acÇÃo de formaÇÃo – domÓtica e de gestÃo tÉcnica centralizada.pdf

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CENTRO DE FORMAO PROFISSIONAL DA INDSTRIA ELECTRNICA

Curso de Tcnico de Gesto Tcnica Centralizada e Domtica

INSTALAES DE AVAC (Manual2) 2

CINEL CENTRO DE FORMAO PROFISSIONAL DA INDUSTRIA ELECTRNICA

ACO DE FORMAO DOMTICA E DE GESTO TCNICA CENTRALIZADA

MANUAL DE MANUTENO E CONDUO DE INSTALAES DE AVAC

MANUAL ELABORADO PELO FORMADOR MANARTE DA COSTA

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INDICE 1 UNIDADES DE PRODUO DE ENERGIA TRMICA

1.1 Generalidades 1.2 Grupos de produo de gua gelada / quente ( CHILLERS) 1.3 Bomba de calor 1.4 Unidades split 1.5 Sistemas VRV 1.6 Diagnstico de avarias

2 DISTRIBUIO DE ENERGIA TRMICA

2.1 Circuito aerlico 2.2 Circuito hidrulico 2.3 Integrao das instalaes de AVAC na Gesto Tcnica

Dados bibliogrficos: - dossat Principios de Refrigerao da HEMUS - Refrigerao e ar Condicionado de W. Stoecker e J. Jones da McGraw-Hill

- Documentao tcnica de centro Europeu de Formao da Trane




1 UNIDADES DE PRODUO DE ENERGIA TRMICA 1.0 GENERALIDADES

As unidades de produo de energia trmica, so mquinas que produzem frio ou aquecimento de acordo com as condies para que foram projectadas. O objectivo de uma instalao de climatizao garantir condies de conforto termo-higromtrico para os utentes ou condies especiais de temperatura e de humidade para equipamento informtico ou electrnico. As suas potncias ou capacidade de produzir frio ou aquecimento est de acordo com as cargas trmicas a serem removidas dos espaos a climatizar, na forma de calor total, ou seja o calor sensvel mais o calor latente. Existem dois sistemas de produo de energia trmica, independentemente de serem unidades centrais ou de splits, de grande ou pequena capacidade, sejam para frio ou para aquecimento, fundamentalmente so sistemas de expanso directa ou expanso indirecta. Conforme o prprio nome indica, expanso tem haver com os evaporadores das unidades de produo de energia trmica, como j vimos, onde se realiza a expanso do lquido refrigerante. Ser na forma directa ou no tem haver com o fluido utilizado para processo de expanso. Se o fluido for o ar, estamos na presena de um evaporador cuja troca de calor freon/ar e este ar que vai climatizar o espao destinado, ento diz-se que a expanso directa. Se o fluido for a gua, estamos na presena de um evaporador cuja troca de calor freon/gua e esta gua que vai transportar a energia trmica que lhe foi transferida para unidades terminais de climatizao, ventiloconvectores ou unidades de tratamento de ar.




Estas unidades de climatizao que tm cmaras de ventilao, funcionam com permutadores gua/ar, transferindo depois de uma forma indirecta a energia trmica produzida pela unidade produtora para o ambiente destinado, ento diz-se que a expanso indirecta.

