Grosso UFMT Campus Rondon polis Examinador Interno UFMT Prof Dr M ri oshi Kawaphara Universidade Federal de Mato Grosso FAET UFMT Examinador Interno UFMT DEDICAT RIA Ao Senhor Jesus pela oportunidade que colocou em minhas m os ao meu esposo Jean Carlo Menero pelo amor e compreens o AGRADECIMENTOS Ao Prof Dr Roberto Apol nio pela orienta o e confian a e pela sua infinita paci ncia A todos os professores do Programa de Mestrado em Engenharia de Edifica es e Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso sempre dedicado na multiplica o do conhecimento Aos meus pais Nelson e Mariana que sempre me apoiaram nos momentos mais dif ceis incentivando e motivando Aos bolsistas do Programa de Mestrado em Engenharia de Edifica es e Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso Luciana Oliveira da Silva pelo auxilio nas simula es
66. ANDA 2011 Consequentemente o ar condicionado deve ser empregado quando as condi es clim ticas n o s o atendidas por nenhuma 23 estrat gia de resfriamento natural ou aus ncia de ventos o que faz o seu uso ser bastante intensificado nessa regi o Al m disso o uso da ventila o natural poderia ser empregado somente para o per odo mido outubro a mar o pois preciso umidade para que haja evapora o das part culas de gua e assim atingir a um conforto desejado j no per odo da esta o seca abril a setembro as temperaturas s o mais elevadas e os ventos s o quentes A International Energy Agency IEA 2009 em uma proje o at 2030 estima que os gastos com energia em edifica es v o determinar aproximadamente metade dos investimentos com mais de 80 do consumo se desenvolvendo ao longo da fase operacional do ciclo de vida do edif cio isto o gasto na manuten o do edif cio Ressalta se que a efici ncia energ tica no edif cio n o est relacionada somente ao uso racional da energia mas de diversos fatores do edif cio ou seja seus materiais envolt ria e equipamentos Magalh es 2001 afirma que o uso de energia el trica em pr dios p blicos est vinculado aos padr es tecnol gicos e de efici ncia energ tica dos diversos sistemas e equipamentos instalados s suas caracter sticas arquitet nicas ao clima local atividade a que se destina e ao comportamento e grau de consci ncia dos
67. Brasileira de Normas T cnicas NBR 15220 Desempenho T rmico de edifica es ABNT Rio de Janeiro 2008 ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 16401 1 2008 Instala es de ar condicionado Sistemas centrais e unit rios Parte 1 Projetos das Instala es ABNT Rio de Janeiro ALFREDO J C An lise Cr tica da Norma Brasileira ABNT NBR 16401 1 Instala es de Ar Condicionado Sistemas Centrais e Unit rios Partel Projeto de Instala es 16401 2 Par metros de Conforto T rmico e 16401 3 Qualidade do Ar Interior Disserta o Mestrado em Engenharia Mec nica Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 2011 ALVAREZ A L M Uso Racional e Eficiente de Energia El trica Metodologia para a Determina o dos Potenciais de Conserva o dos usos finais em Instala es de Ensino e Similares Disserta o Mestrado em Engenharia de Energia 135 e Automa o El trica Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo 1998 ASHRAE Fundamentals Handbook American Society of Heating Refri gerating and Air Conditioning Engineers USA 1997 BASSETTO G R ZAPAROLLI G A amp FRAY G S Utiliza o de T cnicas de Edif cios Inteligentes na Faculdade de Engenharia Mec nica UNICAMP Artigo Revista Ci ncias do Ambiente On Line Agosto 2006 Volume 2 n mero 2 BOLZANI C A M An lise de arquiteturas e desenvolvimento de uma plataforma para resid
68. EE EEE EEE Sab 16 10 2010 Dom 17 10 2010 Ter 19 10 2010 mma Sex 08 10 2010 tmn Sab 09 10 2010 mmmm Dom 10 10 2010 Qua 13 10 2010 Ea Seg 18 10 2010 mn ef O N N O Q ao U N Seg 11 10 2010 Ter 12 10 2010 Dias Medidos Figura 37 Consumo de energia el trica do per odo de medi o 96 Ao analisar os resultados apresentados no gr fico da Figura 37 nota se que o consumo bastante vari vel mesmo para os mesmos dias da semana As salas 118 e 119 s o destinadas as aulas de desenho t cnico e projetos para as quais se utilizam pranchetas que juntas somam aproximadamente 45 da carga de condicionador de ar do grupo de salas Os hor rios reservados para as aulas perfazem 38 33 do hor rio fixo semanal sendo que nos hor rios livres a sua ocupa o aleat ria e fica em fun o das atividades extras dos alunos que necessitam do uso das pranchetas Desse modo o consumo di rio do grupo de salas fica bastante influenciado pelo uso aleat rio das salas 118 e 119 Percebe se um baixo consumo no dia 11 10 2010 e 12 10 2010 que ocorreu em decorr ncia da v spera do feriado nacional portanto no c lculo da m dia esses dias foram desprezados A Figura 38 mostra os resultados das medi es de energia el trica tomando por base os dias da semana evidenciando a variabilidade do consumo 350 00 300 00 250 00 200 00 lt 150 00 100 00 50 00
69. Manual para Aplica o dos Regulamentos RTQ C e RAC C 5 3 6 Estrat gias para o comando dos condicionadores de ar Para an lise das diferentes estrat gias de controle dos condicionadores de ar foi instalado um sistema de automatiza o que permite o acionamento e desligamento dos circuitos terminais dos condicionadores de ar de acordo com o hor rio normal das aulas isto das 07h30min s 11h30min das 13h30min s 17h30min das 18h00min 90 s 22h00min Essa primeira estrat gia faz uso somente de chaves magn ticas contatores e programadores hor rios cujos dispositivos podem ser vistos na Figura 36 Nessa primeira etapa de implementa o da automatiza o o principal objetivo de evitar o uso dos aparelhos em hor rios n o previstos para atividades dentro do campus tais como hor rio de almo o intervalo entre aulas e ap s s 22h00min O quadro contendo as chaves magn ticas e o programador hor rio foi instalado pr ximo ao quadro terminal dos condicionadores de ar conforme a Figura 34 Quadro de comando Implementado Quadro Terminal Existente E Programador Hor rio a b Figura 34 a Quadro terminal b Detalhe do quadro de comando dos condicionadores de ar Posteriormente foi instalado um sistema de automa o Figura 35 em que o acionamento ocorre de acordo com o cronograma de hor rio de ocupa o das salas Os m dulos de automa o utilizados permitem o agendamento dos hor r
70. NEGRISOLI 1987 57 c Levantamento do n mero de pessoas que permanecem no local que multiplicado pelo fator de 125 kcal h pessoa fornece o valor do calor produzido pelas pessoas no recinto d No que se referem s frestas aqueles v os que permanecem constantemente abertos deve se calcular a rea destes v os e multiplica los por 125 kcal h m e Os aparelhos el tricos existentes dentro do recinto como lumin rias computadores etc deve se considerar um fator 0 9 kcal h watt multiplica los pela pot ncia total dos aparelhos dentro do ambiente O m todo n o faz nenhuma men o a zona bioclim tica latitude altitude orienta o da edifica o etc Para se conhecer a carga t rmica total do ambiente somam se todas as cargas discriminadas anteriormente 4 3 2 Estimativa da Carga T rmica de Ver o CREDER 2004a O procedimento de c lculo para este m todo faz simplesmente uma estimativa da carga t rmica de ver o em fun o da rea do recinto Utilizam se constantes extra das de tabelas cujos valores dependem da atividade a ser realizada no recinto Por exemplo para escrit rios de padr o m dio a constante vale 462 86 BTU h por m CREDER 20044 Essas constantes foram calculadas tomando se como base os valores de temperatura e umidade relativa que abrangem as caracter sticas das principais cidades brasileiras Tabela 4 Estimativa da carga t rmica de ver o 376 75 31 8 20 1 2 42 94 9 Bancos 57
71. NGObject Lista de A es 1 a o definida Tamanho da Fonte 8 Estilo da Fonte Arial Figura A10 Escolha dos bot es no NeoCscreen Na op o lista de a es poss vel inserir uma nova tela ou uma cena existente no arquivo importado do Neocdata Dentre as demais op es poss vel tamb m Inserir um temporizador acionar um m dulo individualmente fun o do sistema como voltar tela anterior ou 1r para a pr xima tela tocar som ou fun es vari veis figura All Assim cada bot o ter uma a o determinada de acordo com a escolha nesta lista de a es 153 Descri o DESL 120 O O p vy X Inserir Apagar Recuar Avan ar Confirmar Cancelar Cena Tela Individual Inserir cena SALA 121 SALA 122 Aceler metro Temporiza o Fun o do Sistema Tocar Som o Fun es Vari veis Figura All Escolha de a es nos bot es no NeoCscreen Nas demais op es existentes dos componentes poss vel inserir uma c mera um bot o de feedback inserir uma p gina da web slider rel gio medidor de bateria ou um bot o de wireless Ao retornar a tela principal na op o organizar poss vel alinhar os bot es de a es conforme as op es dispon veis bem como os controles grade na tela limpar a imagem ou as a es de cada bot o inserido figura A12 Principal Tela 1 Templates Fechar Janela
72. No c lculo do tempo de retorno preciso primeiramente conhecer o custo da energia sem nenhuma estrat gia na ponta e fora de ponta Para se conhecer o valor do faturamento sem a automatiza o aplica se a equa o 17 1 Vr CAps TCps CAfs TCfps DF TD 1 ICMS COFINS PIS 17 Sendo Vr Valor fatur vel R CAps Consumo ativo na ponta seca kWh TCps Tarifa de consumo na ponta seca R kWh CAps Consumo ativo fora de ponta seca kWh TCps Tarifa de consumo fora de ponta seca R kWh DF Demanda fatur vel kW TD Tarifa de demanda R kW I Impostos ICMS COFINS PIS Os impostos foram calculados de acordo com a concession ria local A medi o inicial ocorreu no per odo de 20 de setembro a 19 de outubro de 2010 isto no per odo seco O hor rio de ponta contratado pela Universidade Federal de Mato Grosso das 19h00min s 22h00min Assim V 1 F 595 30 1 28 3 744 75 0 1943 10 10 12 56 1710 2770 046940 0102 8 O per odo seco Corresponde ao per odo de leitura das faturas referentes aos meses de maio a novembro sete meses Hor rio de Ponta Corresponde ao intervalo de 3 horas consecutivas ajustado de comum acordo entre a concession ria e o cliente situado no per odo compreendido entre as 18h e 21h e durante o hor rio de ver o e das 19h 22h 126 F 1 616 44 R 2 402 19 0 6729 a Estrat gia 1 Automatiza o de acordo com o turno das aulas A Tabela 31 aprese
73. Qsa Calor Sens vel Qse Qse pxcxVxaAT eee y p o DEE a a O e 12 1000 94 01 36625 0 3600 001017 JM4ISTU p 1 2 kg m densidade do ar c 1000 J kg K Calor espec fico do ar E e E V Volume do ar trocado no ambiente a cada segundo O O O O AT Diferen a de temperatura entre interior e exterior cd Calor Latente Qsa Qsa Vxpx Ah Ah Eex Ei Qsa Vx pxAh o a am 00102 12 dd 41508 52084 1 807 85 E e e Eex Entalpia externa 87 ky kg de ar seco a Ei Entalpia interna 53 kj kg de ar seco E Total parcial gt gt gt Carga T rmica devido Ventila o Vaz o Eficaz Vef Pz x Fp Az x Fa Da E a a e e a Pz x Fp Azs O oO O O l o oo 39 5 195 12987 06 NBA dd ABRA O O a a a a a a a Vef Vaz o eficaz de ar exterior L s O O O Pz N mero m ximo de pessoas ma zona de ventila o o o o Ep Vaz o por pessoa expressa em ros por segundo Apes O TT Fa Vaz o por rea til ocupada L s m a a a S Qia V x px Ah a ERR E NR ETR BET 12 34 2729247 Do 11 135 33 37 994 85 EE gccaenn aaocagesggccocecys p 1 2 kg m densidade do ar Vef Volume do ar trocado no ambiente a cada segundo para o volume do recinto foi empregado a vaz o eficaz NBR 16401 3 Ah Diferen a de entalpia do ar exterior e o ar interior do ambiente Ar externo Te 32 C Umidade Absoluta 0 021 kg de vapor kg ar seco Entalpia 87 k
74. Temperatura do term metro mido ou umidade relativa e Movimenta o do ar e Grau de pureza do ar Destinados ao conforto humano os valores prefixados para a temperatura a umidade relativa e a movimenta o do ar devem determinar um ponto situado na zona de conforto estabelecida para o local O principio de funcionamento dos condicionadores de ar para refrigera o realiza se pela troca de temperatura do ambiente atrav s da passagem do ar pela serpentina do evaporador que por contato sofre diminui o da temperatura Desliga o compressor quando se alcan a a temperatura desejada O equipamento mant m o fluxo de ar ambiente pelo evaporador qualquer varia o no sentido de aumento da temperatura ambiente acionada novamente para refrigerar o ar ambiente 51 4 1 TIPOS DE CONDICIONADORES DE AR Para ambientes menores principalmente para as resid ncias o aparelho mais utilizado o do tipo janela conforme Figura 14 Dentre os aparelhos de condicionador de ar dispon veis no mercado este o modelo de mais f cil instala o pois todos os seus componentes se encontram num nico volume ar extemo f exaust o compressor condensador i ventilador f umidade do ar mido ar retida ads ad evaporador Figura 14 Aparelho de ar condicionado de janela Fonte SILVA 2008 A etiquetagem dos aparelhos trata se dos padr es m nimos obrigat rios de efici ncia estabelecidos pelo INMETRO juntamente
75. UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA ENGENHARIA E TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA DE EDIFICA ES E AMBIENTAL AN LISE DE MEDIDAS PARA EFICIENTIZA O E USO RACIONAL DA ENERGIA EL TRICA EM CONDICIONADORES DE AR CARMELINA SUQUER DE MORAES PROF DR ROBERTO APOL NIO Cuiab MT fevereiro de 2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA ENGENHARIA E TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GRADUA O EM ENGENHARIA DE EDIFICA ES E AMBIENTAL AN LISE DE MEDIDAS PARA EFICIENTIZA O E USO RACIONAL DA ENERGIA EL TRICA EM CONDICIONADORES DE AR CARMELINA SUQUER DE MORAES Disserta o apresentada junto ao Programa de P s Gradua o em Engenharia de Edifica es e Ambiental da Universidade Federal de Mato Grosso como requisito para obten o do t tulo de Mestre PROF DR ROBERTO APOL NIO Cuiab MT fevereiro de 2013 M827a Moraes Carmelina Suquer de An lise de Medidas para Eficientiza o e Uso Racional da Energia El trica em Condicionadores de Ar Carmelina Suquer de Moraes Cuiab UFMT 2013 175 fis Disserta o de Mestrado em Engenharia de Edifica es e Ambiental UFMT 2013 Orientador Prof Dr Roberto Apol nio 1 Automatiza o 2 Efici ncia Energ tica 3 Condicionadores de Ar IT tulo CDU 624 504 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE ARQUITETURA ENGENHARIA E TECNOLOGIA PROGRAMA DE P S GR
76. a instalado pr ximo ao quadro terminal de alimenta o dos condicionadores de ar 5 2 2 Bancada com m dulos de automa o Os m dulos foram instalados pr ximos ao quadro terminal dos condicionadores de ar em uma bancada usada para fins did ticos A automatiza o composta por quatro unidades modulares isto relay switch web e task Esses m dulos t m caracter sticas distintas e em conjunto s o capazes de controlar as sa das rel s nas quais est o ligadas as cargas A Figura 29 fornece uma vis o geral da bancada utilizada Interface Pulsador para avalia o experimental Switch 8 Portas Figura 29 M dulos de Automa o Conforme destacada na Figura 29 nessa pesquisa foram utilizados somente os m dulos relay switch web e task sendo que todos eles possuem uma interface de rede RJ 45 f mea Para integr los foram conectadas as Interfaces de rede de cada m dulo a um switch com o auxilio de um cabo l gico UTP CATS A estrutura de rede UTP Unshielded Twisted Pair ou Par Tran ado sem Blindagem 81 montada com os m dulos e o esquema de liga o est mostrada na Figura 30 Os terminais do cabo UTP s o ligados a conectores obedecendo a liga o direta ou seja n o poss vel interligar os m dulos do sistema com cabos cruzados Os m dulos necessitam de uma fonte de 5V 300mA Uma vez conectados rede Ethernet deve se conectar a parte de pot ncia dos m dulos Module Di
77. a 4 Estimativa da carga t rmica de ver o cceeeeeeererrrereeeeeeeeeeeeeaaaneeeererea 57 Tabela 5 Propriedades t rmicas dos materiais sonsssssseosoooeeeeeeesssssssssssssesttterrressssssssssssses 59 Tabela 6 Coeficiente de transmiss o do calor solar atrav s de vidros fator solar 60 Tabela 7 Acr scimo ao Diferencial de Temperatura At em F e em C sseeeeeeenn 61 Tabela 8 Absortividade em fun o da cor a 65 Tabela 9 Tabela INMETRO Condicionador de ar eee 71 Tabela 10 Tabela INMETRO Condicionador de ar Spht c siim 71 Tabela 11 Caracter sticas das salas c eseese sesse sss sssssssssssssssssssssssssssssss 75 Tabela 12 Especifica o t cnica Fujitsu ASB30A1 e AOB30A1 oosssneeneneesssssssssssssse 71 Tabela 13 Dados dos materiais de constru o sssssssssssoooeeeereesssssssssssssssetererrressssssssssssses 86 Tabela 14 Classifica o Final com rela o ao n mero de pontos PT seneseessnsssssssseseeeen 89 Tabela 15 Consumo de energia el trica no per odo de um m s de medi o 95 Tabela 16 Consumo m dio de energia el trica semanal durante o per odo de medi o 97 Tabela 17 Consumo de energia el trica para os dias da semana Uso no hor rio normal e nos ara ao coradas E EO DA EEE EE E a A E EE a A Pi an 97 Tabela 18 Compara o entre
78. a da Universidade Federal de Mato Grosso UFMT campus de Cuiab seguiu as especifica es do Regulamento T cnico da Qualidade do N vel de Efici ncia Energ tica de Edif cios Comerciais de Servi os e P blicos RTQ C e do Regulamento de Avalia o da Conformidade do N vel de Efici ncia Energ tica de Edif cios Comerciais de Servi os e P blicos RAC C dos requisitos de avalia o e os esclarecimentos do manual para aplica o do RTQ C e RAC C O presente trabalho realizou a avalia o apenas do condicionamento de ar portanto este ser o nico requisito abordado doravante A Tabela 23 resume se as informa es sobre o n mero de aparelhos marca capacidade t rmica se possui sombreamento e a etiqueta do Inmetro A classifica o do n vel de efici ncia energ tica feita inicialmente para cada recinto depois se estende aos pavimentos e por fim a edifica o como um todo No c lculo de cada recinto pode se ter ambientes com unidades condicionadas de mesma capacidade e classifica o Tabela 24 e de capacidades e classifica es diferentes Tabela 25 De acordo com a classifica o e capacidade de cada aparelho calculou se o coeficiente de pondera o por pot ncia somando se todas as pot ncias da sala BTU h e dividindo a pot ncia de cada aparelho pela pot ncia total BTU h Na sequ ncia multiplicou se o coeficiente de pondera o encontrado pelo equivalente num rico da efici ncia de cada aparel
79. a de fluxo do projeto em m s O Energyplus possui modelos que descrevem o funcionamento de diversos sistemas de diferentes condicionadores de ar Foram empregados dois modelos de sistemas de condicionadores de ar para a simula o O primeiro tipo de condicionador de ar corresponde ao HVAC Template Zone IdealLoadsAirS ystem que representa um sistema virtual um sistema 100 eficiente ideal e sem perdas capaz de fornecer a carga t rmica necess ria para atingir a temperatura de controle a cada hora Podendo adicionar carga t rmica aquecimento ou retirar a carga resfriamento em busca da temperatura de controle setpoint A temperatura do termostato para refrigera o foi ajustada em 25 C as mesmas utilizadas nos c lculos Para a vaz o de ar de renova o no sistema do ar ideal foi empregado o modelo Zone Ventilation designFlo wRate adicionado a zona na qual se deseja simular 88 por meio do shedule dos hor rios de funcionamento do condicionador de ar O m todo escolhido para representar a renova o do ar em fun o do fluxo por pessoa m segundo pessoa conforme a NBR 16401 2008 Os aparelhos condicionadores de ar split n o realizam esta renova o por m esta vari vel foi empregada na simula o tal qual nos m todos prescritivos de Creder 2004b e da NBR 16401 2008 O segundo modelo tipo de condicionador de ar empregado do ar sp rt que faz uso dos seguintes modelos templates do Energyplus
80. a em fun o do Retrofit no edif cio sede da Eletrosul Disserta o Mestrado em engenharia civil Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis 2010 SOUZA A P A de S Uso da Energia em Edif cios Estudo de Caso de Escolas Municipais e Estaduais de Itabira Minas Gerais Disserta o Mestrado em Tecnologia de Minas Gerais Centro Federal de Educa o Tecnol gica de Minas Gerais Belo Horizonte 2005 146 VENTURINI O Sistemas de Climatizacao Ambiental Cursos em Efici ncia Energ tica UNIFEI 2007 WEBB Warren Consumer Bus Defends Home Turf in EDN Access http www edn com article 485389 Consumer bus defends home turf php GUNDIM R S Desenvolvimento e aplica o de metodologia para aux lio da engenharia em automa o residencial MEAR Disserta o Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo SP 2007 HAMABE R et al Conformance test concept for the home bus system Consumer Electronics IEEE Transactions on V 34 n 3 SN 0098 3063 p 700 704 1988 147 AP NDICES APENDICE A PROGRAMA O DOS M DULOS DE AUTOMA O Ap s a instala o f sica dos m dulos faz se necess rio a utiliza o de um computador conectado ao roteador no qual est instalado o software Neocdata que realiza a cria o de a es e eventos para a utiliza o dos m dulos Primeiramente procuram se os m dulos dispon veis na rede atrav s da op o Procurar m dulos f
81. a o posicionamento correto da edifica o em rela o ao norte verdadeiro foi necess rio considerar um ngulo de 52 no sentido Norte Leste Cada elemento construtivo possui condi es de contorno que podem ser outra zona um ambiente externo exposto ao sol ao vento em contato com o solo etc ou mesmo uma superf cie adiab tica no caso de ambientes adjacentes condicionadas Na etapa de inser o das paredes externas internas e cobertura poss vel especificar as zonas t rmicas que comp e a edifica o e ser o avaliadas na simula o 85 Al m das superf cies que delimitam cada zona t rmica insere se tamb m elementos de sombreamento janelas e portas ES EE O ES EA u aN Figura 32 Representa o do modelo do Bloco de Engenharia El trica da UFMT Na modelagem buscou se reproduzir a edifica o de maneira mais fiel poss vel em rela o s caracter sticas construtivas do edif cio real Na Figura 33a ilustrada a parte externa e na Figura 33c a parte interna do modelo computacional em compara o a edifica o real com a Inten o de destacar as semelhan as entre o modelo criado em software e a edifica o em estudo a Vista Lateral c Cen rio interno de uma das salas d Fotografia de uma das salas Figura 33 Compara o entre o modelo computacional e a edifica o real 86 Ap s a an lise das plantas da edifica o em estudo e observa es no local foram in