Sistema de expanso directa de condensao a gua

Sistema de expanso directa de condensao a ar




Sistema de expanso indirecta de condensao a ar

Sistema de expanso indirecta de condensao a gua




1.1 GRUPOS DE PRODUO DE GUA GELADA/QUENTE

CISTERNA PARA VOLANTE TRMICO

CHILLER DE PRODUO

DE GUA GELADA

TORRE DE ARREFECIMENTO

PERMUTADOR

CIRCUITO DE CONDENSAO

CIRCUITO DE GUA REFRIGERADA

COLECTOR DE PARTIDA

COLECTOR DE RETORNO

CONDENSADOR

EVAPORADOR

CHILLER DE PRODUO

DE GUA QUENTE

CMARA DE VENTILAA

EVAPORADOR

CONDENSADOR

COLECTOR DE PARTIDA

COLECTOR

DE RETORNO

PERMUTADOR




VOLUTA A DESCARREGAR O

FREON P/ O CONDENSADOR COMPRESSOR CENTRFUGO

DE UM ANDAR

QUADRO DE

POTNCIA

QUADRO DE

CONTROLO COMPRESSOR

ASPIRAO

EVAPORADOR

CONDENSADOR

ECONOMIZADOR DEPSITO E

BOMBA DE LEO




ELECTROBOMBAS DE RECIRCULAO DA GUA REFRIGERADA ENTRE O EVAPORADOR E O COLECTOR DE PARTIDA

LIGAO DO EVAPORADOR

TUBAGEM DE GUA REFRIGERADA

LIGAO DO CONDENSADOR TUBAGEM DA GUA DA TORRE DE ARREFECIMENTO

TORRES DE ARREFECIMENTO

VENTILAO FORADA VENTILADORES

CENTRFUGOS




O ciclo de refrigerao est esquematizado nesta figura, trata-se se um Chiller de produo de gua gelada, com compressor centrfugo de dois estados. O evaporador, situado sob a linha de aspirao do compressor, mantm uma temperatura e uma presso mais baixa que dentro do condensador.

O fluido frigorignio lquido entra dentro do evaporador e expande-se atravs de uma srie de placas perfuradas, vaporiza-se e arrefece-se temperatura de evaporao Esta mistura do fluido frigorignio lquido e gasoso reparte-se dentro do evaporador a todo o comprimento da tubagem de cobre. Os orifcios agrupados sequencialmente dentro do distribuidor, projectam a mistura lquido/gs contra os deflectores, obtendo-se um efeito de disperso que permite uma irrigao uniforme na superfcie dos tubos.




A transferncia de calor dos tubos ao fluido frigorignio provoca a evaporao do mesmo. Este processo permite arrefecer a gua dentro dos tubos temperatura desejada. gua esta que distribuda pelos permutadores das unidades terminais de climatizao do ambiente, unidades de tratamento de ar (UTAs) ou unidades ventiloconvectoras, removem a carga trmica desse mesmo ambiente.

A gua refrigerada nos permutadores destas unidades no arrefecem o ambiente, retira-lhe o calor, para depois no retorno ao evaporador transferir esse calor ao gs para este vaporizar-se, cedendo este gua o seu calor latente de vaporizao, porque a temperatura de evaporao mantm-se constante. O fluido frigorignio gasoso passa agora atravs de um eliminador de gotas situado na parte superior do evaporador, onde as gotculas do fluido frigorignio so travadas. O gs proveniente do difusor da seco superior do evaporador est a ser aspirado pelo compressor. Este gs baixa presso passa sucessivamente pelos dois estgios do compressor onde, por centrifugao, ele comprimido at presso de condensao antes de ser descarregado para o condensador. O condensador possui uma chicane perfurada, que impede o jacto directo do gs sobre os tubos de cobre. O gs reparte-se ao longo da rea espaosa e se condensa em contacto com os tubos de cobre onde circula a gua relativamente fria. Esta a gua que arrefecida nas Torres de Arrefecimento, para permitir que o gs refrigerante absorva o calor latente de vaporizao, condensado-se e liquefazendo-se. O refrigerante condensado recolhido dentro da parte inferior do condensador de onde passa por um orifcio para dentro do economizador.




O economizador uma cmara media presso entre a alta e a baixa em comunicao com a aspirao do segundo estgio do compressor. Porque a presso na aspirao do segundo estgio do compressor, inferior presso dentro do condensador, e uma parte do fluido frigorignio lquido se vaporiza. Este fenmeno acontece pelo efeito do arrefecimento do restante lquido dentro do economizador temperatura correspondente presso de aspirao do segundo estagio de compresso.