82. a se a carga t rmica da ventila o atrav s da equa o 15 onde o valor do volume substitu do pelo da vaz o eficaz Qve er P Ah a onde T 1 2 kg m densidade do ar V Vaz o eficaz L s Ah Diferen a de entalpia do ar exterior e o ar interior do ambiente 68 4 4 SIMULA O COMPUTACIONAL DA CARGA T RMICA PELO ENERGYPLUS O EnergyPlus um software capaz de realizar o c lculo das cargas t rmicas avalia o das condi es de conforto t rmico e desempenho energ tico de edifica es O uso de programas computacionais tem contribu do em muito na busca de solu es para a rea energ tica seja na escolha de um sistema de condicionamento de ar eficiente de l mpadas e lumin rias de alto rendimento no projeto de prote es solares na instala o de um sistema de co gera o ou at mesmo na an lise das contas de energia el trica de uma edifica o MELO 2007 O EnergyPlus internacionalmente conhecido possibilita simula es confi veis de diversos tipos de projetos sistemas construtivos e condicionamento de ar Foi desenvolvido pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos a partir de dois outros softwares o BLAST e o DOE 2 Para realizar uma simula o no Energyplus necess rio Inicialmente modelar a geometria e os componentes construtivos da edifica o A modelagem da geometria realizada atrav s de coordenadas cartesianas Na presente pesquisa ser realizada toda esta modelagem com
83. a total da superf cie m U Coeficiente global de transfer ncia de calor entre adjacentes e espa o climatizado W m2 K AT Diferen a de temperatura interna e externa Para os valores de U que a transmit ncia t rmica de calor em W m2 K foi utilizado a NBR 15220 2 2008 cujos c lculos encontram se no ap ndice B No c lculo de condu o pelo fechamento transparente vidros o comportamento semelhante ao do fechamento opaco atrav s da equa o 5 Qa Qu Aq 5 onde 64 qa W m U Coeficiente de transfer ncia de calor global entre adjacentes e o espa o climatizado W m K A rea total de aberturas de vidro m AT Diferencial de temperaturas entre superf cies em k b Radia o Solar b 1 Vidros Qs qs s 6 onde qs qs W m As rea total de aberturas de vidro que recebe insola o m Fo Fator solar do vidro I Radia o solar de acordo com a latitude da abertura W m Fator Solar Fs de uma abertura a raz o entre a quantidade de energia solar que atravessa a janela pelo que nela incide Valor este caracter stico para cada tipo de abertura para o vidro simples com incid ncia direta da radia o solar foi considerado 0 87 isto 87 da radia o solar incidente penetra no recinto Identificando assim como o uso de vidros com fatores solares baixos reduziria a entrada de calor em um ambiente LAMBERTS et al 1997 A trajet ria do sol na ab bada celes
84. a troca de informa es em uma rede e a qualidade com que realizada a transmiss o de dados em uma rede Os protocolos de comunica o podem ser abertos baseados em padr es internacionais ou propriet rios A necessidade de existir versatilidade nos sistemas de automa o predial incentivou a tentativa de se estabelecer um protocolo comum de comunica o que tornasse um padr o de sistemas abertos e o desenvolvimento de produtos interoperacionais Os procololos mais usados s o e Building Automation and Control Network BACnet Protocolo aberto desenvolvido pela ASHRAE em 1995 com o prop sito de padronizar a comunica o entre os produtos dos diversos fabricantes de automa o e controle permitindo o compartilhamento de dados e a interoperabilidade dos equipamentos BUSHBY 1997 e European Installation Bus EIB Protocolo industrial originalmente desenvolvido pela SIEMENS atualmente utilizado por diversas companhias Segundo a Siemens 2007 um padr o propriet rio com topologia flex vel Ed No contexto de telecomunica es protocolo um conjunto formal de conven es que regulam o formato e o sincronismo da troca de mensagens entre dois sistemas de comunica es ASHRAE American Society of Heating Refrigerating and Air Conditioning Engineers uma organiza o dos profissionais da rea de aquecimento refrigera o e ar condicionado 36 que permite modifica es nas fun es desempenhada
85. abilidade e disponibilidade reduzida Os sistemas modernos reverteram estas caracter sticas desfavor veis e se mostram cada vez menores com grande capacidade de processamento o que lhes atribui alto desempenho s o extremamente confi veis e com altos ndices de disponibilidade Uma das principais mudan as trazida pelo avan o tecnol gico foi distribui o de recursos e dados pelos diversos componentes de um grupo de computadores Outrora tarefas e dados eram processados em uma nica m quina servidor main frame que concentrava e geria todos os recursos de processamento e armazenamento dentro de uma arquitetura centralizada como mostrada na Figura 8 Os sistemas de controle eram separados da estrutura corporativa QUEIROZ 2004 38 Super Computadores Camada Corporativa Servidor Main Frame Processamento de Dados Rede Corporativa Terminais burros Camada de Clientes Fun es Acesso ao Servidor Camada de Controle Controladores Locais Fun es ontrole Eletr nicos ou Sequenciamento Eletromec nicos Rel s Intertravamento D Camada de Instrumenta o y Fun es Medi o Y ae gt Z a Atua o Sensores Atuadores Figura 8 Arquitetura Centralizada Fonte QUEIROZ 2004 A descentraliza o trouxe maior autonomia e maior disponibilidade de recursos uma vez que cada equipamento dotado de uma unidade de processamento e outra de armazenamento pr prio tornou se capaz de re
86. acess www 4shared com Eco house A Design Guide Ma html ROSEQUIST G LIN J Stay ccol with less work China s new energy efficiency standards for air conditioners Energy Policy Vol 36 pg 1090 1095 2008 143 RTQ C 2010 Manual de aplica o do Regulamento t cnico da qualidade do n vel de efici ncia energ tica de edif cios comerciais de servi os e p blicos Dispon vel em lt http www eletrobras com gt Acesso em 10 setembro 2011 SIEMENS 2007 Sistema instabus EIB Dispon vel em HTTP www siemens com br acesso em 20 de setembro de 2011 SILVA V F P Impactos da Redu o do Consumo de Energia El trica em Manaus atrav s de Medidas de Efici ncia Energ tica em Climatiza o Residencial Disserta o Mestrado em Engenharia Mec nica Universidade Estadual de Campinas Campinas 2008 SILVEIRA P R SANTOS W E Automa o e controle discreto 5 edi o rica S o Paulo 2002 SOUZA E P de Economia de Energia em Ar Condicionado no Brasil Efici ncia e Economicidade Disserta o Mestrado em Ci ncias em Engenharia da Energia Universidade Federal de Itajub Itajub MG 2010 SORGATO M J Relat rio T cnico da base de simula es para o RTQ R Dispon vel em lt http http www labeee ufsc br gt Acesso em 28 setembro 2012 TERUEL E C NOVELLI FILHO A Principais Tecnologias de Automa o Residencial comercializadas no Brasil e suas caracter sticas
87. alizar tarefas armazenar dados localmente e intercambiar dados e informa es com outros equipamentos conectados atrav s de uma rede constituindo uma arquitetura distribu da conforme Figura 9 N o existe uma configura o nica ou uma regra que determine onde os recursos dever o ser alocados onde as tarefas dever o ser desempenhadas ou onde os dados dever o ser armazenados Cada sistema dever possuir uma configura o de hardware e software adequada s suas necessidades e estar apto a receber dispositivos de outros fabricantes sempre que poss vel bem como prever capacidade para expans es e futuras mudan as 39 Esta es Servidor de Gerenciais Dados Global mi 3 Camada Corporativa BS Esta o SERVIDOR Planejamento e Programa o da Produ o E FUNA E A 77 Agua apo Rede Corporativa Esta es de Opera o Servidor de Sistemas de Dados Camada de Supervis o Otimiza o Local Fun es Supervis o Otimiza o Armazenamento de Dados ao Tiga E ps IN E E Y Yy D uj I no upay Rede de Controle H H maana aari C i ontroladores Equipamento ii m qup E Camada de Controle ERRA Program veis teligentes i N 5 inteligentes Fun es Controle Sequenciamento Intertravamento Rede de Campo E Camada de Instrumenta o Pio Fun es Controle Medi o gt Sensores Atua o Dispositivos Atuador
88. an lise preliminar e ter um entendimento das vari veis que influenciam no c lculo da carga t rmica bem como 56 verificar se as pot ncias dos condicionadores de ar instalados est o compat veis com o c lculo efetuado por esses m todos Em seguida realizada a simula o da carga t rmica atrav s do software Energyplus para ent o analisar e avaliar os resultados obtidos 4 3 1 M todo de Negrisoli 1987 Trata se de um m todo simplificado que serve de orienta o preliminar para previs o aproximada da pot ncia para os condicionadores de ar NEGRISOLI 1987 Para a determina o da carga t rmica do local a condicionar este m todo seguiu a sequ ncia a C lculo da carga t rmica em fun o do volume e multiplica o por uma constante extra da da Tabela 2 em kcal h para cada m3 Tabela 2 Fator para carga t rmica em fun o do volume do recinto kcal Khan Entre andares Sob telhados 16 00 22 33 Fonte NEGRISOLI 1987 b Levantamento das reas das janelas exist ncia de cortinas e quais per odos de incid ncia do sol manh ou tarde que multiplicado pelo fator Tabela 3 determina a quantidade de kcal h por m de janela nas condi es observadas Tabela 3 Fator para a carga t rmica em fun o da rea das janelas kcal hnf com cortina sem cortina Vidros na Sol da Sol da Sol da Solda tarde sombra manh tarde manh 160 212 222 410 37 Fonte
89. aneira did tica e apresentando dados das cidades brasileiras Assim para o c lculo da carga t rmica de acordo com a NBR 16401 2008 foi utilizada os procedimentos de Lamberts 1997 e tamb m do livro Refrigera o e Ar Condicionado de Menezes 2010 que utiliza em seus procedimentos de c lculo a Norma Brasileira e o livro de Lamberts 63 Alfredo 2011 em sua pesquisa apresenta uma an lise cr tica da NBR 16401 2008 ao falar da carga t rmica enfatiza que sua atualiza o foi muito tardia pois devido a sua ltima vers o datava de 1980 NBR 6401 1980 Entre as demais cargas no c lculo da vaz o de ar externo segundo a NBR 6401 1980 era determinada pela quantidade de pessoas no ambiente 17m h pessoa e a NBR 16401 2008 baseada na ASHRAE 62 1 considera a vaz o por pessoa vaz o por rea til ocupada quantidade de pessoas por zona de ventila o e rea til ocupada Assim totalizando em uma vaz o eficaz em litros por segundo l s O autor relata que a norma anterior previa a exist ncia ocasional de fumantes no ambiente e a norma atual baseada na proibi o de se fumar no ambiente condicionado Assim a carga t rmica por a Condu o a parcela de calor sens vel transmitido atrav s das superf cies opacas que limitam o ambiente por condu o Menezes 2010 baseada na ASHRAE apresenta a seguinte equa o Qro dfo Aro 4 onde alfo U At Qro Taxa de transfer ncia de calor W Afg re
90. antos 2002 em seu livro descreve como sendo o conjunto de t cnicas por meto das quais se constroem sistemas ativos capazes de atuar com uma efici ncia tima pelo uso de informa es recebidas do meio sobre o qual atuam Na automa o o n vel de flexibilidade do sistema maior O funcionamento b sico da automa o predial residencial segue as leis b sicas gd MO P i da cibern tica uma delas que todo sistema dotado de retroa o e controle implica na presen a de quatro componentes b sicos onde sua caracter stica a realimenta o das informa es requeridas para o seu controle conforme Figura 4 Processo r N Atuador Sensor RN A Controlador Figura 4 Diagrama dos blocos de um sistema de automa o Fonte Adaptado de Silveira amp Santos 2002 O sensor definido como sendo um dispositivo sens vel a um fen meno f sico como temperatura umidade luz press o entre outros Os sensores enviam um sinal 3 A Ci ncia que estuda e estabelece a teoria geral de sistemas 32 para os dispositivos de medi o e controle Caso precise medir uma grandeza el trica a partir de um fen meno f sico qualquer envolvendo grandezas f sicas tem se a necessidade de um transdutor que um dispositivo capaz de responder ao fen meno f sico ou est mulo de forma a converter sua magnitude em um sinal el trico conhecido proporcional amplitude deste est mulo Os atuadores
91. arga devido a pessoas ilumina o frestas e ventila o a das Pessoas Calor sens vel aeter at e NPJ CS CL NPxCS NP x CL Kcal h BTU h 3900 2500 6200 3810 241800 148590 390390 15 494 58 Total parciab gt gt Carga T rmica devido Ilumina o P total 0 86 0 7 EXE P ETA RT BTU h EC ja o A a MM Total parcial gt gt gt Em 80 a 345 07 Carga T rmica devido Infiltra o Frestas Porta DO Ge OO Total Q qs Q x 0 29 te ti UE2 UE y Q ql 583 x C ota Constante Comprimento linear da porta aora RE BTU h 11 70 31 89 81 85 81 85 324 88 Janela Basculante DR E E Comprimento E eraen E RS Constante ER Linear da Deo ras cs Aa me a 45 60 319 02 319 02 1 266 18 qs Calor o Kcal h di Calor latente Kcal h UE2 UE1 Umidade espec fica do ar Kg Kg fm Peso espec fico do ar kg m o Total parcial gt gt gt 400 87 1 591 06 Carga T rmica devido Ventila o o 3 N m h Calor Sens vel qs UE2 UE1 Xy x Q Calor n ql 583 Total pessoas pessoa Total Q Qx di 29 te ti Ee e EEE TE EE E E E o a a oa r aa Total parciab gt gt ede OSS deh O presente m todo apresenta em seu procedimento de c lculo tabelas que fazem refer ncia a NB 10 1978 de modo que os seus procedimentos de c lculos s o os que mais se assemelham norma NBR 16401 2008 A Tabela C7 mostra o total de todas as cargas da sala 118 Tabela C7 Total das cargas km
92. bloco D da Engenharia El trica posicionado na latitude 15 36727 56 S e longitude 56 351 17 W na dire o NO conforme Figura 18 Erg fio dd z s y A A e E Ca x gt 23 g Ey A A w 4 da T aS 3 ESNS Ia PO p P Ea it do J RX S JOgl6ss Figura 17 Localiza o da Universidade Federal de Mato Grosso 73 Figura 18 Bloco da Engenharia El trica no campus da UFMT A edifica o constitu da de concreto armado com paredes compostas de tijolos cer micos de 21 Furos 11 x 6 x 24cm conforme Figura 19a com reboco apenas de um lado sendo que no pavimento t rreo as paredes possuem no total 13 cm de espessura e no pavimento superior as paredes possuem 24 cm de espessura conforme Figura 19b a Figura 19 Parede do bloco da Engenharia El trica As salas de aulas do bloco em estudo possuem corredores com cobertura em todo seu comprimento posicionados a nordeste e sudoeste da edifica o que a protege da radia o solar direta Seu acabamento consiste no pr prio tijolo cer mico com pintura de resina piso de cer mica vermelha 30 x 30 cm janelas altas nas salas do pavimento t rreo janelas a partir de 1 0 m de altura e portas de ferro e vidro no pavimento superior conforme Figura 20 Figura 20 Sombreamento bloqueando a incid ncia da radia o solar direta nas salas Pavimento Superior A edifica o composta por dois pavimentos conforme Figura 21
93. carga t rmica e compar los aos outros m todos A Figura 41 ilustra as zonas de estudo TRT 7 PO un E Z nu yD A T o M o N OL LA ITN TES PC tr q EMA E ei TT e e VA Figura 41 Modelagem da envolt ria e zonas internas da edifica o sob estudo Dividir uma edifica o em zonas t rmicas possibilita analisar separadamente a resposta termoenerg tica de diferentes ambientes da mesma permitindo reproduzir as condi es reais dos ambientes pois cada uma das salas possui sistemas individuais de condicionamento de ar e assim efetuar o c lculo da carga t rmica para esses ambientes Nos m todos prescritivos a carga t rmica foi calculada para o dia 22 de dezembro dessa forma foi simulado no Energyplus um sistema de condicionador de ar 105 split para este dia A Tabela 19 apresenta os resultados da carga t rmica do dia 22 de dezembro Tabela 19 Carga t rmica simulada no Energyplus de um ar sp it para o dia 22 de dezembro Salas dis 122 8 00 34 573 19 34 348 75 32 380 10 31 676 75 17 797 93 De acordo com a Tabela 19 se observa maiores cargas no per odo da tarde e noite As salas 118 e 119 apresentaram maiores valores por possu rem maiores dimens es consequentemente maiores cargas devido a pessoas ilumina o etc As perdas de calor ocorrem principalmente atrav s da cobertura no per odo noturno e pelo piso durante o dia Para uma melhor visualiza
94. cebidos levando em considera o as premissas da efici ncia em todos os aspectos do projeto O uso de energia em edif cios aumentou consideravelmente em pa ses em desenvolvimento do que em pa ses industrializados nas tr s ltimas d cadas A taxa de crescimento anual m dia para pa ses em desenvolvimento foi de 2 9 de 1971 a 2002 comparada a 1 4 para pa ses industrializados No total 38 de todo o consumo prim rio de energia sem contar a biomassa tradicional utilizado globalmente para fornecer servi os de energia em edif cios GOLDEMBERG amp CHU 2010 Em pesquisa Magalh es 2001 afirma que os edif cios p blicos apresentam oportunidades significativas de redu o de custos e de economia de energia atrav s de um melhor gerenciamento da instala o ado o de equipamentos tecnologicamente mais avan ados e eficientes altera es de algumas caracter sticas arquitet nicas utiliza o de t cnicas modernas de projeto e constru o altera es dos h bitos dos usu rios e de algumas rotinas de trabalho na edifica o Kasinski et al 2010 relatam 1 Gases de Efeito Estufa 22 que o comportamento irrespons vel das pessoas pode aumentar em at 33 os gastos energ ticos de um pr dio enquanto o comportamento mais consciente sobre os impactos de suas decis es pode reduzir os custos energ ticos de um pr dio em at 32 o que mostra como a simples educa o sobre o tema pode diminuir mais da metade o cons
95. cionador de ar mas preciso destacar o que poss vel integrar no sistema e quais benef cios podem ser alcan ados a Ilumina o O controle da ilumina o permite que suas cargas sejam utilizadas de maneira mais racional com a dimeriza o das l mpadas e com a programa o hor ria de seu acionamento evitando desperd cios A regula o da intensidade da luz leva ao prolongamento da vida til da l mpada pois o uso de sua carga total menor Para controlar a intensidade da luz nas fluorescentes s o necess rios dimmers espec ficos e reatores eletr nicos dimeriz veis que possuam uma entrada de controle espec fica para variar a luminosidade do sistema Este tipo de entrada trabalha com uma interface de 1 a 10 V Na Figura 10 pode ser visto um modelo de dimmers para l mpada incandescente ms o an D o Figura 10 Dimmers Fonte http www mundohabitat com br controle_acesso html Bolzan 2004 afirma que para serem controlados de maneira autom tica os sistemas de ilumina o devem ser integrados a sensores de presen a e de luminosidade e a atuadores como minuterias e interruptores do tipo cart o Os dispositivos 41 comumente utilizados s o os sensores de presen a pois apresentam economias significativas no consumo de energia el trica Em pesquisa Alvarez 1998 apresenta potenciais de economia de at 75 conforme mostrado na Tabela 1 Tabela 1 Potencial de Redu o do Consumo d
96. da Tabela B2 Condi es de ventila o para as c maras de ar Posi o da i C mara de ar a a E Muito Es Vertical paredes o S L lt 500 S L gt 500 Horizontal coberturas S A lt 30 SA 30 Onde S a rea total de abertura de ventila o em cem L o comprimento da parede em m A a rea da cobertura Fonte Adaptada da NBR 15220 2 2008 No ver o Rar 0 21 m2 K W e fibrocimento e concreto R E a cobertura fibrocimento A concreto 0 008 0 20 A Reccobertura 095 F 0 21 p 175 0 3027 m K W Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Riccobertura Rse consultar tabela B1 Assim RT 0 17 0 3027 0 04 0 5127 m2 K W SE EEE 2 K E Resist ncia t rmica total 0 5127 dias A 0 5962 dk Ww kcal h b Transmit ncia T rmica da Cobertura o kcal h Condut ncia total da cobertura 1 68 a 1 95 m C m K 165 B8 Cobertura composta de forro de PVC 7mm e telha de fibrocimento a Resist ncia t rmica total da Cobertura RT Nas salas 115 116 e 1177 trata se de uma amplia o do pr dio n o possuem dois pavimentos sua cobertura composta por e Condutividade t rmica do forro de PVC 1 0 20W m K e Condutividade t rmica telha de fibrocimento 0 95 W m K e Comprimento do telhado 27 10 m e Abertura ventila o 5 cm por 27 10m S 2x 2710x5 27100 cm A 9 85 x 2710 26693 5 m S o 2 100 A
97. da imagem de fundo da tela que pode ser uma imagem ou apenas uma cor espec fica conforme Figura A9 Home Projeto Janelas Utilit rios Ajuda Dem O OO Novo Abrir Salvar Salvar Importar Compilar Zoom Como ig e Simular 100 Arquivo Compila o Zanna A B Propriedades Organizar Templates Fechar ga E Janela les Principal Lp Tela 1 pnimagem de Fundo edi pn ielecionas imagem de Fundo se Cor do Fundo RR Selecionar Imagem de Fundo Selecionar imagem para esse menu Selecionar imagem para todo o projeto Ctrl Al Z Apagar Imagem de Fundo Selecionar Tudo Ctrl A Figura A9 Escolha do plano de fundo no NeoCscreen Ap s a escolha do plano de fundo s o inseridos os bot es de acionamento que podem conter texto cores e imagens cujas propriedades podem ser configuradas e personalizadas As imagens atribu das aos bot es visam facilitar a identifica o Al m disso aos bot es deve se atribuir as a es desejadas cenas cujas configura es foram criadas no NeoC data conforme mostrado na figura A10 Principal Tela Salvar Propriedades Organizar Templates Fechar da Tela 7 Janela Ferramentas de Janela Inserir texto SALAS DE AULA ic UFMT a B Comprimento 80 Largura Cor da Fonte SALA 118 SALA 119 SALA 120 Posi o do Icone Abaixo b Es Em m i D Layout Bot o Transparente Inserir Imagem Imagem TP
98. dade tanto para o consumidor quanto para o setor el trico pois com a redu o do consumo atrav s do combate ao desperd cio de energia posterga se investimentos do setor el trico e evita se agress es ao meio ambiente A participa o do consumo de energia el trica tem aumentado gradativamente em diversos setores conforme mostrado na Figura 1 12 450 400 wW w O UN O O EB OUTROS N Ui O COMERCIAL N O O E INDUSTRIAL Consumo TWh m Sg O RESIDENCIAL pa Uu O O O O 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Figura 1 Consumo de energia el trica por setores no Brasil Fonte Balan o Energ tico Nacional 2010 Tratando se de edif cios Lamberts et al 1997 afirmam que um edif cio mais eficiente energeticamente que outro quando proporciona as mesmas condi es ambientais com um menor consumo de energia Esta preocupa o na obten o de edif cios energicamente eficientes n o algo passageiro mas um fator permanente de desempenho a ser considerado nas equa es ambientais e financeiras As caracter sticas do uso de energia em edifica es v m mudando ao longo dos anos Estudos recentes apontam uma divis o do consumo em edif cios entre as seguintes cargas 48 pelo condicionamento de ar 23 pela ilumina o 15 por equipamentos de escrit rio e 14 devido s demais cargas como bombas e elevadores PROCEL 1
99. de aos demais subsistemas que a automa o possui provendo informa es de suas a es de emerg ncia supervis o da edifica o e permitindo outras a es consequentes nestes subsistemas Para exemplificar ao detectar a fuma a o sistema dispara um alarme de Inc ndio e envia mensagens SMS para o propriet rio da edifica o faz uma liga o de emerg ncia para o corpo de bombeiros atrav s de uma mensagem de voz J configurada Esta detec o pode ser realizada por sensores de temperatura t rmicos ou termo velocim tricos e de fuma a Os detectores de fuma a reconhecem a presen a de part culas ou fuligem no ar J os de temperatura do tipo t rmico detectam calor eles possuem uma lamina bi met lica que ao atingir temperatura cr tica comuta um contato Os sensores termo velocim tricos detectam varia o de temperatura eles possuem dois termistores que na ocorr ncia de um inc ndio registram temperaturas distintas levando o detector ao estado de alarme BRAGA 2007 43 d Seguran a Constitui em um monitoramento e vigil ncia eletr nica do ambiente objetiva se proporcionar seguran a e conveni ncia aos propriet rios das edifica es Os sistemas de seguran a e alarme tamb m se integram ao CFTV circuito fechado de TV com c meras monitoradas remotamente sensores de presen a alarmes controle de acesso acionamento de portas e port es e ativamento de fun es da edifica o por meio da internet ou do
100. de qualquer mudan a ser necess rio maiores investimentos Na segunda estrat gia o retorno financeiro e o valor do investimento s o maiores ou seja em seis meses confrontando com 2 meses da primeira estrat gia Entretanto a estrat gia 2 necessita de pessoal especializado para a programa o dos m dulos e altera es futuras necess rias em fun o das mudan as de ocupa o das salas que em particular s o realizadas no m dulo task logo uma an lise mais coerente deveria incluir as despesas de manuten o de reprograma o dos m dulos a cada per odo letivo sendo portanto necess rio utilizar uma outra ferramenta de an lise econ mica As estrat gias propostas para a redu o do consumo de energia el trica mostraram se plenamente poss veis de serem implementadas com pequenas interven es na instala o el trica A automatiza o com o uso de contatores e programador hor rio ou mais sofisticada utilizando se de m dulos de automatiza o residencial permitem tempos de retorno de investimento curtos e o que mais importante efetivamente proporcionam redu o no consumo e desperd cio de energia el trica 130 7 CONSIDERA ES FINAIS Este trabalho realizou inicialmente um levantamento energ tico dos condicionadores de ar da edifica o em estudo atrav s de medi es no periodo de aulas para se conhecer os consumos e as demandas existentes Observou se um alto consumo fora do hor rio de funcionam
101. determinado patamar ou total complementando a luminosidade natural para que seja atingido o n vel de luminosidade necess rio 42 b Entretenimento Sistema voltado para a automa o residencial pois integra as fun es e equipamentos de udio e v deo distribu dos Podendo ser integrado em automa o predial quando houver a necessidade de monitorar e controlar o uso de equipamentos de udio e v deo em um edif cio Como existem aplica es voltadas ao controle de home theater integrando todos os comandos de udio e v deo DVD TV CD player videok IPOD dentre outros permitindo que tais equipamentos sejam controlados atrav s de Interfaces integradas com apenas um nico toque na tela de um 7PAD que funciona como controle universal da casa Mas pode ser agregado em conjunto com demais fun es como a climatiza o e a ilumina o poss vel tamb m a automatiza o de zonas de som ambiente em diferentes regi es e c modos da edifica o reproduzindo fontes de udio a partir de servidores de musica ou aparelhos de som c Detec o e Combate a Inc ndio A integra o deste sistema na automa o residencial predial de extrema Import ncia para a seguran a dos ocupantes da edifica o O sistema composto por uma central de comando com sensores e atuadores esta central recebe e envia dados aos controladores que est o conectados a todos os sensores e atuadores Estes dados devem estar integrados via re
102. do que a vista do ambiente externo seja contemplada O autor ressalta que o brise m vel pode ser movimentado atrav s de motores de passo tornando o processo de sombreamento automatizado Deve se destacar que o uso da automa o no caso do brise m vel contribui para a economia de energia el trica com o aproveitamento da ilumina o natural e sombreamentos de maneira simult nea Roaf et al 2001 relatam que os EUA possuem 4 da popula o mundial e anualmente mais de 40 da eletricidade gerada usada em sistemas de condicionadores de ar Ressaltando que n o incomum para os engenheiros de aquecimento e ventila o n o se preocuparem com as janelas fixas ao longo de um edif cio pelo fato dos c lculos serem complexos Assim muitos edif cios usam o ar condicionado durante todo o ano enquanto talvez somente um dois ou tr s meses seriam necess rios como estrat gia para amenizar o desconforto Dentre os objetivos do presente trabalho trata se da aplica o do Regulamento T cnico RTQ C no requisito condicionador de ar onde o Regulamento estabelece que os aparelhos de condicionadores de ar estejam adequados com a carga t rmica do ambiente Portanto com o objetivo de avaliar a capacidade t rmica dos condicionadores de ar foi realizado c lculos da carga t rmica em todos os ambientes Esta pesquisa faz uso de alguns m todos encontrados na literatura nacional e norma brasileira NBR 16401 2008 com objetivo de se fazer uma
103. dulos ricas 82 33 METODOLOGIA coicciur ai aeda a 83 IL Modi COSS fe ij a E a a a 83 IrL Caleuloda CarsaTornnica aran alo Aias a A Si RAD o a e Oo RD o Ra a a 83 5 3 4 Simula o Computacional no Software Energyplus eeeesssssssssssseeeesesssssssssssssseeereressssssssssseee 84 5 3 5 N vel de Efici ncia Energ tica da Edifica o no requisito condicionador de ar 88 5 3 6 Estrat gias para o comando dos condicionadores de afr sssssssssseooeeeeeesssssssssssssseeereressssssssssssee 89 5 3 7 Viabilidade econ mica das medidas de eficientiza o empregadas ciiiiiiiiiiiiseeeeeem 92 AN LISE DOS RESULTADOS uasaanasapiaca assa 94 6 1 AN LISE ENERG TICA DAS SALAS DE AULA SEM AUTOMATIZA O 94 6 2 AN LISE DOS M TODOS PRESCRITIVOS DE CARGA T RMICA 100 6 3 SIMULA O COMPUTACIONAL DA CARGA T RMICA NO ENERGYPLUS 104 6 4 CLASSIFICA O DA EFICIENCIA ENERG TICA DOS CONDICIONADORES DE AR SEGUNDO ORTO mena ida bi a na ei a ido 112 6 5 AN LISE DAS MEDIDAS PARA UTILIZA O RACIONAL DA ENERGIA ELETRICA NOS CONDICIONADORES DE AR seeessssessssessssessssossssocsssessssessssesssseo 116 6 5 1 Automatiza o de acordo com o per odo de uso das salas de aulas Estrat gia 1 116 6 5 2 Automatiza o de acordo com o cronograma de utiliza o das salas de aulas Estrat gia 2 119 6 5 3 Compara o das m
104. e feita atrav s de um ogim e senha que o fabricante cadastra em seu site Ap s este cadastro aciona se o m dulo web e realiza se uma sincroniza o onde as cenas em que foram selecionadas para acion las pela web estar o dispon veis no site A Figura A15 mostra como realizada esta sincroniza o 155 SALALIBW SALALISW e DESLIGAR LIGAR germe WWW Inserir nome do usu rio 0000 md Inserirsenhadous rio O Figura A15 Envio da configura o para o m dulo web Para a visualiza o das cenas pela internet necess rio acessar o endere o IP do fabricante juntamente com o logm e senha do usu rio atrav s do endere o lt hitp www neocontrol com br web login php gt O resultado da configura o mostrado na Figura Al6 Atrav s deste endere o poss vel acionar as cenas de qualquer localiza o pela internet DESL 119 DESL 120 E m JE f E M E te E i G E c G N amp E Figura A16 Resultado da configura o na Internet no site do fabricante 156 AP NDICE B C LCULOS DA RESIST NCIA E TRANSMIT NCIA T RMICA DOS ELEMENTOS DA EDIFICA O Na sequ ncia s o apresentados os c lculos para os diferentes elementos construtivos que comp em a edifica o Segue os valores de condutividade t rmica calor espec fico e densidade de massa aparente considerada para os materiais B1 Parede de tijolo cer mico de 21 furos com
105. e Roe Os valores de Rsi e Rse de resist ncia t rmica superficial interna e externa foram retirados da tabela Al da NBR 15220 2 2008 destacada na Tabela Bl Considerando a dire o do fluxo de calor horizontal a resist ncia t rmica da parede resulta em Tabela B1 Resist ncia t rmica superficial interna e externa Rsi m K W Rse m K W Dire o do fluxo de calor Dire o do fluxo de calor Fonte NBR 15220 2 2008 RT 0 13 0 1340 0 04 0 304 m2 K W RT 0 30 m2 K W Convertendo a resist ncia t rmica total RT em unidade de kcal h 0 30m2 K 1 163W C m C NE ira TO PM b Transmit ncia T rmica da parede Condut ncia e Condut ncia total da Parede 2 83 sen 3 29 m oC 9 Jro tee a m C 0 3535 kcal h 159 B2 Paredes duplas de tijolos cer micos de 21 furos com revestimento somente em uma face a Resist ncia t rmica total da parede RT tem se e Dimens es do tijolo 11cm x 6cm x 24cm e Condutividade t rmica cer mica 0 90 W m K e Condutividade t rmica argamassa reboco 1 15 W m K A parede constitu da por Se o A Reboco externo 2cm argamassa de assentamento 11cm Reboco 1cm argamassa de assentamento 11cm Se o B Reboco externo 2cm tijolo de cer mica 21 furos Reboco 1cm tijolo de cer mica 21 furos 24cm Figura B3 Vista superior e perspectiva da parede dupla Fonte Adaptada da NBR 15220 2
106. e 1 m s de medi o com automatiza o de acordo com cada medida de eficientiza o sosoooooeeeeeeessssssssssssssteterrrressssssssssssseeeeeeeee 121 Tabela 30 Demanda m dia para cada estrat gia de automatiza o versus sem automa o 123 Tabela 31 Valor investido na estrat gia 1a csaassga sstoad isa tn a E aaa adiada ada 126 Tabela 32 Valor investido na medida de automatiza o de acordo com o cronograma de aula RESUMO MORAES C S An lise de medidas para eficientiza o e uso racional da energia el trica em condicionadores de ar 2013 Disserta o Mestrado em Engenharia de Edifica es e Ambiental Faculdade de Arquitetura Engenharia e Tecnologia Universidade Federal de Mato Grosso Cuiab 2013 O objetivo principal desta pesquisa analisar o emprego da automa o em condicionadores de ar utilizados em salas de aulas visando o uso racional da energia el trica Apresenta se inicialmente um levantamento das pot ncias instaladas dos condicionadores de ar em cada uma das salas que s o comparadas com a pot ncia necess ria atrav s de m todos prescritivos de c lculo da carga t rmica e com os resultados da simula o computacional obtidas com o uso do software Energyplus Na busca de solu es que visem uma melhoria quanto ao uso racional da energia el trica a pesquisa apresenta medi es de pot ncia ativa em cinco salas de aulas com acionamento convencional isto sem nenhuma interfer ncia n
107. e Energia com o Uso de Sensores de Presen a Aplica o Potencial de Economia 0 Escrit rios 20 50 Banheiros 30 75 Corredores 30 40 reas de estoque 45 065 Salas de reuni es 45 065 Salas de Confer ncias 45 065 Dep sitos 50 75 Fonte ALVAREZ 1998 A partir da detec o de movimento o sensor envia um sinal el trico indicando esta ocorr ncia Em uma l gica de controle simples pode ser utilizada um nico fator determinante para o acionamento do sistema de ilumina o j para programa es mais sofisticadas esta informa o pode ser utilizada em conjunto com outros sistemas como por exemplo sensor de luminosidade A minuteria consiste em interruptores temporizados isto acionado durante um intervalo program vel de tempo logo ap s desligado Nos interruptores de cart o a energia estabelecida apenas quando o cart o inserido no interruptor ao ser retirado o fornecimento cortado sendo conectado a um m dulo de pot ncia para comandar aparelhos de ar condicionado Eles foram desenvolvidos especialmente para controlar e racionalizar o consumo de energia muito utilizados em hot is BRAGA 2007 O aproveitamento da luz natural atrav s de sensores de luminosidade em conjunto com a luz artificial uma estrat gia que a automa o permite realizar para usar racionalmente a energia Esta integra o pode ser parcial utilizando a luz artificial sempre que a luminosidade natural for inferior a um
108. e HVACTemplate System Unitary condicionador de ar unit rio que trata se de um sistema j definido pelo programa Criou se uma shedule com os hor rios de funcionamento dos aparelhos que foram ajustados conforme a ocupa o das salas e HVACTemplate Zone Unitary define se a zona em que est o HVAC o sistema unit rio criado anteriormente o termostato e a taxa de fluxo de ar por pessoa No sistema do ar spirit o Energyplus j considera esta renova o Para obter os resultados anuais sobre o consumo de energia dos modelos e carga t rmica as simula es foram realizadas para um dia t pico de projeto e para o per odo de um ano t pico com base no arquivo clim tico da cidade de Cuiab Estas defini es devem ser estabelecidas em Simulation Parameters em Output Variable define se o tipo de relat rio que se deseja gerar como sa da isto resultado da carga t rmica total taxa de resfriamento sens vel temperatura das zonas dentre outras 5 3 5 N vel de Efici ncia Energ tica da Edifica o no requisito condicionador de ar Com objetivo de eficientizar o sistema de condicionamento ambiental atrav s da troca de aparelhos mais eficientes a metodologia do levantamento dos condicionadores de ar foi baseada no Regulamento T cnico da Qualidade em edif cios comerciais e p blicos RTQ C O levantamento ou melhor a coleta de dados dos condicionadores permitiu identificar duas situa es aparelhos que j tinham o s
109. e ao Grupo de Pesquisa de Efici ncia Energ tica pelas instala es de todo o sistema de automatiza o Agrade o a CAPES pelo apoio financeiro durante a realiza o desta pesquisa A todos que direta ou indiretamente contribu ram para a realiza o deste trabalho SUMARIO LISTA DE FIGURAS einiino n eeraa a e S 4 LST TADE TABELA S sea Drs sia cassia is oaa casca E 7 RESUMO masa carecia aire doa EEA EAEEREN A Uai Dei a 9 ABSTRACT una ii de a aaa 10 L INTRODUCA O sonini a PACAS SAGRES SEUS papas data 11 Li PROBLEM TICA varasin asena ga E E bit add 11 1 2 JUSTIFICA LIVA asia sadia a doar andei cada scan 13 1 3 OBJETIVOS sisal san eo asd cara sense alas ata ada E aa ca te a tao ua a 15 1 4 ESTADO DA ARTE enea ba dci DOR io S ca bue Dus dns Er vcs Ea Did ia 15 1 5 ESTRUTURA DA DISSERTA O sussa definia anda ip aaa aca Sa a 17 2 EFICI NCIA ENERG TICA NAS EDIFICA ES ecerseeseerseenes 19 2 1 A AUTOMA O VISANDO A EFICI NCIA ENERG TICA cereeeesensesenensesensos 24 3 AUTOMA O ssa siso oras dra sda la qu Ed E EE o da E a 27 31 AUTOMA O PREDIAL suo nadas nda S aaa adiadas 28 3 2 AUTOMA O RESIDENCIA Lanson E e a a E EE Eaei 30 3 3 FUNCIONAMENTO nisrani a ea a aca do cada dias a E E D Dada da at 31 Ser PrOLOCOlOsS de COMUNICA O trend rias aE aE EE cana ir ousa diabo a ot aas Ea 35 3 3 2 Sistemas comerciais dedicados automa o ccce rir r eee eeeeeeererererererereraranenanana 37 5
110. e externas da edifica o A Tabela 22 apresenta os valores adotados para a temperatura do solo Tabela 22 Temperaturas do solo calculadas atrav s do programa Sab consideradas na simula o Cuiab M dia C Jan 26 98 o E e n a SF a E i E E TA e J EJ E a Ea o En a Ea q o E 2 ET moo E a n A E qa Fonte Adaptado da Sorgato 2011 Para efeito comparativo refez se a simula o utilizando uma temperatura de 20 C para o solo em todos os meses do ano A Figura 45 apresenta os resultados da carga t rmica m xima para o dia 22 de dezembro 111 100 000 00 90 000 00 80 000 00 70 000 00 60 000 00 50 000 00 40 000 00 30 000 00 20 000 00 10 000 00 0 00 BTU h DE TR A 118 119 120 122 Horas do dia E Temp solo calculada pelo Slab EH Temp solo constante 20 C Figura 45 Carga t rmica m xima de um ar sp rt simulada no Energyplus para o dia 22 de dezembro com temperaturas de solos diferentes Conforme a Figura 45 as cargas t rmicas simuladas com as temperaturas adotadas por Sorgato 2011 foram em m dia 4 618 00 BTU h maiores que as simuladas com temperatura de solo a 20 C reafirmando assim sua influencia na carga t rmica total do ambiente 112 6 4 CLASSIFICA O DA EFICIENCIA ENERG TICA DOS CONDICIONADORES DE AR SEGUNDO O RTQ C A avalia o do n vel de efici ncia energ tica dos condicionadores de ar do Bloco D pertencente ao curso de Engenharia El tric
111. edidas de eficientZA O siunasi ad L ORA DOT ad pads Spa bg 121 6 6 AN LISE DA VIABILIDADE ECON MICA DAS MEDIDAS EMPREGADAS 125 7 CONSIDERA ES FINAIS cccereseseerenenenesesesnenenesesecesnenenesesesesnenenesoa 130 7 1 SUGEST ES PARA TRABALHOS FUTUROS eseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseseses 133 8 REFERENCIA S annia EE a 134 8 1 REFERENCIAS CITADAS saias aaa 134 82 REFERENCIAS CONSULTADAS usas asprsentoi paia asas ANS Sa dia ad 144 A BRENO ES corn soc ai dd dg dE a ud 147 APENDICE Accara espetar a ap 147 APENDICE Duane a pe Ea aga a a o age eds 156 B1 Parede de tijolo cer mico de 21 furos com revestimento somente em uma face 156 B2 Paredes duplas de tijolos cer micos de 21 furos com revestimento somente em uma face 159 B3 Divis rias de madeira 0 008 ssa aa a a io sn Sad Qaeda 161 De Visade concreto 0 TSM aa ad hoo gaiola EG UA dei a Ra SR 161 Do Lajede PISOS asas ga nua a SU RS 162 BO Eae de concreto 0 20 sedia RREO ea GUEDES DO e 163 B7 Cobertura composta de laje de concreto 0 20m e cobertura de telha de fibrocimento 0 008m 163 B8 Cobertura composta de forro de PVC 7mm e telha de fibrocimento eeeeeen 165 B9 Vidro Comuna 0004 sn na Soria aci es US Ra 166 APENDICE ses uessgiscssasots opsiaaE ia lo pc OD 0 167 CO NEGRISON 108 assa da a EA 167 CO CREDER COORD 169 CS NBR 00 ROEDOR E E 172 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Co
112. eira estrat gia foi de o 1 182 74 186 n 634 57 b meses Conforme demonstrado o tempo de retorno do investimento ocorrer 1 86 meses ap s a implementa o desta primeira medida As medi es Iniciais bem como as medi es ap s a implanta o dessa estrat gia foram realizadas no per odo seco caso fosse realizada no per odo mido supondo se a mesma diferen a de consumo no qual o pre o da energia menor ter se 1a um pequeno aumento no tempo de retorno b Estrat gia 2 Automatiza o de acordo com o cronograma de hor rio das aulas O valor do investimento para essa segunda medida de redu o do consumo de energia el trica apresentado na Tabela 32 Tabela 32 Valor investido na medida de automatiza o de acordo com o cronograma de aula Materiais V Unit R V Total R Contactores Unid 9 7886 709 74 Module Suith 125100 125100 Module Task 125100 125100 Module Relay 169100 160100 Module web 154000 154000 Interface pulsadora 94 80 Caixa de distribui o 237 00 Fio 4mm 121 00 Fio 1 5mm 70 00 Total R 6 965 54 Para se conhecer o valor fatur vel ap s a implanta o da medida de redu o de energia el trica com a automatiza o dos condicionadores de acordo com o 128 cronograma de hor rio das aulas aplicou se a equa o 17 As medi es ocorreram no per odo de 14 de novembro a 13 de dezembro de 2011 isto no per odo mido 1 V F CApuTCpu CA
113. eiras Como consequ ncia direta deste plano ocorreu em 2009 o lan amento do Regulamento T cnico da 21 Qualidade do N vel de Efici ncia Energ tica de Edif cios Comerciais de Servi os e P blicos RTQ C cuja primeira revis o foi oficializada em setembro de 2010 Adicionalmente lan ou se em novembro de 2010 o RTQ R aplicado s resid ncias As edifica es possuem um lugar de destaque no consumo total da energia el trica Investimentos focados neste setor s o justificados pelo aumento cada vez maior no consumo da energia el trica Em pesquisa Kasinski et al 2010 afirmam que o setor de constru o civil respons vel pelo consumo de 30 de todos os recursos extra dos da natureza representando globalmente 40 de toda energia consumida 25 do consumo de gua e 12 do uso da terra al m de gerar 25 dos res duos s lidos e ser causador de cerca de 30 das emiss es de GEE no planeta O autor afirma ainda que a longevidade dos pr dios faz com que 80 a 90 do consumo de energia durante o uso ou opera o dos edif cios seja para ilumina o aquecimento resfriamento ou ventila o Para minimizar tal consumo algumas tecnologias podem ser empregadas como o caso do uso da automa o que ser tratada no presente trabalho Os primeiros edif cios etiquetados no Brasil foram os p blicos no sentido de Incentivar os demais setores a pensar no uso eficiente da energia e para que os edif cios novos venham a ser con