2 ESTGIO DE COMPRESSO

1 ESTGIO DE COMPRESSO




CIRCUITO DE LUBRIFICAO




1.2 BOMBAS DE CALOR

A bomba de calor no em si s nenhuma novidade tcnica. O processo de funcionamento igual a qualquer unidade de climatizao das que j falmos, pode-se mesmo dizer que no existe qualquer diferena entre ela e a mquina frigorfica. A bomba de calor uma unidade de climatizao que permite produzir arrefecimento no Vero e aquecimento no Inverno, ou seja, o permutador de calor que funciona no Vero como Evaporador, funciona no Inverno como Condensador. O processo de mudana de regmen de funcionamento deste tipo de unidades de climatizao, baseia-se num sistema de controlo automtico que permita dar a ordem de inverso de ciclo Vero/Inverno atravs de sondas de temperatura ambiente. Estas sondas informaro o controlador da variao da temperatura ambiente e, este far actuar uma vlvula de quatro vias que definir o regmen de funcionamento da bomba de calor. A grande vantagem deste processo de aquecimento do ambiente tem a haver com a economia da energia elctrica para tal fim. Antes de existir o sistema de Inverso de ciclo, na insuflao das unidades de climatizao, existiam, como em algumas instalaes ainda existem, baterias de resistncias elctricas para ao aquecimento do ambiente, s que para produzir 1 kW trmico gasta-se 1 kW elctrico e na bomba de calor para o mesmo 1kW elctrico produz-se 3 kW trmicos.




BOMBA DE CALOR A OPERAR EM REGMEN DE ARREFECIMENTO




BOMBA DE CALOR A OPERAR EM REGMEN DE AQUECIMENTO




1.3 UNIDADES AUTNOMAS

As unidades autnomas de ar condicionado, so unidades na maior parte de expanso directa, localizadas pontualmente em qualquer espao de um Edifcio com o objectivo de climatizar uma determinada rea especfica, equipamento informtico ou electrnico ou servios especiais que operam 24 sobre 24 horas, estando separadas do sistema de climatizao central, da central de produo de energia trmica.