114. el trica para os dias da semana Uso no hor rio normal e nos Intervalos Hor rio programado para uso das salas 21 84 Fora do hor rio intervalos 66 60 Consumo fora do hor rio 75 31 98 Analisando estes consumos verificou se que durante os dias da semana o maior consumo de energia durante o per odo de aula foi nas quintas feiras e o dia em que mais se consumiu energia fora do hor rio de aula foi nas sextas feiras As aulas aos s bados ocorrem somente no per odo das 07h30min s 11h30min de acordo com a Tabela 17 houve consumo fora deste per odo Na Figura 39 mostra se as demandas m ximas e m nimas durante o per odo de medi o extra das das medi es di rias isto das Oh0Umin as 24h do mesmo dia 25 00 20 00 p in E F 14 10 2010 mm E E ea a A D E E a 16 10 2010 10 00 Demanda KW 5 DO 04 10 2010 pa j 05 10 2010 TTT TTT TTT a TT TT 28 09 2010 mm 29 09 2010 a mm a e a e o a pu E nada 01 10 2010 20 09 2010 TIILITITITITIT 21 09 2010 oO 22 09 2010 0 00 07 10 2010 dd M T 23 09 2010 24 09 2010 25 09 2010 26 09 2010 03 10 2010 08 10 2010 09 10 2010 10 10 2010 11 10 2010 12 10 2010 17 10 2010 18 10 2010 19 10 2010 eooo FTTTTTTTT IT 02 10 2010 g o E M XIMA E M NIMA Figura 39 Demanda m xima e m nima durante o per odo de medi o De acordo com a Figura 39 a demanda m xima chegou 19 kW e a m nima de
115. elo de efici ncia e aparelhos sem selo Para identificar o n vel de efici ncia dos aparelhos sem o selo procedeu se do seguinte modo identifica o da marca e o n vel classifica o da efici ncia de cada 89 aparelho foi extra do das tabelas do Programa Brasileiro de Etiquetagem PBE INMETRO INMETRO 2008 A classifica o geral do n vel de efici ncia energ tica dos condicionadores de ar do bloco D realizou se atrav s das etapas e Determina o da efici ncia dos condicionadores de ar de cada ambiente Neste caso inclui se a possibilidade de se ter condicionadores de ar com pot ncias e n veis de efici ncia diferentes no mesmo ambiente sendo que a determina o da efici ncia feita atrav s da pondera o por pot ncia e Determina o da efici ncia dos condicionadores de ar de cada um dos pavimentos para o qual se faz o uso da pondera o por recinto rea e n vel de efici ncia e Determina o da efici ncia dos condicionadores para toda a edifica o cujo procedimento an logo ao anterior O somat rio dos resultados ponderados definiu o equivalente num rico que atrav s de tabela de classifica o final de acordo com a Tabela 14 chegou se ao n vel de efici ncia energ tica da edifica o no requisito condicionador de ar Tabela 14 Classifica o Final com rela o ao n mero de pontos PT PT Classifica o Final 4 5 a 5 A 3 5 a 4 4 B 2 5 a 3 4 E 1 5 a 2 4 D la 1 4 E Fonte
116. em v rios n veis de controladores e processadores de acordo com a Figura 3 Nivel Gerencial Nivel 5 Sensor Figura 3 Arquitetura do SSCP Fonte BRAGA 2007 De acordo com a Figura 3 o primeiro n vel denominado como gerencial respons vel pela supervis o do SSCP sendo constitu do por microprocessadores dotados de um software supervis rio que realiza o monitoramento e a gest o de todas as fun es vitais do edif cio como por exemplo a gua e a energia J o segundo n vel podendo existir ou n o dependendo do grau de sofistica o necess rio denominado n vel de sistema Este n vel composto por controladores interligado entre si respons vel cada um por um determinado setor como por exemplo o setor do sistema de seguran a ou do controle da energia que integra dados vindos de outros controladores O terceiro patamar chamado n vel de campo composto por controladores de pequeno porte utilizados para o controle de sistemas de servi o da instala o como a ilumina o ventila o e o de condicionamento de ar por exemplo No n vel inferior est o os sensores e os dispositivos de medi o BRAGA 2007 Um sistema de automa o predial pode controlar e gerenciar diversos sub sistemas tais como energia el trica solar mec nica sempre procurando otimizar seu 30 uso conforto t rmico ar condicionado sistemas de calefa o acesso elevadores salas estacionamentos etc lum
117. em sinal el trico de 4 a 20 mA e envia esse sinal el trico ao CLP Controlador l gico program vel que de acordo com a programa o pr estabelecida envia um sinal de sa da ao inversor que altera a rota o do motor que controla a vaz o de ar insuflado fancorls existente nos sistemas de condicionadores de ar central Seus resultados mostraram que o uso do prot tipo com aplica o de dispositivos incorporados nos motores dos condicionadores de ar pode gerar uma economia de cerca de 20 no consumo de energia el trica que representa uma economia bastante significativa de 60 000 kWh m s neste caso nos 2 e A 2 Sistemas que apresentam simultaneamente comportamentos din micos de tempo cont nuo e de tempo discreto 26 per odos em que o sistema de ar condicionado entra em opera o al m de aliviar os recursos humanos disponibilizados para esse tipo de monitoramento No relat rio de Levine amp Urge Vorsatz 2007 afirma se que existe uma grande quantidade de conhecimento e de tecnologias acess veis e vi veis que ainda n o s o amplamente empregadas que podem melhorar a efici ncia energ tica dos pr dios e por conseguinte reduzir substancialmente as emiss es de gases de efeito estufa provenientes do setor da constru o civil Esses incluem o projeto solar passivo eletrodom sticos e ilumina o de elevada efici ncia sistemas de ventila o e de refrigera o de alta efici ncia aquecedores solares de
118. emas apresentam os 33 mesmos requisitos de topologia e meio f sico Dessa forma deve se escolher uma topologia flex vel para que ela possa agregar outras topologias por meio de remanejamentos Em uma instala o convencional a topologia possui um conceito de anel onde suas tubula es partem do quadro e se distribuem em todos os ambientes Por m deve se migrar para o conceito de rede onde cada n da rede est ligado a uma central de conectividade que agrupa os servi os de dados voz e imagem da edifica o A aplica o desse conceito em instala es el tricas requer altera es na qual os retornos das lumin rias v o para a central e n o para os interruptores para que se possam control los conforme pode ser visto na Figura 6 Topologia em anel Topologia em estrela E SR PR RC ef Figura 6 Topologia de Rede Fonte MURATORI 2008 Para que a edifica o receba a automa o preciso que ela possua uma infra estrutura necess ria de cabeamento capaz de integrar isto trocar informa es de todos os sensores e atuadores existentes nela Existem no mercado fabricantes que possuem produtos que permitem o envio de sinais de controle aos dispositivos da edifica o bem como a transmiss o de dados entre computadores atrav s da rede el trica S o exemplos o sistema X10 e o PLC j mencionados anteriormente e tamb m sistemas que funcionam por rede sem fio denominado Wi fi por m as taxas de tra
119. emiss o de res duos e melhores condi es de seguran a tanto humana e material quanto das informa es inerentes ao processo A automa o do latim Automatus que significa mover se por si um sistema autom tico de controle pelo qual os mecanismos verificam seu pr prio funcionamento efetuando medi es e introduzindo corre es sem a necessidade de Interfer ncia do homem Surgiu com objetivo de diminuir ou at substituir o uso da m o de obra humana em qualquer processo A automa o dividida em tr s aplica es Industrial Comercial e Residencial O desenvolvimento de sistemas para edifica es surgiu com o objetivo tamb m da substitui o do trabalho humano buscando o conforto facilidade e seguran a como por exemplo sistemas de monitoramento e controle de edif cios controle na Irriga o dos jardins dentre outros O grande marco do uso da automa o foi na revolu o industrial com o uso da tecnologia no processo produtivo na Inglaterra em meados do s culo XVIII e expandiu se pelo mundo a partir do s culo XIX A automa o foi introduzida a princ pio na agricultura e mais tarde nas ind strias Pinto 2005 aponta que a automa o s ganhou destaque na sociedade quando o sistema de produ o agr rio e artesanal transformou se em industrial Por volta de 1788 James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo do vapor em locomotivas Isto pode ser considerado um dos primeiros sistemas de cont
120. ento das salas isto nos intervalos dos per odos matutino vespertino e noturno e tamb m nas madrugadas Posteriormente atrav s dos m todos prescritivos de c lculo da carga t rmica e simula o computacional foi possivel comparar a carga t rmica existente e a necess ria para as salas de aula Deve se destacar que a adequa o da pot ncia dos aparelhos de refrigera o carga t rmica correta para cada um dos recintos condi o necess ria para aplica o do regulamento quando se quer realmente realizar a etiquetagem A etiquetagem n o foi o objetivo desse trabalho o que se fez foi utilizar os procedimentos de avalia o do n vel de efici ncia no requisito condicionador de ar para obter o n vel de efici ncia do conjunto de aparelhos do bloco D UFMT para assim verificar a possibilidade de tomar medidas de eficientiza o relacionada a efici ncia energ tica dos aparelhos No que se refere a utiliza o adequada racional dos aparelhos foi proposto e implementada duas estrat gias A primeira proposta consistiu no controle do acionamento desligamento dos condicionadores de ar de acordo com o per odo de uso normais matutino vespertino e noturno das salas e a segunda estrat gia tratou do controle atrav s do cronograma de hor rio previsto de ocupa o das salas de aulas Antes e ap s a implanta o de tais medidas foram realizadas medi es com objetivo analisar o potencial de economia de energia Entre as pri
121. es inteligentes Figura 9 Arquitetura distribu da Fonte QUEIROZ 2004 Os sistemas dedicados a automa o tem o papel de integrar os equipamentos ou subsistemas para que possam ser monitorados e controlados Existem no mercado da automa o diversos sistemas com solu es completas dispondo de m dulos de hardware com arquiteturas centralizadas ou distribu das com m dulos interligados na rede que fornecida com pacotes de software que os configuram para uma aplica o espec fica SIEMENS 2007 Os mesmos equipamentos antes usados em processos de automa o industrial est o migrando para a rea da automa o predial com o uso de dispositivos como sensores PLCs microcontroladores de temperatura vaz o luminosidade entre outros Teruel amp Novelli Filho 2007 em sua pesquisa sobre as principais tecnologias de automa o residencial comercializadas no Brasil relata que as tecnologias que 40 envolvem maior n mero de empresas fabricando aparelhos com seus chips o que permite a comunica o com seu protocolo ganham vantagem pois evitam o desperd cio de equipamentos e a queda do desempenho causada pela cria o de interfaces de comunica o 3 3 3 Controle de Subsistemas Conforme mencionado a automa o apresenta diversos subsistemas que dever o ser integrados e controlados Ressalta se que as funcionalidades que a automa o possui s o extensas a pesquisa baseou se somente no controle do condi
122. g tica de edifica es abordando o uso da automa o onde foi proposta ap s medi es e an lise das contas de energia el trica de uma edifica o p blica uma metodologia para modelar a demanda das edifica es que atrav s dos resultados foi avaliada sua variabilidade Posteriormente foram apresentadas propostas de eficientiza o energ tica com o uso de automa o e detalhado os custos para implanta o do sistema para se obter os gastos com equipamentos a serem adquiridos foram feitos or amentos em lojas especializadas entre os meses de outubro de 2006 e janeiro de 2007 A partir dos resultados obtidos o autor constatou que o consumo por uso final da edifica o p blica pesquisada revelou uma expressiva participa o do sistema de ilumina o e climatiza o apontando que o alto consumo ocorreu devido ao n mero de horas de funcionamento e as eleva es da temperatura m dia mensal A rela o benef cio custo RBC deve ser maior que 1 0 para que o projeto seja considerado economicamente justific vel o autor relata que os resultados para a RBC do projeto de racionaliza o 25 do consumo da energia foram 1 42 para o sistema de ilumina o e 0 23 para o sistema de climatiza o Quanto ao sistema de automa o o autor n o pode apresentar resultados devido dificuldade de se determinar em qual parcela do tempo os equipamentos dos sistemas permanecem ligados desnecessariamente Bassetto et al 2006 realizara
123. gura es de acionamento de interfaces biom tricas e de sensores mensagens enviadas pela internet entre outros No software Neocscreen feito o design das telas e bot es de acionamentos das cenas de acordo com cada ambiente ou sistema controlado visando facilitar e simplificar a operabilidade do sistema O software UMPC permite o acionamento das telas criadas pelo Neocscreen seja por computadores celulares ou 7phones Dessa forma preciso instal lo em cada aparelho para quem pretende utilizar para efetuar os acionamentos programados As etapas detalhadas para a programa o dos m dulos est o descritas no ap ndice A 83 5 3 METODOLOGIA A metodologia aplicada baseou se em e Medi o de energia el trica e C lculo da carga t rmica atrav s dos m todos prescritivos e Simula o computacional da carga t rmica no Software Energyplus e N vel de Efici ncia Energ tica da Edifica o no requisito condicionador de ar e Estrat gias para o comando dos condicionadores de ar 5 3 1 Medi es Para a an lise do consumo de energia el trica foram instalados medidores e registradores de energia um em cada quadro de distribui o que alimenta os quadros terminais dos condicionadores de ar As medi es foram realizadas no per odo de 20 de setembro a 19 de outubro de 2010 isto 30 dias de medi es a fim de obter uma m dia di ria mais condizente As medi es iniciais ocorreram no per odo de setembro a outubro dura
124. ho obtendo se assim o resultado ponderado por aparelho O c lculo da efici ncia de toda a edifica o foi realizado de forma semelhante ao c lculo por ambiente mas foi obtido um coeficiente de pondera o por rea Esse coeficiente obtido dividindo se a rea do recinto pela soma da rea de todos os recintos coluna coeficiente de pondera o por rea na tabela 26 o resultado ponderado obtido multiplicando se o equivalente num rico pelo coeficiente de pondera o cuja somat ria fornecer o equivalente num rico geral da edifica o que define a efici ncia do conjunto de condicionadores de ar Tabela 23 Levantamento dos condicionadores de ar Sala N Alunos Quant Modelo Marca BTU h Condensadora Sombreada 01B 101 C 101 D 101 E 101 F 102A 102B 102C ME a no 103 B 104 105 106 107 108 109 110 TE 112 113 LIMA 114B 114C Sim 4D 2 115 a ji 118 119 120 60 4 Fujitsu ASB30Al31200 124800 N o 121 60 4 Fujitsu ASB30Al31200 124800 N o 122 123 124 125 126 127 128 Fujitsu ASB 30A1 31200 113 N vel de Efici ncia Inmetro w rm gt pr w w w wS gt UOm gt tw gt m gt gt gt iQmimo gt p ajajanoajmre a galg ww ww 114 Tabela 24 C lculo da efici ncia energ tica de ambiente com unidades condicionadoras de n veis de efici ncia iguais Calculo de Efici ncia Energ tica Numero da Sala Bloco D ENE Calculo de Efici ncia por ambiente Ar Cond
125. i ncia com os coeficientes de desempenho m nimo para cada categoria A classifica o do sistema de condicionamento de ar permite classifica es parciais podendo se certificar apenas uma sala um piso ou parte de um edif cio 71 Tabela 9 Tabela INMETRO Condicionador de ar CONDICIONADOR DE AR JANELA Data atualiza o 29 12 2011 82 un 67 un 21 un 21 un 191 un Fonte INMETRO dispon vel em lt www inmetro gov br gt Acesso em 8 02 2012 Tabela 10 Tabela INMETRO Condicionador de ar Split CONDICIONADORES DE AR SPLIT HI WALL Data atualiza o 30 11 2011 3 20 lt CEE 3 00 lt CEES 3 20 2 80 lt CEES 3 00 2 60 lt CEES 2 80 2 39 lt CEES 2 60 893 un 147 un Fonte INMETRO dispon vel em lt www inmetro gov br gt Acesso em 8 02 2012 Este trabalho apresenta os resultados de uma avalia o da efici ncia energ tica dos condicionadores de ar do Bloco da Engenharia El trica da Universidade Federal de Mato Grosso UFMT seguindo os procedimentos estabelecidos no RTQ C 12 5 METODOLOGIA UTILIZADA NO ESTUDO O presente cap tulo est subdividido em tr s t picos e rea de estudo e Materiais utilizados e Etapas para o uso racional e efici ncia dos condicionadores de ar 5 1 REA DE ESTUDO A rea onde se insere o objeto de estudo encontra se dentro do campus universit rio da Universidade Federal de Mato Grosso na cidade de Cuiab conforme Figura 17 Especificamente o
126. ica registrada no ano da pesquisa pelo Sistema Interligado Nacional Posteriormente o autor efetuou uma an lise econ mica da 50 viabilidade de aquisi o de aparelhos eficientes classe A adotando crit rios do custo anual equivalente e a taxa Interna de retorno TIR e considerando as tarifas el tricas e tempos de uso regionalizados e constatou que vantajoso comprar os modelos mais eficientes na maioria das regi es brasileiras O aparelho condicionador de ar representa uma parcela de consumo significativa dentro de uma edifica o seja ela residencial comercial ou p blica quaisquer medidas direcionadas para eficientizar o uso do sistema Importante Antes de discorrer sobre os tipos de condicionadores importante o entendimento de como o sistema trabalha O condicionamento de ar um processo que objetiva controlar simultaneamente a temperatura a umidade a movimenta o a renova o e a qualidade do ar de um ambiente Em certas ocasi es controlam tamb m o n vel de press o interna do ambiente em rela o aos ambientes vizinhos ABNT NBR 16401 2008 J o ar condicionado o resultado do processo de condicionamento Este condicionamento implica na prefixa o dos valores representativos das condi es a seguir indicadas em fun o dos valores representativos do conjunto de condi es locais coexistentes no per odo de tempo em que se considera a aplica o do processo e Temperatura do term metro seco e
127. ica superior que a instalada diferente dos demais m todos No procedimento de c lculo da carga devido a insola o pelo m todo da NBR 16401 2008 apresentou maiores valores se comparado ao procedimento de c lculo de Creder 2004b apesar de ter utilizado o mesmo fator solar incidente Frota 2001 Esta diferen a ocorre em decorr ncia do procedimento de c lculo de Creder 2004b utilizar somente um coeficiente de ajuste de 0 15 e 1 15 para encontrar a carga t rmica de insola o e a NBR 16401 2008 considera o fator solar para aberturas com diferentes prote es solares como no caso do vidro 0 87 elevando consideravelmente o resultado final Os procedimentos e equacionamentos da NBR 16401 2008 est o descritos no ap ndice C 104 6 3 SIMULA O COMPUTACIONAL DA CARGA T RMICA NO ENERGYPLUS Foram feitas simula es no Energyplus ao longo de um dia de projeto e ao longo do ano utilizando o arquivo clim tico SWERA para Cuiab O Edif cio foi dividido em 12 zonas t rmicas e simuladas as cinco salas de aula do pavimento superior as mesmas que receberam a automatiza o dos condicionadores de ar Por se tratar de um edif cio com 38 salas de aula sua modelagem resultaria em um esfor o computacional elevado com um modelo muito complexo a escolha das cinco salas se deve ao fato delas serem as mesmas em que foram feitas as medi es de consumo medidas e o n mero de salas suficientes para avaliar os resultados da
128. icionado Coeficiente RA Efici ncia Efici ncia Equivalente E o do Modelo Marca EE Pot ncia Btu h pondera o ponderado l da unidade num rico n ambiente por pot ncia Fujitso ASB 30A1 B 4 f 3120000 025 1 Fujitso ASB 30A1 B 4 f 3120000 025 1 Fujitso ASB 30A1 B 4 3120000 025 1 B Fujitso ASB 30A1 B 4 f 3120000 025 1 TOTAL Tabela 25 C lculo da efici ncia energ tica de ambiente com unidades condicionadoras de n veis de efici ncia diferentes Calculo de Efici ncia Energ tica Numero da Sala T rreo 103A D ENE Calculo de Efici ncia por ambiente Ar Condicionado Coeficiente Pueengig Equivalente Pot ncia Mo o Resiitado D Unid Modelo Marca da n P s ponderado j num rico Btu h por ambiente unidade pot ncia 1 M dea 36000BTUs 36 000 00 1 636363636 OD 2 2 Consul 30000BTUs 30 000 00 0 909090909 C TOTAL 66 000 00 2 545454545 De acordo com a Tabela 26 o bloco D de Engenharia El trica da Universidade Federal de Mato Grosso campus Cuiab possui efici ncia B segundo o RTQ C no requisito relacionado ao sistema de condicionamento de ar Para que esta efici ncia seja aumentada necess rio substituir os equipamentos de menores efici ncias C D e E por equipamentos com maior efici ncia por exemplo A 115 Tabela 26 C lculo de efici ncia energ tica da edifica o no requisito condicionador de ar C lculo de Efici ncia por um conjunt
129. igura Al a cujo resultado ser as informa es por exemplo de poss veis m dulos conforme mostrado na figura Al b poss vel inserir substituir os m dulos manualmente op o Inserir M dulos resultando na abertura de uma nova janela na qual dever o ser inseridos o endere o MAC do m dulo e o modelo do m dulo figura Al c Tamb m poss vel nomear individualmente cada m dulo atrav s da op o Nomear M dulos figura Al d Ap s finalizar a inser o de todos os m dulos manualmente deve se utilizar o reconhecimento dos m dulos atrav s da op o Reconhecer M dulo s permitindo que todos os m dulos sejam ativados O Home Apar ncia Utilit rios Ajuda a fe E Q 3 Renomear Cena pende a M dulos Pp R 5 Pai Novo Abrir Salvar Importar Nova X Duplicar Cena Testar pelo Computador Module Module Module Modulg Cena A Switch Task Web Arquivo Cenas Configura es Module a Bomear E M dulos Configura es Sistema onfigura o dos M dulos do Projet Inserir M dulo Manualmente 5 X V Inserir Cancelar M dulo 000 Inserir Apagar Substituir Reconhecer M dulo M dulo M dulo Ferramentas de Projeti Nome do M dulo IP Atual Endere o MAC do m dulo Switch 00 00 E2 9D 08 5A Switch 0 Switch 1203 Inativo Doo TT Rele 00 00 E2 9D 02 79 RELE 02 Rele 110 Inativo Task 00 00 E2 9D 08 14 Task 00 Task 804 Inativo Miboiedo E Dimmer
130. incidente em uma superf cie transparente subdivide se em tr s partes refletida q1 absorvida pelo vidro q2 e a que atravessa do vidro q3 conforme Figura 16 Q ql q2 aq3 q3 ql Figura 16 Transmiss o do calor solar atrav s de vidro Fonte Adaptada de CREDER 2004b Dessa forma a parcela q3 que penetra no recinto a que vai ser considerada no c lculo da carga t rmica Neste c lculo preciso levar em conta o hor rio cr tico da incid ncia direta da radia o solar e as dimens es da superf cie envidra ada O coeficiente de fator solar foi obtido de Frota 2001 para a latitude 17 S sendo o mais indicado para a latitude de Cuiab 15 conforme Tabela 6 Para o c lculo do coeficiente de fator solar a Norma NBR 16401 1 2008 estipula um m todo para gerar um perfil te rico das temperaturas de bulbo seco e mido no dia de projeto que permite avaliar com exatid o aceit vel a evolu o da carga t rmica ao longo das 24 60 horas do dia oferecendo uma tabela com valores de temperatura e umidade de 34 cidades brasileiras Tabela 6 Coeficiente de transmiss o do calor solar atrav s de vidros fator solar 17 Lat Sul Kcal h m fator solar de rea de vidro Ver o Horas do dia Dia Face 6h 7h 8h 9h 10h 11h 12h 13h 14h 15h 16h 17h 18h S 99 226 242 235 208 191 179 191 208 235 2
131. inosidade persianas automatizadas janelas 1onizadas baseando se nas atividades desenvolvidas em cada ambiente controlado seguran a portas corta fogo ilumina o de emerg ncia reuso de gua pluvial tratada entre outros tipos de reuso e diversos Empregado basicamente em edif cios de maneira a administrar seus sistemas principalmente nas reas comuns como corredores elevadores estacionamentos dentre outros 3 2 AUTOMA O RESIDENCIAL A Dom tica ou seja a automa o residencial uma tecnologia recente que visa a integra o de todos os recursos habitacionais O termo Dom tica resulta da jun o da palavra Domus casa com Telem tica eletr nica inform tica S o estes dois ltimos elementos que quando em conjunto rentabilizam o sistema simplificando a vida di ria das pessoas satisfazendo as suas necessidades de comunica o de conforto e seguran a Para Vale et al 1995 dom tica a ci ncia que se dedica aplica o e integra o de meios inform ticos e tecnol gicos de processamento eletr nico ao meio dom stico isto a utiliza o simult nea da eletricidade da eletr nica e das tecnologias da informa o no ambiente residencial permitindo realizar a sua gest o local ou remota e oferecer uma vasta gama de aplica es nas reas da seguran a conforto comunica es e gest o de energia Em uma resid ncia n o s o necess rios os complexos dispositivos que cont
132. ion rias ou permission rias de distribui o de energia el trica devem aplicar um percentual m nimo da receita operacional l quida de 0 5 em Programas de Efici ncia Energ tica PEE No ano seguinte em 17 de outubro de 2001 foi publicada a Lei 10 295 BRASIL 2001b sobre efici ncia energ tica j determinando o estabelecimento de n veis m ximos de consumo espec fico de energia ou m nimos de efici ncia energ tica para os equipamentos fabricados ou comercializados no pa s baseada em indicadores t cnicos prev tamb m que sejam desenvolvidos mecanismos que promovam a efici ncia energ tica nas edifica es em 19 de dezembro de 2001 foi publicado o Decreto n 4 059 BRASIL 2001c que regulamenta a Lei n 10 295 onde no seu artigo 3 estabelece a compet ncia do Comit Gestor de Indicadores e N veis de Efici ncia Energ tica CGIEE para instituir os indicadores e os n veis de efici ncia energ tica sob a coordena o do Minist rio das Minas e Energia MME A escassez de gua nos reservat rios das usinas hidroel tricas juntamente com o crescimento cont nuo do consumo de energia foram fatores que contribu ram com o racionamento da energia el trica ocorrida no Brasil em 2001 Nesse contexto deve se ressaltar que em outubro de 2003 foi criado um Plano de a o para Efici ncia em Edifica es PROCEL Edifica que visa construir as bases necess rias para racionalizar o consumo de energia nas edifica es brasil
133. ios de ocupa o ou reserva de cada sala de aula liberando ou n o o funcionamento de cada aparelho de modo que se possa comparar o consumo de energia frente s diferentes alternativas 91 ER mer sm CEO O caes Me Figura 35 Detalhe dos m dulos da automa o composto de task switch relay e web A Figura 36 apresenta esquematicamente um diagrama funcional da automatiza o dos condicionadores de ar BANCADA DID TICA sinaliza o Roteador Contatores Ar condicionado Switch Figura 36 Diagrama funcional da automatiza o dos condicionadores de ar Ser o empregados m dulos de automa o com fun es pr definidas cujo principal objetivo de facilitar a execu o das tarefas e a reprograma o semestral de ocupa o das salas para que se possa controlar o uso da energia el trica 92 5 3 7 Viabilidade econ mica das medidas de eficientiza o empregadas Todo projeto de racionaliza o do consumo energ tico deve ser analisado de acordo com sua viabilidade financeira Para isso o m todo utilizado para o c lculo da viabilidade econ mica foi o tempo de retorno de capital ou payback simples Esta an lise feita apenas dividindo se o custo da implanta o do empreendimento pelo benef cio auferido Esse crit rio mostra quanto tempo necess rio para que os benef cios se igualem ao investimento De acordo com Lapponi 2000 o m todo do Payback a avalia o do tempo
134. isco de ultrapassagem da demanda contratada o sistema pode executar um algoritmo de desligamento de cargas de acordo com as prioridades previamente estabelecidas BRAGA 2007 45 3 3 4 Sistema Modular empregado na pesquisa Foi empregada na pesquisa uma linha de automa o residencial chamada Module de uma empresa brasileira de automa o residencial Seus m dulos permitem automatizar ilumina o equipamentos comandados por infravermelho e cargas el tricas como cortinas motorizadas sistema de irriga o ar condicionado banheiras sistema de acesso c mera de seguran a entre outros Al m disso o sistema conta com o recurso de acionamento de a es por hor rio permitindo agendar eventos Suas funcionalidades permitem acionamento remoto pela internet ou celulares A linha module conta com seis m dulos para integra o do sistema de automa o que ser apresentada a seguir Module Dimmer Respons vel pela dimeriza o e monitoramento de circuitos de ilumina o Esse m dulo permite a cria o de cenas de Ilumina o Integradas ao sistema de automa o Cada Module Dimmer possui oito canais de dimeriza o Esses canais controlam a intensidade luminosa de qualquer carga dimeriz vel com pot ncia m xima de 1000W por canal A pot ncia total do m dulo de 4000W Module Relay Respons vel pelo comando e monitoramento de contatos liga desliga de cargas gen ricas Cada m dulo disponibiliza oito
135. isfat ria para se economizar energia podendo ainda o edif cio ter altos consumos se n o houver maiores iniciativas do uso racional da energia conforme Figura 13 Horo Azul 16 Convencional Horo Verde 43 41 Figura 13 Percentuais de consumidores por tarifa de fornecimento no Brasil Fonte PROCEL 2007 Em pesquisa Souza 2010 comparou os ndices m nimos de efici ncia energ tica de condicionadores de ar brasileiros do tipo janela com os resultados dos estudos de Rosenquist 2008 realizados em outros pa ses e constatou que os condicionadores de ar brasileiros apresentam ndices de efici ncia energ tica rela o entre o efeito frigor fico til e o consumo energ tico menores com rela o aos ndices dos condicionadores dos pa ses estudados O autor indica um ndice m nimo de 2 08 W W em m dia para os condicionadores de ar do tipo janela no Brasil enquanto para os demais pa ses os ndices est o na ordem de 2 80 W W Em outras palavras um condicionador vendido no Brasil pode consumir at 34 mais que o pior equipamento existente nos outros pa ses Por m o ndice de efici ncia energ tica atualmente de 2 91 W W para condicionadores de ar do tipo janela classe 1 constante no relat rio do Procel 2011 ano base 2010 no qual foi observado um aumento de 13 na economia de energia se comparado ao ano de 2009 fatores que contribu ram para este resultado foram o aumento nas vendas de equipamentos com
136. j kg de ar seco Ar interno Ti 25 C Umidade Absoluta 0 011 kg de vapor kg ar seco Entalpia 53 kj kg de ar seco Ah 87 53 a Ah 34 pasa Total parcial gt gt gt 11 135 33 37 994 85 175 Tabela C12 Carga das pessoas e ilumina o NBR 16401 2008 Carga das Pessoas CSt CLt CSt CLt 75 00 2 925 00 55 00 2 145 00 5 070 00 17 299 35 2 2 CS Calor Sens vel W Taxas t picas de calor liberado por pessoas tab Cl parte 1 da NBR 16401 E L Calor Latente W Taxas t picas de calor liberado por pessoas tab Cl parte 1 da NBR 16401 a n n de ocupantes do ambiente Total parcial gt gt gt 5 070 00 17 299 35 Carga T rmica devido Ilumina o QI Qr Qi oo S wl z aol alaa loal N 1 280 00 qr Perda de energia nos reatores z n mero de reatores qi Pot ncia das l mpadas x n mero de l mpadas A Tab C2 da NBR 16401 apresenta as taxas t picas de dissipa o de calor pela ilumina o Total parcial gt gt gt 1 400 00 4 776 94 Tabela C13 Total das cargas NBR 16401 2008 RESUMO Tipo de carga BTU h Condu o 8 417 58 28 721 61 Insola o 16 053 16 54 774 98 Pessoas 5 070 00 17 299 35 Ilumina o 1 400 00 4 776 94 Infiltra o Frestas 529 84 1 807 85 Ventila o 11 135 33 37 994 85 Total da Carga T rmica gt gt gt 42 605 90 145 375 59
137. ja controlar e se o sistema a ser controlado eficiente 133 7 1 SUGEST ES PARA TRABALHOS FUTUROS Como sugest o para futuros trabalhos acerca do tema an lise de medidas para eficientiza o e uso racional da energia el trica em condicionadores de ar pode se citar a b c d e Utiliza o de programas de simula o para apresentar uma proposta de melhoria do conforto t rmico em edifica es atrav s da diminui o da carga t rmica nos ambientes comparando um modelo do edif cio real com um modelo contendo as altera es sugeridas apontando sua efic cia An lise da edifica o pelo m todo prescritivo nos demais requisitos do RTQ C e simula o a fim de se comparar e avaliar seus resultados Realizar simula o da carga t rmica da edifica o com diferentes tipos de materiais comparar e avaliar seus resultados Automatiza o de demais sistemas na edifica o atrav s do controle das Ilumina es e computadores realizar medi es e analisar o custo benef cio das medidas implementadas Controle da carga t rmica atrav s da automatiza o das salas de acordo com o conforto t rmico necess rio 134 REFER NCIAS 8 1 REFER NCIAS CITADAS ABNT Associa o Brasileira de Normas T cnicas NBR 12010 Condicionador de ar dom stico Determina o do coeficiente de efici ncia energ tica M todo de ensaio ABNT Rio de Janeiro 1990 ABNT Associa o
138. k mmm eoeeteaaeaa Infiltra o Frestas 172 C3 NBR 16401 2008 As Tabelas C8 C9 C10 C11 e C12 apresentam os procedimentos para o c lculo da carga t rmica deste m todo Os dados contidos no exemplo referem se a sala 118 uma das salas sob estudo Tabela C8 Carga por condu o NBR 16401 2008 M TODO NBR 16401 2008 SALA 118 PAVIMENTO T RREO Dados Paredes duplas compostas de tijolos cer micos de 21 Furos 11 x 6 x 24cm com reboco apenas de um lado possuem no total 26cm de espessura Condut ncia T rmica da Parede Tijolo reboco 3 29 W m2 K Condut ncia T rmica da Parede dupla tijolo tijolo reboco 228 W m K Condut ncia T rmica das superf cies transparentes 5 14 Wi m2 K Condut ncia T rmica das divis rias em madeira 319 W m2 K Condut ncia T rmica da viga de concreto 391 W m K Condut ncia T rmica da laje de piso 198 W m2 K Condut ncia do teto 195 W m K Carga de condu o Q sens vel Qfo qfo x Afo qfo U x AT PAREDES rea das janelas Qfo qfo x Afo Paredes exer am Paredes exer am rea m Paredes O Aura Comp O janelas n Pi 250 11 97 29 93 21 432 250 43 854 50 BEJE 11 97 29 93 21 432 641 35 2 188 36 30 926 118 46 404 19 36 754 140 78 480 36 2 862 30 435 42 a 173 Tabela C9 Carga por condu o NBR 16401 2008 Paredes divis rias mxm o Qfo gfo x Afo m ana o E 331 76 VIDROS QA qA x AA
139. lados naturalmente APT a rea de piso dos ambientes de perman ncia transit ria desde que n o condicionados ANC a rea de piso dos ambientes n o condicionados de perman ncia prolongada AC a rea de piso dos ambientes condicionados AU a rea til b a pontua o obtida pelas bonifica es que varia de zero a 1 A classifica o da efici ncia do sistema de condicionamento de ar pode ser realizada para sistemas individuais ou sistemas centralizados Os condicionadores de ar tipo janela e split possuem suas efici ncias avaliadas e classificadas pelo PBE INMETRO conforme informa es constantes nas Tabelas 9 e 10 J os aparelhos que n o s o abrangidos por nenhuma norma de efici ncia do INMETRO s o avaliados atrav s do seu desempenho em rela o a certos n veis fornecidos pelo RTQ C O calculo da carga t rmica um pr requisito para a etiquetagem dos condicionadores de ar dessa forma o estudo da carga t rmica foi realizado primeiramente antes da avalia o dos condicionadores para efeito de etiquetagem A classifica o do INMETRO baseada no ndice de efici ncia energ tica do equipamento que definida como sendo a raz o entre a sua capacidade de refrigera o e a pot ncia do equipamento A classe de efici ncia energ tica de cada modelo representada por uma letra de A a E simbolizando o n vel de efici ncia do modelo em quest o Nas tabelas 9 e 10 encontram se as classes de efic
140. lume do ambiente m Va 12 3600 Para o c lculo do calor latente Q 4 da carga t rmica devida as frestas equa o 13 preciso conhecer os valores da temperatura e umidade relativa ou absoluta do ar exterior e interior para assim conhecer a diferen a ent lpica de acordo com a carta psicrom trica 67 onde p 1 2 kg m densidade do ar V Volume de ar trocado no ambiente a cada segundo m s o mesmo considerado no calculo do calor latente Ah Diferen a de entalpia do ar exterior e o ar interior do ambiente Onde Ah E ex E i Eex Entalpia externa 32 C Umidade Absoluta 0 021 kg de vapor kg ar seco Entalpia externa 87 kj kg E Entalpia interna 25 C Umidade Absoluta 0 011 kg de vapor kg ar seco Entalpia interna 53 kj kg Os valores de temperatura interna e externa bem como da umidade absoluta foram empregadas os mesmos considerados nos m todos prescritivos anteriores para obter par metros nas an lises dos m todos e Ventila o O c lculo da carga t rmica devido a ventila o fornecida pela equa o 14 Ver P F 4z Fa 04 onde Ve f Vaz o eficaz de ar exterior L s P37 N mero m ximo de pessoas na zona de ventila o Fp Vaz o por pessoa em L s pessoa Tab 1 da parte 3 da NBR 16401 2008 A rea til ocupada pelas pessoas expressa em m Fa Vaz o por rea til ocupada em L s m Tab 1 da parte 3 da NBR 16401 2008 Em seguida calcul
141. m um estudo sobre a viabilidade econ mica da retrofitting do sistema h drido da refrigera o e da ilumina o do pr dio da FEM UNICAMP por tecnologias novas e mais eficientes Os seus resultados mostraram um payback de 35 anos para o sistema h brido 9 anos para a ilumina o e no sistema de refrigera o chegou se a uma economia anual de seiscentos mil reais mostrando a viabilidade de atualiza o de cada sistema Gomazako 2007 em sua tese estudou sobre a conserva o de energia em edif cios comerciais atrav s do uso de dispositivos de automa o Para isso o autor apresentou um panorama do sistema el trico de uma constru o de grande porte que opera de forma pouco eficiente em seus equipamentos O sistema de condicionamento ambiental da edifica o em estudo representa um acr scimo no consumo de cerca de 60 passando de 450 000 kWh m s para 750 000 kWh m s e a troca desses equipamentos por mais modernos e eficientes significaria grandes investimentos tornando se invi vel no curto prazo Assim o autor elaborou um prot tipo contendo dispositivos de automa o que podem ser incorporados ao sistema existente sem grandes dificuldades minimizando os custos operacionais com o sistema O prot tipo trata da automa o dos motores dos condicionadores atrav s de um CLP controlador l gico program vel que permite a liga o de sensores como as termoresist ncias ligadas a um transdutor que converte a temperatura
142. mmer Module Relay e Module AV s cargas que dever o ser automatizadas NEOCONTROL 2009 Alimenta o 1 BEEN ENHE ROTEADOS WI FI SWITCH TE 8 PORTAS LAN WAN El VAI PARA MODEM DE INTERNET Figura 30 Esquema de liga o dos m dulos Fonte NEOCONTROL 2009 Os condicionadores de ar s o acionados individualmente por contatores de pot ncia cuja energiza o se d pelo m dulo de sa da a rel module relay Para visualiza o e controle foram instalados na bancada ed s que indicam o acionamento e desligamento dos canais em funcionamento conforme mostrado na Figura 31 CATS Categoria 5 usado em redes fast ethernet em frequ ncias de at 100 MHz com uma taxa de 100 Mbps 82 118 119 120 121 122 TRO Figura 31 Led para identifica o de funcionamento das salas 5 2 3 Programas computacionais para programa o dos m dulos Para configura o e cria o de cenas o fabricante oferece os seguintes softwares o Neocdata Neocscreen e NeoUMPC O software Neocdata possibilita a configura o e a integra o dos m dulos Configurando se individualmente os cen rios para cada tipo de situa o que poder o ser elaborados integrando cada um dos m dulos no sistema Module Atrav s deste software feito o agendamento de tarefas que ser o executadas em um determinado hor rio e data a configura o dos m dulos e defini o das informa es enviadas pela internet confi
143. ncias inteligentes Tese Doutorado em engenharia el trica Escola Polit cnica da Universidade de S o Paulo S o Paulo 2010 BOLZANI C A Desenvolvimento de simulador de controle de dispositivos residenciais inteligentes uma introdu o aos sistemas dom ticos Disserta o Mestrado em engenharia el trica EPUSP S o Paulo 2004 BORDUNI R PIMENTA J An lise do Impacto de Elementos de Sombreamento Externo sobre a carga T rmica de Edifica es Artigo X COBRAVA Congresso Brasileiro de Refrigera o Ar Condicionado ventila o Aquecimento e tratamento de ar S o Paulo 2007 BRAGA L C Estudo dos aspectos de efici ncia energ tica de edifica es com uma abordagem de automa o predial Disserta o Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte MG 2007 BRAIN M How Stuff Works Como funciona o ar condicionado 2009 Dispon vel em lt http casa hsw uol com br ar condicionado htm gt Acessado em 11 10 2011 136 BRASIL Decreto Lei n 4 059 Regulamenta a Lei no 10 295 de 17 de outubro de 2001 que disp e sobre a Pol tica Nacional de Conserva o e Uso Racional de Energia e d outras provid ncias Bras lia 19 de dezembro de 2001c BRASIL Lei N 10 295 Disp e sobre a Pol tica Nacional de Conserva o e Uso Racional de Energia e d outras provid ncias Di rio Oficial da Rep blica Federativa do Brasil Bras lia 18 out 2001b BRASIL Lei N 9 991 Disp e
144. ncipais conclus es alcan adas pelo trabalho de pesquisa aqui apresentado pode se destacar 131 A pesquisa identificou entre os resultados dos m todos prescritivos que os m todos estimativos de Negrisoli 1987 e Creder 2004a apresentaram resultados muito abaixo dos esperados pois n o levaram em considera o as caracter sticas termof sicas dos materiais frente a radia o solar e renova o do ar fatores estes importantes na determina o da carga t rmica do ambiente Os m todos prescritivos de Creder 2004b e a NBR 16401 2008 apresentaram em seus procedimentos c lculos mais condizentes com a ASHRAE O m todo prescritivo que mais se aproximou da simula o foi de Creder 2004b O c lculo da carga t rmica obtido atrav s da simula o realizada atrav s do Energyplus apontou que a pot ncia de refrigera o instalada est em torno de 25 superior aos resultados da simula o com exce o sala 122 pois os aparelhos instalados est o com pot ncia acima da carga t rmica necess ria Observou se que a parametriza o correta da temperatura do solo influencia a carga t rmica total do ambiente O emprego da automatiza o em condicionadores de ar importante pois trata se de aparelhos em geral com maior consumo dentro de uma edifica o A avalia o da eficiencia energ tica dos condicionadores de ar instalados baseada no Regulamento T cnico da Qualidade para o n vel de efici ncia energ tica
145. nenerererereranarararananara 81 Figura 31 Led para identifica o de funcionamento das salas eeseeseeeeeeeeesesseeeeessesseresee 82 Figura 32 Representa o do modelo do Bloco de Engenharia El trica da UFMT 85 Figura 33 Compara o entre o modelo computacional e a edifica o real 85 Figura 34 a Quadro terminal b Detalhe do quadro de comando dos condicionadores de ar E EEE E A TE E AA E E ED RR A EN E A 90 Figura 35 Detalhe dos m dulos da automa o composto de task switch relay e web 91 Figura 36 Diagrama funcional da automatiza o dos condicionadores de ar 91 Figura 37 Consumo de energia el trica do per odo de medi o nnseneeeessssssssssssssseeeeeree 95 Figura 38 Consumo semanal de energia el trica do per odo de medi o 96 Figura 39 Demanda m xima e m nima durante o per odo de medi o 98 Figura 40 Medi o de pot ncia ativa KW a partir das 18h00min do dia 22 de setembro at as 07bh30min do dia 24 de setembro de 2010 au casa a E SS 99 Figura 41 Modelagem da envolt ria e zonas internas da edifica o sob estudo 104 Figura 42 Temperatura externa versus temperaturas das salas de aulas simuladas com condicionador de ar sp rt para o dia 22 de dezembro neesesssssssssssssseeeerersssssssssssssssseeeeeeee