INSUFLAO PELO TECTO FALSO OU PARA O AMBIENTE

INSUFLAO PELO PAVIMENTO FALSO

CONDENSADOR

VENTILADOR

EVAPORADOR

COMPRESSOR

EVAPORADOR

CONDENSADOR

COMPRESSOR

VENTILADOR




RETORNO DO AR AMBIENTE PELO TECTO FALSO DIRECTAMENTO PARA

A UNIDADE DE CLIMATIZAO

INSUFLAO DE AR CLIMATIZADO

PELO PAVIMENTO FALSO

PAINEL DE CONTROLO

COMANDO E SINALIZAO

UNIDADES DE CLIMATIZAO DE EXPANSO

DIRECTA PARA CENTROS DE INFORMTICA




RETORNO DO AR DIRECTAMENTO

PARA A UNIDADE DE CLIMATIZAO





PAINEL DE CONTROLO

COMANDO E SINALIZAO

RETORNO DO AR DIRECTAMENTO

PARA A UNIDADE DE CLIMATIZAO





PAINEL DE CONTROLO

COMANDO E SINALIZAO




ADMISSO DE AR UNIDADE

PLACAS DE CONTROLO E DE COMANDO

CIRCUITOS ELCTRICOS

DE POTNCIA

EVAPORADOR

DEPSITO DE GUA

DO HUMIDIFICADOR

COMPRESSOR

VENTILADORES CENTRFUGOS

MOTOR DOS

VENTILADORES VLVULA EXPANSORA TERMOSTTICA

SADA DE CONDENSADOS

INSUFLAO DE AR P/ O PAVIMENTO FALSO




1.4 SISTEMAS SPLIT

Os sistemas split, so sistemas de climatizao de expanso directa, que permitem ligar uma unidade exterior remota para n unidades interiores. Com o sistema multisplit, possvel combinar at cinco unidades interiores de climatizao de capacidades diferentes a uma nica unidade exterior, conseguindo-se reduzir assim os custos e o espao ocupado pela instalao. Tambm possvel combinar diferentes tipos de unidades interiores, por exemplo as do tipo mural (de parede), as do tipo de cassete (incrustadas em tecto falso), as do tipo consola (assentes sobre o pavimento), todas as unidades permanecem controladas individualmente e no precisam de ser todas instaladas ao mesmo tempo. As unidades exteriores, independentemente da marca, na sua maiorias esto equipadas com compressores rotativos, do tipo spiro orbital, reconhecido pelo baixo rudo produzido e pelo seu elevado nvel de eficincia.

UNIDADE EXTERIOR

COMPRESSORA

UNIDADE INTERIOR

DO TIPO CONSOLA

UNIDADE INTERIOR DO TIPO MURAL

UNIDADE INTERIOR DO TIPO DE TECTO

P/ LIG. A CONDUTAS




UNIDADE DE CLIMATIZAO DE TECTO FALSO DIFUSORES DE AR

CONDUTAS CONJUNTO

MOTOR/VENTILADOR

PERMUTADOR

DE CALOR

GRELHA DE ADMISSO

DE AR UNIDADE

UNIDADE COMPRESSORA

VENTILADORES

PERMUTADOR DE CALOR

COMPRESSOR




1.5 SISTEMAS VRV

O sistema VRV um sistema de Volume de Refrigerante Varivel, o que quer dizer que o volume do refrigerante em circulao varivel de acordo com a potncia frigorfica que est ser solicitada pelo controlo. As unidades so parecidas fisicamente com as de split, no entanto as ligaes do circuito frigorignio entre as unidades evaporadoras e o condensador so diferentes.

UNIDADES VRV EXTERIORES

TUBAGEM DE FLUIDO REFRIGERANTE

UNIDADE INTERIORES DE CLIMATIZAO




O sistema VRV est disponvel somente para funcionar em regimens de arrefecimento, bomba de calor e do tipo recuperador de calor. Uma vlvula de expanso electrnica regula constantemente o caudal do fluido refrigerante de modo a responder s necessidades de carga das unidades interiores, garantindo desta forma em manter as temperaturas dentro dos parmetros de conforto, evitando grandes variaes de amplitude trmica. A capacidade de controlar independentemente cada zona condicionada, permite dum modo diferenciado refrigerar ou aquecer zonas distintas de acordo com as suas necessidades, e duma forma bastante econmica, ajustando apenas a capacidade de carga para a remoo de calor pontual do local.




1.6 DIAGNSTICO DE AVARIAS

AVARIA - Falta de fluido refrigerante

SINTOMA - Presso de aspirao baixa - Congela a tubagem inferior do evaporador - Presso de condensao baixa - Tubo de descarga tpido - Sobreaquecimento elevado - Subarrefecimento baixo - Possvel corte no pressostato de baixa - Parte de baixo da bateria exterior com gelo

SOLUO - Verificar se h fugas de gs refrigerante e reparar - Fazer vcuo e nova carga de a peso de gs

AVARIA - Excesso de refrigerante

SINTOMA - Presso de condensao alta - Subarrefecimento muito elevado - Presso de baixa, elevado - Compressor muito frio - Possvel no corte no pressostato de alta

SOLUO - Tirar o gs refrigerante at alcanar os parmetros frigorficos correctos




AVARIA - Caudal de ar elevado na unidade interior

SINTOMA - Presso de aspirao baixa - Presso de condensao elevada - Formao de gelo na bateria interior - Possibilidade de corte por baixa presso - Possibilidade de corte por alta presso

SOLUO - Aumentar o caudal de ar fechando a poli do motor. Se necessrio aumentar o dimetro da poli do motor

AVARIA - Caudal de ar baixo na unidade interior

SINTOMA - Possvel corte do trmico do motor correspondente - Presso de aspirao elevada - Presso de condensao baixa - Possibilidade de arrasto de gotas na bateria interior

SOLUO - Baixar o caudal de ar abrindo a poli do motor. - Se no for suficiente colocar uma poli de maior

dimetro no ventilador.