146. no per odo de 1 m s de medi o sem automatiza o versus com automatiza o de acordo com o turno das aulas Per odo Sem automatiza o Com automatiza o Estrat gia 1 kWh kWh 7 31 s 11 30 836 49 11 31 s 13 30 0 13 31 s 17 30 1 056 47 17 31 s 18 00 0 18 01 s 22 00 747 25 22 01 s 7 30 0 Total 4 340 06 2 640 21 117 As medi es ap s a automatiza o dos condicionadores de ar com o acionamento desligamento de acordo com o hor rio dos turnos das aulas totalizaram 2 640 21 kWh representando uma economia de 39 17 em rela o ao consumo sem automatiza o De acordo com a Tabela 27 os valores de consumo com automatiza o no per odo matutino e noturno dentro do per odo de aula apresentaram se menores se comparado medi o sem Observa se a inexist ncia de consumos fora do hor rio de aula demonstrando se como o uso racional evita o desperd cio da energia el trica A Figura 46 apresenta a compara o do consumo com e sem automatiza o 350 00 E Com automatiza o E Sem Automatiza o Figura 46 Consumo de energia dos condicionadores de ar sem automatiza o versus com automatiza o de acordo com os turnos das aulas Lembrando que a primeira medi o iniciou em uma segunda feira e se estendeu por 30 dias procedimento an logo para a segunda medi o com automatiza o Assim os per odos foram ajustados a partir do in cio das medi es resultando nas sequ
147. nsmiss o de dados nestes sistemas s o menores e a escolha do tipo de sistema a ser empregado vai depender da complexidade do projeto e do que se deseja integrar 34 Para que um sistema de automa o obtenha operabilidade importante a utiliza o de sistemas de cabeamento estruturado no projeto O cabeamento estruturado embasado por padr es e normas permitindo a utiliza o de um nico meio f sico comum adequadamente organizado para o transporte de sinais de TV telefonia Internet e compartilhamento de dados e recursos em geral TEZA 2002 As principais normas que envolvem o projeto de cabeamento estruturado s o Norma ANSITIA EIA 568 B 1 Requerimentos gerais do cabeamento estruturado Norma ANSI TIA EIA 568 B 2 Componentes UTP do cabeamento estruturado Norma ANSITIA EIA 568 B 3 Componentes pticos do cabeamento estruturado Norma ISO EIC 11801 Especifica es de sistemas de cabeamento estruturado Norma T cnica NBR 14565 ABNT Procedimento b sico para elabora o de projetos de cabeamento de telecomunica es para rede interna estruturada Na Figura 07 adaptada de Muratori 2008 demonstra as diferen as entre um projeto el trico convencional um projeto feito exclusivamente para automa o e o chamado projeto h brido que permite uma implanta o parcial da automa o ou implanta o futura sem necessidades de interven o na estrutura f sica do im vel Instala o el trica Ins
148. nsumo de energia el trica por setores no Brasil sseesseesesseeesesseeesesssesereeee 12 Figura 2 Consumo de energia el trica nos Pr dios P bliCOS neeeeeeeeeeeeseeeseseeesesssesseeesee 22 Pouri os Argued SS CE aa 29 Figura 4 Diagrama dos blocos de um sistema de automa o seeeeeeeeeeseeeeesseeeeesserseeesees 31 Figura 5 Topologia de rede distribu da eeeeeeeeeeseeseeseseesesseesseesesseeseeeeeeseeeseesereeesssssesesees 32 Fireware Topologia deR dCs a S 33 Figura 7 Diferen as entre instala o el trica convencional automatizada e h brida 34 Fisura S Arquitetura Centralizada reioiscrreieoi orenen ieena R aE A E E din nangaio 38 Figura 9 Arquitetura distribu da eeeeeeeeeeeseeeeeseseeeesseeseeeeeeeeeeeseeseseeeeeeeeeeeeeeseseeeeeeseeeeeeeeees 39 aiie RM NOR BO p T pede RAR A E E RR AN ER RD RE E E AN E E 40 Figura t Circuito Fechadode televisao ussiors ns Less Tama hecuo su de aa pala E E E E 43 Feun DELE BOME RSRS DEN ER UR SOR A E 44 Figura 13 Percentuais de consumidores por tarifa de fornecimento no Brasil 48 Figura 14 Aparelho de ar condicionado de janela ccce erre eee e ee eeeananea 5I Figura 15 Diagrama de um ar condicionado do tipo split ssssssssssssseeeeeeeeeeeeeseeseeeeesseeseeesees 52 Figura 16 Transmiss o do calor solar atrav s de vidro eseseeseseeeseeeeeeseseessreeeeesee
149. nta o valor de investimento na medida de eficientiza o com a automatiza o dos condicionadores de ar de acordo com o per odo de uso das salas de aulas Tabela 31 Valor investido na estrat gia 1 Materiais V Total R Contactores Unid 9 7886 709 74 Programador hor rio 115 00 Caixa de distribui o 237 00 Fio 4mm 121 00 Total R 1 182 74 A unidade consumidora possui tarifa verde do subgrupo A4 A medi o ap s a implanta o da estrat gia 1 ocorreu no per odo de 8 de agosto a 27 de setembro de 2011 isto no per odo seco Para se conhecer o valor fatur vel aplicou se a equa o 17 1 V F CAps TCps CAfsTCrs DF TD 1 ICMS COFINS PIS V 1 F 530 73 1 28 2 109 48 0 1943 7 98 12 56 17 0 27 0 0469 0 0102 V F 1 189 43 R 1 767 61 PELOS 0 6729 Para se conhecer a energia economizada Ee atrav s desta estrat gia preciso subtrair o valor fatur vel sem automatiza o com o valor fatur vel da estrat gia 1 conforme equa o 18 Ee VFsem automatiza o VE Estrat gia 1 18 1 SE X Di Tarifa Verde horo sazonal Modalidade tarif ria estruturada para aplica o de um pre o nico de demanda de pot ncia e de pre os diferenciados de consumo de energia el trica de acordo com as horas de utiliza o do dia e os per odos do ano 127 Ee 2 402 19 1 767 61 R 634 57 Dessa forma o tempo de retorno encontrado com a implanta o desta prim
150. nte o per odo letivo que particularmente nesta Institui o o hor rio de atividade das 07h30min s 22h00min A medi o ap s a implanta o da medida de eficientiza o com a automatiza o dos condicionadores de ar de acordo com o hor rio dos turnos das aulas ocorreram no per odo de 8 de agosto a 27 de setembro de 2011 E as medi es referentes automatiza o dos condicionadores de acordo com o cronograma de hor rio das aulas ocorreram no per odo de 14 de novembro a 13 de dezembro de 2011 As grandezas el tricas armazenadas no registrador de energia foram pot ncias ativas nas fases A Be C corrente tens o e fator de pot ncia Os acess rios utilizados para as medi es foram alicates para corrente e pin as de tens o programa o do registrador e o acesso aos dados s o gravados no pr prio equipamento MARH 21 sendo realizada com o pr prio software Anawin disponibilizado pelo pr prio fabricante do equipamento 5 3 2 C lculo da Carga T rmica O c lculo da carga t rmica deve se ao objetivo de avaliar os condicionadores de ar pelo Regulamento T cnico da Qualidade o regulamento exige que os aparelhos 84 condicionadores de ar estejam ajustados a carga t rmica do ambiente Para isso o procedimento consistiu no levantamento das caracter sticas dos ambientes como dimens es das salas n mero de pessoas n mero de aberturas reas das frestas isto vari veis que influenciam na carga t rmica
151. ntroladas Devido a esta variedade Importante conhecer o que se deseja controlar para uma escolha eficaz do sistema a ser empregado pois existem sistemas que Integram os diversos subsistemas dentro de uma edifica o servi os udio v deo controle de acesso e climatiza o e sistemas compactos que controlam os subsistemas 17 por ambiente no cap tulo 3 ser discorrido sobre os diversos sistemas existentes no mercado de maneira mais aprofundada 1 5 ESTRUTURA DA DISSERTA O Este trabalho est estruturado nos seguintes cap tulos O cap tulo 1 apresenta a introdu o objetivo geral e espec fico bem como a problem tica justificativa e estado da arte do trabalho O cap tulo 2 faz uma revis o bibliogr fica sobre a efici ncia energ tica nas edifica es bem como emprego da tecnologia da automa o para fins energ ticos relatando seu hist rico leis e as primeiras iniciativas quanto efici ncia energ tica em uma vis o mundial e no Brasil O cap tulo 3 apresenta a revis o bibliogr fica da automa o do seu surgimento nas ind strias e o seu emprego nas edifica es Descreve sobre a automa o predial e residencial seu funcionamento protocolos de comunica o enfatizando como a automa o pode ser aplicada de forma eficiente nas edifica es atrav s de pesquisas j realizadas O cap tulo 4 dedica a revis o bibliogr fica sobre o condicionador de ar seus tipos e funcionamentos bem como s
152. nts of active power in five classrooms with a conventional drive that is without any interference in the system compared to automated driving for periods of use and subsequently to drive controlled by the schedule of occupancy of the classrooms Data were collected through measurements on distribution boards feeding conditioners The measurement results show the operation of air conditioners out of school hours whose significant consumption of electricity can be reduced with the use of automation of the operation of the equipment Keywords Automation energy efciciency air conditioners 11 1 INTRODU O 1 1 PROBLEM TICA A energia est na origem de uma parte importante dos impactos das atividades humanas sobre o meio ambiente A rela o otimizada entre a energia e o meio ambiente se insere em uma das maiores preocupa es mundiais sobre a evolu o do planeta e das responsabilidades da nossa gera o no uso correto desta rela o como um legado de vida saud vel e harmoniosa para as futuras gera es KRAUSE et al 2002 No Brasil cerca de 76 9 do suprimento de energia el trica do pa s prov m de gera o hidr ulica Balan o Energ tico Nacional BEN 2010 e o consumo de energia el trica que no m s de setembro de 2011 apresentou 36 69 GWh ficando 4 4 acima do registrado em setembro de 2010 Empresa de pesquisa energ tica 2011 e por isso uma melhor utiliza o dos recursos j existentes torna se uma necessi
153. o n o apenas do tempo mas do mercado de uma maneira geral 3 1 AUTOMA O PREDIAL Uma das vertentes que prop s o uso da automa o mais voltada para edifica o foi na economia dos recursos Por um lado o sucesso da automa o nas ind strias e pelo outro devido crise do petr leo o uso de controladores motivaram o emprego de sistemas que venham a favorecer na economia da energia A aplica o da automa o predial surgiu nos finais dos anos 70 Lam 2004 define que os sistemas HVAC Heating Ventilation and Air Conditioning foram os primeiros sistemas de edif cios a serem eletronicamente controlados Os chips de computadores permitiram o controle destes sistemas atrav s de sensores localizados permitindo respostas e altera es r pidas e mais precisas das condi es clim ticas A automa o proporciona controle autom tico de diversos sistemas de uma edifica o Dessa forma em um edif cio onde suas fun es operacionais e administrativas ocorrem por meio de sensores e l gicas de decis o de modo que promovam a integra o das funcionalidades de seus subsistemas seja el trica Ilumina o ou climatiza o otimizando seus sistemas denominada automa o 29 predial Na automa o predial este controle realizado por dispositivos controladores e sensores que em conjunto denomina se sistema de supervis o e controle predial SSCP Esses dispositivos s o organizados em uma arquitetura de rede organizada
154. o Task o O O Q ao Igendamento Configura o stema Modul Agendamentos g o g Module Task Parar Atualizar Cenas de Controle Rel gio Rel gio Module Task QUADE2200 QUADES1730 QUADES2000 QUALIG1330 Q Fama do Raai a O O QO O O QUI LIG 1330 QUI LIG 1800 QUI LIG 730 QUI LIG 800 q SEX 1800 LIG SEX 930 LIG SEX DESL1130 SEXDESL1730 SEMA DESL DESL q1 HK Cena j definida Figura A6 Programa o hor ria no m dulo task TE LIG 1800 TE DESL 2000 TE 1800 TE 2000 De posse das cenas j criadas e programadas no hor rio pr estabelecido poss vel enviar as configura es aos m dulos o que feito atrav s da op o Enviar configura es 151 Home Apar ncia Utilit rios Ajuda B E Q ig Renomear Cena D Testar pelos M dulos j O Gg Q amp I Novo Abrir Salvar Importar Nova X Duplicar Cena Testar pelo Computador Module Module Module Module Procurar Nomes z Cena AV Switch Task Web M dulos M dulo onfigura e Arquivo Cenas Configura es Module Siste VU DESLIGAR LIGAR SALA 118 W SALA 118 W SALA 119 W SALA 119 W SALA 120 W SALA 120 W SALA 121 W SALA 121 W SALA 122 W SALA 122 W DESLIGAR LIGAR DESLIGAR LIGAR DESLIGAR LIGAR DESLIGAR LIGAR DESLIGAR LIGAR Figura A7 Transfer ncia da programa o para os m dulos Existe ainda a possibilidade de se realizar as a es isto executar as cenas utilizando a in
155. o da estrat gia 2 foi inferior devido esta estrat gia ser baseada nos hor rios de funcionamento das salas isto a ocupa o das salas varia conforme o dia da semana por isso nem todas as salas de aulas precisam dos condicionadores ligados representando uma economia de 20 90 quando comparada com a estrat gia 1 que baseada nos per odos normais matutino vespertino e noturno de uso das salas Conforme j mencionado a estrat gia 1 obteve redu o de 39 17 e a estrat gia 2 permitiu uma redu o de 51 89 quando comparadas com a medi o sem automatiza o De acordo com a Tabela 29 observa se que o consumo da estrat gia 2 dentro do per odo de aula ou seja das 07h30min s 11h30min 13h30min s 17h30min e das 18h00min s 22h00min foi inferior pois esta estrat gia apresenta um controle mais rigoroso de comparada a primeira A Figura 49 apresenta um gr fico justapondo os tr s per odos de medi o que permite avaliar o consumo sem e com as estrat gias de uso racional da energia el trica e dos aparelhos 122 350 00 300 00 250 00 200 00 S 150 00 100 00 50 00 0 00 Dias de medi o E Sem Automatiza o E Estrat gia 1 W Estrat gia 2 Figura 49 Consumo kWh dos tr s per odos de medi o Conforme mencionado o 22 dia de medi o sem automatiza o refere se ao feriado de 12 10 2010 dados estes desprezados Conforme Figura 49 poss vel verificar uma significa
156. o de ambientes Numero rea Rd Equiv Coeficiente de Resultado da Sala m RR num rico Pondera o por rea ponderado 101 B 13 8 B 4 7 318 x 1073 0 029 101 C 43 68 B 4 2 321 x 102 0 0929 101 D 41 08 B 4 2 183 x 10 0 087 101 E 8 88 B 4 4 720 x 1073 0 019 101 F 8 88 B 4 4 720 x 1073 0 019 102 A 22 13 D 2 1 176 x 1072 0 024 102 B 55 77 C 3 2 964 x 102 0 089 102 C 9 024 D 2 4 796 x 1073 0 010 103 A 83 C 3 4 411 x 102 0 132 103 B 16 53 B 4 8 786 x 1073 0 035 104 42 26 C 3 2 246 x 102 0 067 105 42 26 C 3 2 246 x 102 0 067 106 42 26 C 3 2 246 x 102 0 067 107 42 26 C 3 2 246 x 102 0 067 108 85 71 B 4 4 555 x 10 0 182 109 42 26 A 5 2 246 x 102 0 112 110 42 26 E 1 2 246 x 102 0 022 111 42 26 E 1 2 246 x 102 0 022 112 42 26 C 3 2 246 x 102 0 067 113 21 13 A 5 1 123 x 1072 0 056 114A 21 13 A 5 1 123 x 1072 0 056 114 B 21 13 A 5 1 123 x 1072 0 056 114C 21 13 E 1 1 123 x 1072 0 011 114 D 42 85 A 5 2 271 x 102 0 114 115 85 71 C 3 4 555 x 102 0 137 116 85 71 C 3 4 555 x 10 0 137 117 85 71 A 5 4 555 x 10 0 228 118 129 87 B 4 6 902 x 102 0 276 119 129 87 B 4 6 902 x 102 0 276 120 85 71 B 4 4 545 x 10 0 182 121 85 71 B 4 4 545 x 10 0 182 122 42 26 B 4 2 246 x 102 0 090 123 42 26 A 5 2 246 x 102 0 112 124 85 71 A 5 4 555 x 10 0 228 125 42 26 E 1 2 246 x 102 0 022 126 42 26 A 5 2 246 x 102 0 112 127 42 26 A 5 2 246 x 102 0 1
157. o de outro sistema de distribui o de ar O sistema movimenta uma corrente de ar atrav s do evaporador e direciona o ar atrav s do pr dio todo usando uma s rie de dutos A outra unidade respons vel pela dissipa o do calor para o ambiente externo conhecida como a unidade condensadora fica na parte externa do pr dio Esta unidade consiste de um trocador de calor com tubos em espiras na forma de um cilindro um ventilador que sopra ar e o compressor Esse sistema tem evolu do ao longo dos anos pois tem baixo custo e tamb m promove a redu o do ru do dentro da edifica o por m ocorre um aumento do ru do do lado externo Al m do fato de que a unidade que esfria o ar e a unidade que dissipa do calor est o separados a capacidade maior em fun o dos trocadores de calor e compressores serem maiores por m n o existe diferen a no princ pio de funcionamento entre um sistema do tipo sp rt e um ar condicionado do tipo janela BRAIN 2009 O Split Hi Wall Inverter possui um eficiente controle no compressor que alterna as velocidades de rota o otimizando a utiliza o de energia Dessa forma o aparelho trabalha somente o necess rio para atingir e manter a temperatura selecionada eliminando o liga desliga e reduzindo o consumo de energia podendo chegar a uma economia de 40 se comparado aos aparelhos splits convencionais o que lhe confere o Selo Procel de efici ncia energ tica em todos os modelos CARRIER 2011 53
158. o em 11 10 2011 142 NEVES R P A de A Espa os Arquitet nicos de Alta Tecnologia Os Edif cios Inteligentes Disserta o Mestrado em Arquitetura e Urbanismo Escola de Engenharia de S o Carlos Universidade de S o Paulo S o Carlos 2002 PINTO F da C Sistemas de automa o e controle SENAI Servi o de aprendizagem industrial Departamento regional do Esp rito Santo CETEC Centro de educa o e tecnologia Ariovaldo Fontes Bento Ferreira Vit ria ES 2005 PISTOLOZZI J F de O Considera es para Implanta o de Sistemas de Automa o Predial Monografia Gradua o em Engenharia de Controle e Automa o Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Monas Ouro Preto 2009 PRADO R T A Conforto t rmico Universidade de S o Paulo MBA Gerenciamento S o Paulo 2003 PROCEL EDIFICA Programa Nacional de Efici ncia Energ tica em Edifica es Dispon vel em http www eletrobras com pci main asp acessado em 10 de setembro de 2011 PROCEL 1 Avalia o do mercado de efici ncia energ tica do Brasil Sum rio Executivo Ano Base 2005 2007 Dispon vel em lt www procelinfo com br gt Acessado em 26 jun 2011 QUEIROZ J C B de Apostila Automa o VIII Engenharia Eletr nica e de Telecomunica o PUC Minas Pontif cia Universidade Cat lica de Minas Gerais Belo Horizonte 2004 ROAF S et al Ecohouse A Design Guide Achitectural Presee USA 346p 2001
159. o sistema em compara o ao acionamento automatizado por per odos de uso e posteriormente com acionamento controlado atrav s do cronograma de ocupa o das salas de aulas Os dados foram coletados atrav s das medi es nos quadros de distribui o que alimentam os condicionadores Os resultados das medi es de energia mostraram o funcionamento de condicionadores de ar fora de hor rio de aula visto que nesta situa o o consumo de energia el trica significativo pode ser reduzido com o emprego da automatiza o do funcionamento dos aparelhos Palavras Chave Automatiza o efici ncia energ tica condicionadores de ar 10 ABSTRACT MORAES C S Analysis of measures for efficiency improvement and rational use of electricity in air conditioners Dissertation Master in Environmental Engineering and Building Faculty of Architecture Engineering and Technology Federal University of Mato Grosso Cuiab 2013 The main objective of this research is to analyze the use of automation in air conditioners used in classrooms to encourage rational use of electricity Presents a survey of the initially installed power of the air conditioners in each room which are compared with the power required by methods prescriptive calculation of the heat load and the results obtained by computer simulation using the software EnergyPlus In search of solutions aimed at improving on the rational use of electricity the study presents measureme
160. obre o Regulamento T cnico da Qualidade para Efici ncia Energ tica para Edif cios Comerciais de servi os e P blicos RTQ C no requisito condicionador de ar Descrevem m todos utilizados para o c lculo da carga t rmica encontrados na literatura t cnica o m todo prescritivo na NBR 16401 1 2008 e o software Energyplus No cap tulo 5 descreve a metodologia empregada na pesquisa identificando a rea de estudo materiais e equipamentos utilizados na pesquisa O cap tulo 6 apresenta a an lise dos resultados das medi es realizadas bem como os resultados dos c lculos de carga t rmica atrav s de tr s m todos distintos presentes na literatura nacional da NBR 16401 1 2008 do programa Energyplus e a viabilidade econ mica dos sistemas empregados O cap tulo 7 foi dedicado as considera es finais da presente pesquisa Al m disso as propostas de trabalhos futuros e sugest es relativas ao tema que vem a promover o uso racional da energia el trica 18 Nos ap ndices encontram se os c lculos relativos programa o dos m dulos de automa o c lculos da resist ncia e transmit ncia t rmica dos elementos da edifica o assim como as planilhas de c lculos realizadas em cada m todo prescritivo referente a uma sala de aula 19 2 EFICI NCIA ENERG TICA NAS EDIFICA ES De acordo com Clasp 20044 acredita se que os primeiros padr es m nimos obrigat rios de efici ncia energ tica foram institu dos na P
161. ol nia em 1962 associados a equipamentos industriais Na Fran a o governo adotou padr es para refrigeradores em 1966 e para freezers em 1978 Nas pesquisas de Silva 2008 h relatos que outros governos europeus e a R ssia introduziram nas d cadas de 60 e 70 legisla o obrigat ria sobre efici ncia energ tica com programas de desempenho e de etiquetas informativas A maior parte dessa legisla o era deficiente e foi implementada com falhas o que concorreu para que essas medidas tivessem poucos Impactos no consumo de energia el trica dos eletrodom sticos Os primeiros padr es de efici ncia energ tica que realmente afetaram os fabricantes e reduziram de forma significativa o consumo de energia ocorreu em 1976 no estado da Calif rnia USA Esses padr es iniciaram sua vig ncia em 1977 No come o do ano 2000 43 pa ses incluindo 15 pa ses membros da Uni o Europ ia adotaram pelo menos um padr o obrigat rio de efici ncia energ tica no ano de 2004 este n mero aumentou para 55 pa ses No Brasil algumas iniciativas de promo o da racionaliza o do uso da energia el trica surgiram a partir da d cada de oitenta Em 1981 surge o Programa CONSERVE sendo o primeiro esfor o em termos de conserva o de energia visando promo o da efici ncia energ tica na ind stria ao desenvolvimento de produtos e processos energeticamente mais eficientes e ao est mulo a substitui o de equipamentos importados JANNUZZI 20
162. on vel em http www fapesp br publicacoes energia pdf Acessado em 10 de setembro de 2011 FROTA A B SCHIFFER S R Manual do Conforto t rmico Arquitetura e Urbanismo Studio Nobel 2001 GOMAZAKO M S Conserva o de Energia em Edif cios Comerciais atrav s da Implementa o de Dispositivos de Automa o Tese Doutorado em Engenharia Civil Universidade Estadual de Campinas Campinas SP 2007 GELLER H ndices m nimos de Efici ncia Energ tica etiquetas e procedimento de ensaios para refrigeradores freezers e condicionadores de ar de janela no Canad M xico Estados Unidos China e outros pa ses em desenvolvimento e em transi o CLASP Collaborative Labeling and Appliance Standards Program 2006 Dispon vel em lt http www clasponhne org gt Acessado em 11 10 2011 IEA International Energy Agency Towards a more energy efficient future applying indicators to enhance energy policy OECD Organisation for Economic Co Operation and Development 2009 INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia Coeficiente de Efici ncia Energ tica em condicionador de ar janela Dispon vel em lt http inmetro gov br gt Acesso em 08 02 2012 INMETRO Instituto Nacional de Metrologia Qualidade e Tecnologia Coeficiente de Efici ncia Energ tica em condicionadores de ar Split Hi Wall Dispon vel em lt http finmetro gov br gt Acesso em 08 02 2012 139 ISOLANI P
163. os condicionadores de ar salas estas localizadas no pavimento superior denominadas 118 119 120 121 e 122 Os condicionadores que receberam a automa o s o da marca Fujitsu ASB30A1 unidade Interna e AOB30A1 e unidade externa de 31 200 BTU A figura 27 ilustra o modelo e a tabela 12 descreve a especifica o t cnica Figura 27 Condicionadores de ar ASB30A1 Tabela 12 Especifica o t cnica Fujitsu ASB30A1 e AOB30A1 ASB30A1 ral ii AOB30A1 i Refrigera o 31 200 Capacidade a BTU h Aquecimento O Alimenta o Volts 60Hz Corrente Refrigera o El trica Aquecimento Refrigera gt 100 Consumo W Aquecimento Refrigera o k 10 06 BTU W Aquecimento RR Circula o de Ar Alta E Eid mes Evap SA Dx1120x220 LIMENS0OES mm 000x000x350 Peso Liquido Evapor Condens 19 77 Nict nria m yvi pista maxima de 30 tubula o entre as unidades Altura maxima entre as unidades Tubula o de cobre VC 3 8 e 5 8 Tipo de compressor Rotativo G s Refrigerante re Fonte Fujitsu dispon vel em lt www br fujitsu com gt Acesso em 8 05 2012 Efici ncia 1 050 m 5 2 MATERIAIS 78 19 Basicamente os materiais utilizados foram e Medidor de energia MARH 21 e Bancada did tica com m dulos de automatiza o e Software Neocdata Neocscreen e NeoUMPC e Na sequ ncia apresentado detalhadamente cada material 5 2
164. os de dias por m ocorreram em meses diferentes Entretanto os dois per odos ocorreram durante o per odo letivo na UFMT A Tabela 28 apresenta os consumos ap s a automatiza o de acordo com esta medida Tabela 28 Consumo de energia el trica no per odo de 1 m s de medi o sem automatiza o e com automatiza o de acordo com o cronograma de hor rio de ocupa o das salas Per odo Com automatiza o Estrat gia 2 kWh kWh 7 31 s 11 30 630 29 11 31 s 13 30 0 13 31 s 17 30 1 021 15 17 31 s 18 00 0 18 01 s 22 00 436 91 22 01 s 7 30 0 Total 4 340 06 2 088 35 Ap s a implanta o da automatiza o dos condicionadores de acordo com o cronograma de hor rio das salas o consumo total da energia el trica com esta medida foi de 2 088 35 kWh representando uma economia de 51 88 120 Conforme Tabela 28 observam se consumos inferiores dentro do per odo de aula ou seja das 07h30min s 11h30min 13h30min s 17h30min e das 18h00min s 22h00min utilizando se a estrat gia 2 se comparado com a medi o sem automatiza o esta diferen a ocorre devido a estrat gia 2 acionar aparelhos condicionadores somente no hor rio das aulas Para justificar melhor a diminui o do consumo ap s a implanta o da estrat gia 2 a Figura 48 apresenta demanda integralizada a cada 15 minutos referente a um dia de medi o da estrat gia de automatiza o dos condicionadores de ar conforme o cronograma
165. p CARLO J C Desempenho T rmico de Edifica es LABEE Laborat rio de Efici ncia Energ tica em Edifica es Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis 2005 140 LAMBERTS R DUTRA L amp PEREIRA F O R Efici ncia Energ tica na Arquitetura p 192 Pro Livros S o Paulo 1997 LAPPONI J C Projetos de Investimento S o Paulo Lapponi Treinamento e Editora 2000 378 p LE O E B Carta bioclim tica de Cuiab Disserta o Mestrado em f sica e meio ambiente Departamento de F sica Universidade Federal de Mato Grosso Cuiab 2007 LEVINE M URGE VORSATZ D Residential and commercial buildings In Climate Change 2007 Mitigation Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Cambridge University Press Cambridge United Kingdom and New York NY USA 2007 Dispon vel em http www 1pcc ch pdf assessment report ar4 w g3 ar4 wg3 MAGALHAES L C Orienta es gerais para conserva o de energia el trica em pr dios p blicos Rio de Janeiro PROCEL 2001 MASCAR et al 1992 Incid ncia das Vari veis Projetivas e de Constru o no Consumo Energ tico dos Edif cios Saga DC Luzatto Porto Alegre MELO A P An lise da influ ncia da transmit ncia t rmica no consumo de energia de edifica es comerciais Disserta o Mestrado em Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Catarina Florian polis
166. parado ao m todo da NBR 16401 2008 pois estas parcelas interferem significativamente na carga total do recinto Este m todo conduz em geral a uma carga t rmica maior em rela o aos m todos anteriores descritos pois leva em conta um n mero maior de vari veis em particular o item sobre ventila o que o ar a ser renovado exigido por norma elevando significativamente a carga t rmica total dos ambientes A sequ ncia de c lculo e equacionamento est o descritos em ap ndice C No m todo constante na NBR 16401 2008 leva se em considera o as cargas t rmicas como a renova o do ar no ambiente carga por condu o e insola o das paredes do envelope construtivo Os valores referente a condutividade t rmica dos materiais os dados de temperatura e umidade absoluta foram os mesmos utilizados no m todo de Creder 2004b de modo que se possa compar los Os procedimentos de c lculo da NBR 16401 2008 referenciam a ASHRAE os autores Lamberts 1997 e Menezes 2010 em seus trabalhos traduziram as metodologias da ASHRAE Nesta pesquisa as 103 f rmulas basecaram se nestes autores em conson ncia com a ASHRAE Utilizou se dados de radia o solar incidente na latitude 17 sul de Frota 2001 cuja latitude a que mais se aproxima da latitude do local de estudo Cuiab latitude 15 Conforme Tabela 18 as salas 118 e 119 que possuem as maiores dimens es apresentaram pelo m todo da norma uma carga t rm
167. plicitado no pr ximo cap tulo Vale ressaltar que o quadro da automa o deve estar disposto pr ximo do quadro de energia el trica para facilitar seu controle bem como um projeto el trico e luminot cnico definido para a integra o das cargas e sistemas Este sistema possui software dedicado onde realizada a configura o dos comandos a serem integrados sua estrutura f sica necessita de internet mas pode tamb m ser acionado apenas pela rede as necessidades do tipo de integra o que vai definir o n mero e quais m dulos ser o empregados Possui as seguintes caracter sticas e Usam o protocolo UDP Broadcast ou seja n o depende de IPs para que o sistema funcione Todos os m dulos recebem todas as mensagens e Usama porta 8760 e Utiliza a estrutura f sica e l gica da rede local 47 4 O CONDICIONADOR DE AR Sabe se que a ilumina o e o condicionador de ar s o os maiores respons veis pelo uso final da energia em edif cios comerciais e p blicos Ao analisar edif cios comerciais em S o Paulo Geller 2006 observou que em m dia o consumo com ilumina o de 44 com ar condicionado 20 e com outros equipamentos 36 Procel 2007 avaliou que o impacto do uso de ar condicionado num ambiente comercial e da ordem de 47 e em resid ncias 20 do consumo global de energia Um projeto que racionalize o uso da energia dentro de uma efici ncia correta pode reduzir significativamente este consumo produzindo uma
168. projetos de condicionamento de ar considerada a transfer ncia de calor atrav s dos dutos de distribui o de ar resfriado No estudo realizado os condicionadores de ar n o possuem dutos desta forma esse item n o foi considerado no c lculo Em seguida para o c lculo da carga devido s pessoas considerado o calor sens vel e latente emitido pelo ser humano F ou C em fun o da temperatura ambiente e atividade que as pessoas est o realizando A carga t rmica devido aos aparelhos el tricos foi calculada considerando somente o sistema de ilumina o pois s o os nicos aparelhos el tricos existentes nas salas Para se chegar a carga t rmica em kcal h o m todo utiliza a rela o de 1 kWh 860 kcal que deve ser encontrada a partir da pot ncia total dos equipamentos de ilumina o No c lculo da carga t rmica devido s infiltra es empregou se no estudo o m todo das frestas calculado atrav s da quantidade de infiltra o de ar exterior dos tipos de aberturas portas janelas multiplicado pelo comprimento das frestas em seguida aplicado a equa o 3 da carga de calor sens vel qs e latente ql qs Q 0 29 te ti 3 q 583 C 62 Calor sens vel qs Calor sens vel em kcal h Q Vaz o de ar em m h teeti Temperatura externa e interna respectivamente Calor Latente ql Calor latente em kcal h C UE2 UED xy x Q UE2 Umidade espec fica do ar no interior em kg
169. que impulsionaram a expans o da automa o nas edifica es foram principalmente procura de f rmulas para economia de energia juntamente com a administra o eficaz do seu consumo al m da grande redu o nos custos dos equipamentos de inform tica De acordo com Bolzani 2010 a automa o predial foi baseada na ind stria que em virtude da diferente realidade entre as suas fun es criaram se sistemas dedicados para ambientes onde n o se disp e de espa o para grandes centrais controladoras e extensos sistemas de cabeamento O marco inicial da automa o residencial ocorreu na Esc cia em 1975 pelos engenheiros da empresa Pico Eletronics que desenvolveram um sistema de automa o dom stica denominada de X10 utilizando se da rede el trica como meio de comunica o que permite controlar remotamente os aparelhos e luzes de qualquer habita o Segundo Castro 2009 a automa o surgiu pela busca aprimorada de conforto e mobilidade em habita es aliada a recursos tecnol gicos advindos da eletr nica de baixa pot ncia e microondas que possibilitou o surgimento da Dom tica ou AR automa o residencial Atualmente tem se uma variedade de fabricantes e sistemas voltados para a automa o em geral No Brasil o mercado da automa o est em ascens o desde 1992 em decorr ncia do fim da reserva de Mercado de Inform tica v rias empresas construtoras passaram a produzir edif cios com maiores n meros de fun es co
170. rel s para comando Cada rel pode receber comandos para fechar abrir inverter ou pulsar o contato Esse m dulo permite a integra o de cargas com diferentes alimenta es que podem chegar at 380V e 10A Module AV Integra equipamentos de udio e V deo ao sistema Module Este m dulo foi desenvolvido para acionar equipamentos de Home Theater comandado por infravermelho como CD Players Receivers amplificadores de pot ncia DVDs projetores e condicionadores de ar Module Task Possibilita agendar a es para serem acionadas pelo sistema em hor rios programados Atrav s do software NeocData qualquer evento previamente configurado pode ser executado em um determinado ano m s dia dia da semana hora minuto e segundo de uma maneira f cil e direta 46 e Module Web Interliga o sistema de automa o com o mundo Com este m dulo o usu rio pode acionar qualquer evento do sistema de automa o via Internet ou celulares Os acionamentos por celular s o realizados atrav s do software NeocData Web instalado em aparelhos com sistema de transmiss o de dados GPRS e Module Switch Possibilitam comandar a automa o atrav s de interfaces de parede interfaces de biometria e sensores Cada m dulo disponibiliza at 32 interfaces diferentes cada Interface com oito acionamentos pr configurados Na pesquisa foram utilizados os m dulos relay task switch e web para realizar o controle dos condicionadores de ar que ser ex
171. revestimento somente em uma face a Resist ncia t rmica total da parede Ricparede O procedimento para o c lculo da resist ncia t rmica da parede foi baseado na NBR 15220 2 2008 De acordo com o levantamento 717 foco tem se e Dimens es do tijolo 11cm x 6cm x 24cm e Condutividade t rmica cer mica 0 90 W m K e Condutividade t rmica argamassa reboco 1 15 W m K A parede constitu da por Se o A Reboco externo 2cm e argamassa de assentamento 11cm Se o B Reboco externo 2cm e tijolo de cer mica 21 furos 1 cm 6 cm 1 cm 6 cm Figura B1 Vista em perspectiva e elemento isolado Fonte Adaptada da NBR 15220 2 2008 157 24 cm Figura B2 Vista superior Fonte Adaptada da NBR 15220 2 2008 A resist ncia t rmica da parede e Espessura do elemento m W y Condutividade t rmica e Se o reboco argamassa A 0 01 x 0 24 0 01 x 0 07 0 0031m R e reboco e argamassa _ 0 02 0 11 a 2 reboco argamassa 5 Li R 0 1130 m2 K W e Se o B reboco rtijolo Ap 0 06 x 0 24 0 0144m e reboco cer mica 0 02 0 11 Rp20 TT Areboco Acer mica 1 15 0 90 R 0 1396 m2 K W Portanto a resist ncia t rmica da parede ser 158 E o Aq Ap o 0 0031 0 0144 SOO RIN t parede Aq Ap 0 0031 0 0144 LA m Ra R 0 1130 0 1396 Resist ncia t rmica total RT RT Rsi Rt parea
172. rit rio nico para defini o da pot ncia dos condicionadores de ar e Ao analisar as diferentes possibilidades de automa o e controle para condicionadores de ar observou se que o emprego do sistema de automatiza o que permite o acionamento e desligamento de acordo somente com o hor rio normal das aulas representou uma economia de 39 17 Por outro lado a automatiza o dos condicionadores de acordo com o cronograma de uso das salas alcan ou uma economia de 51 88 nos per odos medidos e Na an lise da viabilidade econ mica dos sistemas de automa o empregados verificou se que a primeira medida de efici ncia estrat gia 1 apresentou menor tempo de retorno do investimento que a segunda medida Trata se de menor Investimento e retorno r pido por m um sistema mais simples e com um controle menos r gido do funcionamento dos aparelhos e O sistema empregado na segunda medida estrat gia 2 um sistema flex vel poss vel de ser ampliado atrav s da inser o de mais m dulos e reprogramado em fun o das altera es na ocupa o das salas Na pesquisa foram controlados somente os condicionadores de ar mas pode se integrar a ilumina o sensores de presen a c mera de seguran a ou seja o controle pode ser ampliado para demais subsistemas O emprego da automa o em edifica es n o pode ser visto como a nica solu o para uso racional da energia el trica preciso levar em considera o o que se dese
173. rolam pesados processos de produ o mas podem encontrar equipamentos multifuncionais que geram diversos tipos de tr fego na rede como multim dia centenas de Mega bps por segundo at o tr fego de telemetria dezenas de bps por segundo e s o utilizados por pessoas que n o necessariamente possuem qualquer conhecimento t cnico BOLZANI 2004 A automa o residencial basicamente a integra o de diversos sistemas existentes em uma casa como por exemplo Ilumina o irriga o condicionador de ar persianas motorizadas som ambiente televis o DVD banheiras e que tem o objetivo de proporcionar ao usu rio conforto seguran a e funcionalidade Surgiu para unificar os controles e processos e simplifica a rotina dos moradores 31 Pistolozzi 2009 ressalta que importante tamb m n o confundir sistemas de automa o predial com automa o residencial visto que este ltimo se vale principalmente do conceito de qualidade de vida enquanto automa o predial focada em efici ncia mas deixando claro que estes conceitos n o s o mutuamente excludentes 3 3 FUNCIONAMENTO Antes de discorrer sobre o funcionamento da automa o predial residencial Importante salientar a exist ncia de dois termos a automa o e automatiza o A automatiza o est ligada ao movimento autom tico repetitivo vem da mecaniza o J a automa o um sistema mais amplo a integra o propriamente dita Silveira amp S
174. role com realimenta o e regulador e consistia num eixo vertical com dois bra os pr ximos ao topo tendo em cada extremidade uma bola pesada Com isso a m quina funcionava de modo a se regular sozinha automaticamente por meio de um la o de realimenta o 28 No s culo XX a tecnologia da automa o passou a contar com computadores servomecanismos e controladores program veis Os computadores s o o alicerce de toda a tecnologia da automa o contempor nea De fato a sociedade de um modo geral n o viu a automa o de maneira otimista devido m informa o que levavam a acreditarem que automa o era sin nimo de desemprego Ressalta se que desde 1767 quando Hargreaves construiu uma m quina de fiar que substitu a o trabalho humano que era executado pelo equivalente a 100 homens e mais tarde quando Arkwright inventou o tear mec nico movido pela for a da gua calculava se haver na Inglaterra aproximadamente 7 900 pessoas empregadas na produ o de tecidos de algod o Por m mais tarde em 25 anos o n mero de pessoas que trabalhavam na fia o e tecelagem de algod o era de aproximadamente 320 000 um aumento de quase 4 000 Com o surgimento da automa o das tecnologias que surgiram ap s ela n o foi poss vel voltar atr s com o custo beneficio que qualquer sistema que venha a substituir a for a humana usar racionalmente os recursos e no ganho do tempo abster se da automa o remete a preju z
175. rosso que possui aparelhos de condicionamento de ar que s o acionados livremente sem qualquer controle Essa situa o vem ocasionando altos consumos e funcionamentos fora dos hor rios de aulas previstos Em meio a isto o emprego de um sistema que controle o uso dos condicionadores de ar atrav s de programa o de ativa es e desligamentos com hor rios pr definidos justifica se visando o controle da energia el trica e o uso racional dos equipamentos 15 1 3 OBJETIVOS Esta pesquisa tem como objetivo analisar como o emprego da automa o em condicionadores de ar pode contribuir na economia de consumo e ao uso racional da energia el trica Para o alcance do objetivo proposto pretende se especificamente a Avaliar a demanda e o consumo da energia el trica dos condicionadores de ar do edif cio em estudo b Analisar a carga t rmica dos ambientes refrigerados atrav s de m todos presentes na literatura brasileira de acordo com a norma NBR 16401 3 2008 e ASHRAE Handbok of Fundamentals e atrav s de simula o computacional com o Energyplus c Aplicar o Regulamento T cnico da Qualidade RTQ C no requisito condicionador de ar d Analisar as diferentes possibilidades de automa o e controle para condicionadores de ar e Implementar o sistema de automa o e realizar medi es f Analisar a viabilidade econ mica dos sistemas de automa o empregados 1 4 ESTADO DA ARTE De acordo com Silveira amp Santo
176. ru TCru DFTD 7 ICMS COFINS PIS V 1 F 278 25 1 25 1 810 09 0 17698 6 60 12 56 17 0 2770 0469 0 0102 1 Fa 51 05 F 751 05 56729 R 1 116 17 Para se conhecer a energia economizada Ee atrav s desta estrat gia foi preciso calcular o valor fatur vel sem automatiza o para o per odo mido e assim subtrair com o valor fatur vel da estrat gia 2 Assim V 1 F 595 30 1 25 3 744 75 0 17698 10 10 12 56 177 0 27 0 0469 0 0102 1 0 6729 R 2 279 27 V F 1 533 72 Portanto Ee VEsem automatiza o VE Estrat gia 2 Ee 2 279 27 1 116 17 R 1 163 09 Assim o tempo de retorno encontrado com a implanta o desta segunda estrat gia foi de 6 965 54 1 163 09 5 98 meses n O tempo de retorno ocorrer ap s 5 98 meses isto seis meses ap s a implementa o desta medida 11 2 Per odo Umido Compreende o intervalo situado entre os meses de dezembro de um ano a abril do ano seguinte cinco meses 129 A primeira estrat gia referente ao controle do uso dos condicionadores de acordo com o per odo de uso das salas de aulas oferece a vantagem de dispor de pouco investimento para a sua implementa o e um retorno mais r pido por m nesta medida n o poss vel a integra o de mais sistemas como por exemplo a ilumina o ou sensores de presen a por constituir de um simples controle com contatores e programadores hor rios caso necessite
177. s 2002 historicamente o surgimento da automa o est ligado com a mecaniza o sendo muito antigo remontando poca de 3500 e 3200 a C com a utiliza o da roda O objetivo era sempre o mesmo o de simplificar o trabalho do homem de forma a substituir o esfor o bra al por outros meios e mecanismos liberando o tempo dispon vel para outros afazeres valorizando o tempo til para as atividades do intelecto das artes lazer ou simplesmente entretenimento O emprego da automa o iniciou se na ind stria e devido necessidade de mercado ressurgiu com sistemas mais voltados para edifica es Em decorr ncia do avan o da microeletr nica a automa o ganhou espa o com o surgimento do CLP Controlador L gico Program vel na d cada de 60 que substitu ram os pain is de 16 comando a rel s O emprego dos CLPs permitiu reduzir o consumo de energia nos pain is a manuten o modifica es de comandos e as onerosas altera es na fia o Nos anos 90 programas de computadores foram criados com a tentativa de obter maior produtividade qualidade e competitividade Dentro desta vis o de integra o entre o ch o de f brica e o ambiente corporativo decis es dentro do sistema organizacional de produ o passam a ser tomadas dentro do mais alto grau do conceito de qualidade baseado em dados concretos e atuais que se originam nas mais diferentes unidades de controle Neves 2002 em sua pesquisa relata que os motivos