AVARIA - Caudal de ar baixo na unidade exterior

SINTOMA - Presso de condensao elevada - Possibilidade de corte por alta - Subarrefecimento baixo - Presso de aspirao baixa - Possvel aumento de gelo na bateria exterior

SOLUO - Aumentar o caudal de ar fechando a poli do motor. Se necessrio aumentar o dimetro da poli do motor




AVARIA - Caudal de ar elevado na unidade exterior

SINTOMA - Possvel corte do trmico correspondente. - Presso de condensao ligeiramente mais baixa do

que o normal. - Presso de aspirao mais alta que o normal - Possibilidade de arrasto de gotas da bateria exterior,

molhando o interior da unidade

SOLUO - Baixar o caudal de ar abrindo a poli do motor,. Se no for possvel, colocar uma poli de maior dimetro no ventilador

AVARIA - Filtros de ar sujos

SINTOMA - Possvel corte por baixa presso - Presso de baixa, inferior ao normal - Possvel corte por alta - Presso de condensao superior ao normal

SOLUO - Limpeza de filtro de ar ou substituio do mesmo

AVARIA - Filtros dos capilares obstrudos

SINTOMA - Presso de baixa muito inferior ao normal - Possvel corte por baixa - Os tubos capilares gelam - Presso de alta um pouco inferior ao normal

SOLUO - Tirar a carga de refrigerante. Retirar a malha filtrante obstruda




AVARIA - Tubo capilar obstrudo

SINTOMA - Presso de baixa muito inferior ao normal. - Presso de alta mais elevada que o normal. - Temperatura muito acima do normal no fim do circuito

alimentado pelo capilar.

SOLUO Tirar a carga de refrigerante e limpar os capilares dessoldando-os.

AVARIA - Humidade no circuito frigorfico

SINTOMA - Produz-se uma obstruo no sistema de expanso ao fim de pouco tempo de funcionamento, diminuindo a presso de baixa at ocasionar o corte do pressostato.

SOLUO - Tirar a carga de refrigerante. - Fazer vcuo e carregar de novo a peso.

AVARIA - Ar no circuito frigorfico

SINTOMA - Presso alta mais elevada que o normal. - Possibilidade de corte por alta. - Subarrefecimento normal. - Caudal de ar no condensador, normal.

SOLUO - Tirar a carga de refrigerante. - Fazer vcuo e realizar nova carga a peso.




AVARIA - By-pass na vlvula de 4 vias

SINTOMA - Pouca diferena entre as presses de condensao e evaporao.

- Compressor com temperatura elevada. - Tubo de descarga quente at vlvula.

SOLUO - Trocar a vlvula de 4 vias.

AVARIA - By-pass na vlvula de reteno

SINTOMA - Pouca diferena entre as presses de condensao e de evaporao.

- Compressor muito frio. - Evaporador tpido, estando apenas frio sua sada.

SOLUO - Trocar a vlvula de reteno.

AVARIA - Compressor com anomalias no sistema de vlvulas

SINTOMA - Presso de alta e de baixa quase iguais. - Compressor quente. - Possibilidade de disparo trmico interno do compressor. - Rudo, aquando da passagem do gs no compressor

quando est parado.

SOLUO - Trocar o compressor. Observar a instalao. Possveis golpes de lquido.




AVARIA - Anomalias no compressor (Compressor encravado)

SINTOMA - Compressor no arranca. - O trmico interno do compressor disparou ao cabo de

um perodo de tempo de estar ligado.