178. s o dispositivos a serem acionados para executarem uma determinada for a de deslocamento ou a o f sica definida pelo sistema controlador por meio de uma a o de controle SILVEIRA amp SANTOS 2002 Do mesmo modo esta troca de informa es que ocorre entre os dispositivos de um sistema de automa o pode ser realizada por meio de uma rede de comunica es local LAN em ingl s Local Area Network que pode ocorrer de maneira centralizada ou distribu da Os sistemas com arquitetura centralizada possuem todos os dispositivos sensores e atuadores interligados ao n central de conex o J as redes baseadas em arquitetura distribu da n o dependem do envio de dados central os pr prios controladores locais recebem dados dos sensores e enviam informa es aos atuadores Assim nas redes com arquitetura distribu da os dispositivos podem estar em malha Figura 5 a quando existe liga o entre os pontos de controle e entre eles e a central em anel Figura 5 b quando a informa o passa por todos os pontos da rede e em barramento Figura 5 c onde cada ponto de controle interligado ao mesmo barramento estabelecendo uma ponte de conex o entre pontos que est o por ele interligados BRAGA 2007 b c Figura 5 Topologia de rede distribu da Fonte BRAGA 2007 Como a automa o possui um conceito de Integra o e seus componentes precisam operar em conjunto nem sempre os equipamentos ou sist
179. s pelos dispositivos Utiliza como meio f sico o par tran ado ou telef nico Consumer Electronics Bus CEbus Protocolo regulamentado pela EIA 600 Electronic Industries Association voltado especificamente para automa o residencial um padr o de controle distribu do no qual cada dispositivo possui um circuito integrado contendo hadware de comunica o linguagem e protocolo Faz uso de linhas de energia el trica par tran ado fibra ptica Infravermelho e radiofregii ncia EIA 2007 Lontalk protocolo aberto definido pela norma ANSI EIA 709 1 foi desenvolvido pela Echelon Corporation para redes de controle distribu do usando a tecnologia LonWorks IEC 2007 Utiliza como meio f sico cabos coaxiais par tran ado fibra ptica telef nico rede el trica radio frequ ncia e infravermelho ECHELON 2007 X10 Protocolo desenvolvido pela empresa escocesa Pico Eletronics Ltda Utiliza a rede el trica para transmitir sinais de controle modulados na frequ ncia da rede BOLZANI 2004 Os sistemas baseados neste protocolo s o de baixo custo e de f cil instala o S o suscept veis a Interfer ncia por ru dos na rede el trica nos momentos de acionamento de cargas como motores de liquidificadores Z Wave Desenvolvido pela Zensys trata se de um protocolo de comunica o completamente sem fios que usa uma largura da banda estreita para enviar comandos de controle e potencialmente dados secund rios
180. s resultados se comparados aos demais m todos foram os que mais se aproximaram dos resultados da simula o Em rela o aos resultados da carga t rmica fornecidos pela simula o computacional cabe destacar e A modelagem mais precisa do envelope construtivo no qual se incluiu a prote o solar realizada pelos corredores externos e O posicionamento correto das paredes da edifica o em rela o aos pontos geogr ficos norte sul etc e A avalia o simult nea da carga t rmica das salas adjacentes por exemplo salas 118 e 119 120 e 121 e 121 e 122 difere dos m todos prescritivos que as fizeram individualmente e A influ ncia da modelagem do contato da edifica o com o solo Todas essas observa es s o no sentido de reduzir a carga t rmica total pois influenciam na redu o do ganho de calor das paredes e melhora da dissipa o de calor da envolt ria com o meio ambiente 110 A temperatura do solo influencia na carga t rmica pois as trocas de calor entre o piso e o solo s o determinantes no resultado final das trocas de calor do ambiente Na simula o foram adotadas as temperaturas de Sorgato 2011 que simulou a temperatura do solo utilizando o programa Slab contido no programa EnergyPlus O programa Slab permite calcular interativamente a temperatura m dia do solo para cada m s do ano a partir das informa es do arquivo clim tico com base nos valores m dios de temperaturas internas
181. s uma carga m dia de 14 0 kW ligada durante duas horas das 11h30min s 13h30min s o 28 kWh consumidos fora do hor rio de utiliza o das salas que podem ser minimizados atrav s do controle do hor rio de funcionamento das salas Analisando de uma forma geral os resultados de consumo e demanda encontrada atrav s das medi es pode se perceber que a proposta de automa o atrav s do acionamento de acordo com os turnos das aulas pode oferecer com base no per odo medido uma economia de 33 Consequentemente com um controle atrav s do cronograma de hor rio das aulas seria poss vel adquirir economias ainda mais significativas pois as salas nem sempre s o reservadas para uso com aulas assim O consumo ser menor 100 6 2 AN LISE DOS M TODOS PRESCRITIVOS DE CARGA T RMICA Nesta se o s o apresentados os resultados da carga t rmica das salas de aulas de acordo com cada m todo empregado As tabelas de c lculo dos m todos encontram se no Anexo C A Tabela 18 permite comparar a pot ncia instalada em cada uma das salas com os resultados do c lculo da carga t rmica de acordo com os m todos prescritivos descritos por Negrisoli 1987 Creder 20044 Creder 2004b e pela NBR 16401 2008 cujas vari veis e equacionamentos foram apresentados em 4 3 Analisando a Tabela 18 poss vel observar que 31 59 dos valores calculados da carga t rmica s o iguais ou pr ximos da pot ncia instalada 42 10 dos valores s o
182. seeeesees 59 Figura 17 Localiza o da Universidade Federal de Mato Grosso sessesesseseseeessesseresee 12 Figura 18 Bloco da Engenharia El trica no campus da UFMT ssssssssssssssesesssseseeessessseesee 13 Figura 19 Parede do bloco da Engenharia El trica eeeeeeeeeeseeseeeeeeeeeeesseeesesseseeeseeeeeeeeees 13 Figura 20 Sombreamento bloqueando a incid ncia da radia o solar direta nas salas Pavimento Supeno raspas n E o ORM a ai Rb aca 14 Figura 21 Planta Baixa da edifica o em estudo Pavimento t rreo e superior 14 Figura 27 Elenentos da edicit dOnner G a a iS 15 P E OE a segiarsa ita de ara A E EA 15 Fisura 24 Telhado saias ssd an arado ras io a C RARE r RD oa ia Dl E ad 16 FPig ra 25 Edifica ao em estudos 205ssn L amo n a oaN E nCnCh Ao aca Don ban isca sos ncERMEn as 16 Figura 26 Quadros el tricos de for a a quadro principal de distribui o de energia b quadro terminal que alimenta dos condicionadores de ar ssossssssssssssoooeeeeeresssssssssssssseeeeereee TI Figura 27 Condicionadores de ar ASB30A 1 sssssssseeeeeeesssssssssssssssescerererssssssssssssssseeceeeeee 71 Figura 25 Analisador de Energia MARH 21 enunn on 19 Figura 29 M dulos de Automa o cccccceeeereeerererenererereneremeneranenenararenararararararaaarararanaaaaaa 80 Figura 30 Esquema de liga o dos m dulos ccccccccerereeeeeeerererenenere
183. seridos os materiais usados na constru o Na elabora o do modelo computacional faz se necess rio a defini o da composi o e parametriza o dos materiais que comp em as superf cies paredes pisos e tetos Na constru o do m dulo os nomes dos componentes construtivos s o inseridos no momento da modelagem no Skechup atrav s da op o que o QpenStudio oferece posteriormente ao abrir o idfdo Energyplus s o inseridos no campo materiais a caracter stica t rmica de cada material ou seja sua condutividade calor espec fico densidade e espessura do material todos de acordo com a NBR 15220 2008 sendo que o pr prio software realiza os c lculos Dados relevantes dos materiais que comp em as paredes lajes piso e forro apresentam se na Tabela 13 Tabela 13 Dados dos materiais de constru o Espessura Condutividade Densidade en Ea 3 m W m K kg m ks K Cer mico comum Fibrocimento telha ante a E Viga Concreto 2200 1000 Laje Concreto 2200 1000 Fonte Adaptado da NBR 15220 2008 No Energyplus as cargas internas s o basicamente as mesmas utilizadas nos m todos prescritivos divididas nas seguintes categorias dentro do Energyplus Pessoas Trata se do n mero de alunos que ocupam as salas de aulas No Energyplus al m da quantidade de pessoas em cada ambiente devem se inserir os schedules ou agendas de ocupa o de cada zona e do n vel de atividade de seus ocupantes
184. stimativos de Negrisoli 1987 e Creder 2004a as cargas t rmicas s o superiores Na simula o anual o m s de dezembro apresentou a maior carga t rmica quando comparada aos demais meses trata se do in cio do ver o 109 Conforme os resultados encontrados pode se observar que a NBR 16401 2008 apresentou maiores cargas internas que os demais m todos Os procedimentos de c lculo da norma brasileira basearam se na ASHRAE Devido o envelope construtivo receber sombreamento atrav s dos corredores inibindo a incid ncia da radia o solar direta nas paredes houve uma diminui o da carga t rmica das salas na simula o nos m todos prescritivos o sombreamento dos corredores n o foi considerado O modelo computacional permite representar melhor a orienta o e a incid ncia da radia o solar na edifica o e por seguinte influencia na carga t rmica recebida pelas superf cies opacas e vidros Assim os resultados da simula o comprovaram que fatores como a temperatura do solo caracter sticas dos materiais orienta o solar a parcela de ar de renova o afetam significativamente o resultado da carga t rmica total do ambiente Portanto os m todos de Negrisoli e Creder de ver o 2004a devem ser utilizados como uma estimativa inicial por m sabendo que os resultados estar o subestimados O m todo de Creder 2004b apresenta procedimentos mais detalhados muito pr ximos aqueles apresentados na NBR 16401 2008 seu
185. t rmica an lise da simula o computacional da carga t rmica no Energyplus e por fim as an lises das estrat gias de eficientiza o nos condicionadores de ar 6 1 AN LISE ENERG TICA DAS SALAS DE AULA SEM AUTOMATIZA O As medi es de energia el trica foram realizadas no per odo de tr s meses de agosto a outubro por m foi analisado somente o per odo de 20 de setembro de 2010 a 20 de outubro de 2010 pois nos per odos anteriores a Institui o sofreu interrup o no fornecimento da energia durante dois dias consecutivos o que levou a desprezar o grupo de medi es anteriores aos dias de interrup o As salas de aulas em que foram realizadas as medi es possuem 9 condicionadores de ar do tipo split de 31200 BTU h e 3100 W Caso todos os condicionadores funcionassem simultaneamente teria uma demanda m xima de 27900 W Entretanto a demanda m xima medida dentro do hor rio de utiliza o das salas alcan ou 19 12 kW referentes a nove condicionadores de ar localizados nas salas a serem automatizadas A Tabela 15 resume o resultado das medi es para o per odo referido na qual se percebe consumos de energia el trica fora do hor rio de funcionamento das salas 95 Tabela 15 Consumo de energia el trica no per odo de um m s de medi o Per odo Hor rio normal kWh Fora do hor rio de aula kWh 7 31 s 11 30 11 31 s 13 30 527 14 13 31 s 17 30 17 31 s 18 00 131 64 18 01 s 22 00
186. tala o el trica h brida automatizada a 4 ca a E i interruptor Puisador E l Ponto de L gica QE Quadro El trico QA Quadro de Automa o CC Central de Conectividade Figura 7 Diferen as entre instala o el trica convencional automatizada e h brida Fonte MURATORI 2008 Muratori 2008 ressalta sobre a substitui o de interruptores el tricos por pulsadores que transmitem informa es em pulsos pr codificados ou n o atrav s de um cabeamento l gico at a central de comando localizada no quadro de automa o Desempenho e confiabilidade 35 Sugere tamb m uma alternativa de menor custo sendo utilizada por profissionais da rea trata se na utiliza o de rel s de impulso ou telerruptores no lugar da central de automa o Este tipo de solu o viabiliza o uso de uma central no futuro pois sua Infra estrutura estar apta para receber a central 3 3 1 Protocolos de Comunica o Protocolo um conjunto de padr es de comunica o como por exemplo quando uma pessoa quer conversar utiliza regras de conv vio social enquanto uma est falando outra ouve o mesmo ocorre com os computadores em uma rede existe um conjunto de protocolos que seguido por todas as m quinas possibilitando a troca de informa es BOLZANI 2004 Braga 2007 descreve que os procotolos de comunica es s o conjuntos de regras que determinam como realizada
187. te diferente para cada orienta o e latitude os valores de radia o solar I para a abertura em quest o encontrado atrav s de tabelas com valores para c u aberto representativos dos valores m ximos de radia o solar para o local A ASHRAE oferece tabelas de radia o solar somente de cidades americanas Dessa forma para o presente m todo foi utilizado os dados de radia o solar incidente com a latitude 17 de Frota 2001 assim como no m todo anterior Creder 2007 por se aproximar ao do local de estudo Cuiab latitude 15 conforme Tabela 6 b 2 Superf cies Opacas Qro Afo Afo 7 onde 65 afo Ula l Roe AT fo Wim U Coeficiente de transfer ncia de calor global entre adjacentes e o espa o climatizado W m2 K Ap rea do fechamento m a Absortividade em fun o da cor ver Tabela 8 I Valor m ximo de fator solar referente a 22 de dezembro ver o ver Tabela 6 Roe Resist ncia Superficial externa ver Tabela B1 ap ndice B AT Diferencial de temperatura entre as superf cies k a Os materiais de constru o s o seletivos radia o de onda curta radia o solar e a principal determinante desta caracter stica sua cor superficial Tabela 8 os valores da absortividade do material em fun o da cor foram baseados de Lamberts 1997 Tabela 8 Absortividade em fun o da cor CORES a Escuras 0 7 a 0 9 M dias tijolos 0 5 a 0 7 Claras 0 2 a 0 5
188. ternet um computador ligado na mesma rede dos m dulos ou celulares Para tanto faz se necess rio a cria o destes bot es de acionamentos no dispositivo escolhido celular etc ou seja cria se uma tela com bot es cones dedicados a cada a o a qual se denomina cria o web design conforme figura Asa O desenvolvimento dessa Interface necessita do software NeoC Screen Ao executar o programa NeoCiScreen e escolher a op o Novo Projeto tem se a janela mostrada na figura A 8 b Defini es do Projeto cujas informa es necess rias s o Nome do projeto Descri o do projeto arquivo de refer ncia do m dulo NeoCData etc As informa es s o importadas do arquivo de configura o de cenas criadas no Neocdata Projeto de Origem Module Data Deve se escolher o dispositivo celular computador tablet etc e a resolu o da tela para elaborar o design da tela na qual constam os bot es de acionamento para comando a dist ncia Descri o do Projeto Nome do Projeto Descri o do Projeto Projeto de Refer ncia Projeto de Origem Module Data Pasta do Projeto Module Screen CAUserstPubliciDocumentsANeocS creentProjetos Projeto de Refer ncia Nindows al Apple Devices Android Custom altura 1024 largura 768 aceler metro N o b Figura A8 Cria o Web Design a tela de comandos b Janela do software Neocscreen 152 Em seguida se faz a escolha
189. tiva redu o no consumo ap s a implementa o das estrat gias De fato qualquer medida que venha a usar racionalmente a energia el trica afeta diretamente o consumo da energia el trica por m com a automatiza o poss vel ter se esta redu o de maneira cont nua como o caso do acionamento e desligamento dos condicionadores de ar somente nos hor rios permitidos A Tabela 30 apresenta a demanda m dia nos intervalos de 07h30min s 11h30min 13h30min s 17h30min e 18h00min s 22h00min para cada caso ou seja sem automa o A com automa o conforme os turnos B e com automa o de acordo com o cronograma de uso das salas C para cada dia da semana 123 Tabela 30 Demanda m dia para cada estrat gia de automatiza o versus sem automa o 7 31 s 11 30 13 31 s 17 30 18 01 s 22 00 A Sem automa o B Com automa o conforme os turnos das aulas C Com automa o conforme cronograma ocupa o das salas A Figura 50 apresenta os resultados das medi es da demanda dos dias 24 09 2010 23 09 2011 e 02 12 2011 todas realizadas em uma sexta feira extra das de cada um dos tr s per odos de medi o associadas as medi es sem automatiza o estrat gial e estrat gia 2 respectivamente Fica evidente a atua o das medidas para economia de energia el trica pois as ocupa es previstas para as salas s o as mesmas 18 00 16 00 14 00 pa pa O N O O O O 8 00 6 00
190. to pelo calor ou pelo frio quando o balan o t rmico n o est vel ou seja quando h diferen as entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente O conforto t rmico definido pela ABNT NBR 15220 2008 a satisfa o psicofisiol gica de um indiv duo com as condi es t rmicas do ambiente Para Fanger 1972 o conforto t rmico estabelecido quando ocorre a neutralidade t rmica ou seja quando uma pessoa n o prefere nem mais calor nem mais frio com rela o ao ar do ambiente em que se encontra O balan o t rmico desejado vai depender das vari veis que interferem no trabalho do sistema termorregulador que podem ser pessoais e ambientais As vari veis pessoais s o a taxa de metabolismo e o isolamento t rmico da vestimenta As ambientais podem ser classificadas em gerais e locais As vari veis ambientais gerais 54 s o a temperatura radiante m dia umidade temperatura e velocidade relativa do ar enquanto as vari veis ambientais locais respons veis pelo desconforto localizado s o a assimetria de temperatura radiante a diferen a vertical de temperatura do ar e a temperatura do piso Esta combina o satisfat ria das vari veis que leva a sensa o de bem estar que chamamos de conforto t rmico PRADO 2003 Tratando se das vari veis ambientais elas podem ser medidas em campo ou determinadas para um dado ambiente j para as pessoais os valores variam sensivelmente Isto a
191. umo energ tico de um pr dio Observa se atrav s do contexto da etiquetagem no Brasil que a utiliza o somente de equipamentos eficientes n o suficiente para obter um ganho de economia de energia satisfat rio O cen rio de crise energ tica conduz ao racionamento do consumo por m comum confundir se racionaliza o com racionamento Consumir energia de maneira racional com efici ncia significa buscar o m ximo desempenho de uma instala o com o m nimo consumo de energia O perfil do consumo nos Pr dios P blicos PROCEL 2001 conforme Figura 2 demonstra como o condicionador de ar se destaca como um dos itens que mais consomem energia el trica 13 E Ar Condicionado E Ilumina o Equipamento de escrit rios E Elevadores e Bombas Figura 2 Consumo de energia el trica nos Pr dios P blicos Fonte Adaptada de PROCEL 2001 Neste panorama em pesquisa Xiaotong 2009 afirma que no caso do condicionador de ar central o consumo da energia representa mais da metade do consumo total de um edif cio chegando a 60 Portanto o ponto chave da economia de energia reside na redu o do consumo do sistema de condicionadores de ar Segundo Moreno et al 2005 a cidade de Cuiab possui clima tropical seco mido com per odo seco de abril a setembro enquanto que o per odo chuvoso vai de outubro a mar o Em rela o ventila o a velocidade m dia anual dos ventos de 1 3 a 2m s de acordo com MIR
192. vel em http www clasponline org clasp online resource php acesso em 03 de agosto de 2011 CORBIOLI N Ar condicionado janela split ou central Para esfriar o ambiente e o bolso In Revista Projeto Design S o Paulo Ed 297 2004 CREDER H Instala es de ar Condicionado Estimativa de Carga T rmica de Ver o 6 Ed Livros T cnicos e Cient ficos Rio de Janeiro 2004 a CREDER H Instala es de ar Condicionado C lculo da Carga T rmica 6 Ed Livros T cnicos e Cient ficos Rio de Janeiro 2004 b DURANTE L C SILVA E de C J NIOR R A NOGUEIRA M C de J A Arquitetura escolar e conforto ambiental em Cuiab MT Contribui es ao estudo em Conforto Ambiental na grande Cuiab MT Vol 1 Cuiab EdUnic 2009 ECHELON The LonTalk Protocol 2007 Acesso em 20 de setembro de 2011 Dispon vel em lt http www echelon com gt EIA Electronic Industries Alliance EIA 2007 Dispon vel em lt http www ela org gt Acesso em 20 de setembro de 2011 EPE Empresa de Pesquisa Energ tica Resenha mensal do mercado de energia el trica Ano IV N 41 Fev Rio de Janeiro RJ 2011 FANGER P O Thermal comfort analysis and applications in environmental enginneering New York McGraw Hill 1972 138 GOLDEMBERSG J amp CHU S Um futuro com energia sustent vel Iluminando o caminho Trad Borba M C V Gaspar N F S o Paulo FAPESP Academia Brasileira de Ci ncias 2010 Disp
193. volt ria efici ncia e pot ncia instalada do sistema de Ilumina o efici ncia do sistema de condicionamento de ar e a edifica o como um todo ou parte desta Todos os requisitos possuem n veis de efici ncia que variam de A a E respectivamente entre mais e menos eficiente O regulamento define o n vel de efici ncia de uma edifica o atrav s de dois m todos o prescritivo e a simula o O m todo prescritivo define pr requisitos gerais e espec ficos para cada um dos itens sob an lise A simula o realizada atrav s de dois modelos computacionais representando dois edif cios o modelo real e o de refer ncia RTQ C 2010 equa o que define a pontua o da edifica o geral equa o 16 composta por uma rela o de pesos para cada sistema e pelo equivalente num rico de seu n vel parcial de efici ncia Sendo que os pesos est o assim distribu dos envolt ria 30 Ilumina o 30 e condicionamento de ar 40 10 AC APT ANC PT 0 30 EqNumEnv o Z 5 A EqNumv 0 30 EqNumDPI AC AC o ANC 1 0 40 EqNumCA 2 5 a EqNumv bo 16 onde EqNumEnv o equivalente num rico da envolt ria EqNumDPI o equivalente num rico do sistema de ilumina o identificado pela sigla DPI de Densidade de Pot ncia de Ilumina o EqNumCA o equivalente num rico do sistema de condicionamento de ar EqNumV o equivalente num rico de ambientes n o condicionados e ou venti

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