SOLUO - Trocar o compressor. Observar a instalao. Possvel retorno de lquido.

AVARIA - Compressor queimado

SINTOMA - Trmico interno salta imediatamente quando se liga o compressor.

- Resistncia elctrica entre bobines baixa ou inexistente.

SOLUO - Trocar de compressor limpando previamente o circuito com R11.

- Trocador o filtro secador. - Possvel problema na tenso de alimentao.

AVARIA - Compressor com passagem massa

SINTOMA - O disjuntor diferencial salta logo que o compressor ligado.

- Existe continuidade entre as bobines do esttor do compressor e a massa.

SOLUO - Trocar o compressor ou rebobinar os enrolamentos do esttor. Se houver acidez no circuito refrigerante, limpar com R11.




AVARIA - Compressor com o trmico fora de servio

SINTOMA - O compressor no funciona com tenso nos bornes. - No existe continuidade entre os bornes do

compressor.

SOLUO - Esperar que se ligue ou se rearme o trmico. Se no entrar espontaneamente, golpear o compressor. Se no ligar de modo algum, trocar o compressor.

AVARIA - Tempo de descongelao bastante elevado

SINTOMA - H acumulao de bastante gelo entre duas descongelaes.

SOLUO - Regular a descongelao para um tempo mais curto. - Aconselha-se para 30 minutos.

AVARIA - Temperatura final de descongelao demasiado baixo

SINTOMA - A acumulao de gelo normal entre duas descongelaes, mas por vezes essa capa no desaparece (aquando da descongelao) por completo e vai-se acumulando.

SOLUO - Aumentar a temperatura final de descongelao.




AVARIA - Temporizador de arranque avariado

SINTOMA - Compressor no arranca. - O compressor entra em funcionamento ao apertar

normalmente o contactor e mantm-se em funcionamento.

SOLUO - Substituir o temporizador.

AVARIA - Correias do ventilador largas

SINTOMA - Caudal de ar baixo. - Deslizamento das correias. - Desgaste das polies. - Rudo.

SOLUO - Ajustar a tenso das correias. - Verificar o estado das correias. - Trocar aquelas que no esto em boas condies de

funcionamento.

AVARIA - Escoamento de condensados da unidade interior mal efectuado

SINTOMA - Arrasto de gua no tabuleiro de condensados para o interior do equipamento inclusive da conduta de insuflao.

- Quando lanada para o ventilador grande quantidade de gua pela parte de baixo da unidade.

SOLUO - Limpar o tubo de esgoto e comprovar a eficcia do sifo.




Exerccios 1. O que um sistema de expanso directa?

um sistema cuja transferncia de calor do permutador de freon transmitido directamente para: gua Ar

2. Numa unidade de refrigerao qual o componente que determina a expanso directa e indirecta?

Vlvula expansora Condensador Evaporador

3. Faa a seguir a ligao correspondente em relao ao fluido

trmico:

EXPANSO DIRECTA

FREON/AR

FREON/GUA

EXPANSO INDIRECTA




4. Em termos operacionais, o que difere de uma bomba de calor

de uma unidade de frio? Faa a ligao correspondente. 5. Faa a ligao dos componentes deste circuito de expanso

directa de condensao a gua. (Soluo pg.6)

ARREFECE / AQUECE UNIDADE DE FRIO

BOMBA DE CALOR

ARREFECE

AQUECE




6. Faa a ligao dos componentes deste circuito de expanso

indirecta de condensao a ar. (Soluo pg.7)

7. Qual o componente da bomba de calor que definir o seu regmen de funcionamento? (Soluo pg. 15; 4 pargrafo, palavra sublinhada)




8. Descreva os componentes da seguinte unidade autnoima de

expanso directa? (Soluo na pg.21)




9. Num sistema multi-split, quantas unidades interiores de

climatizao possvel combinar com uma unidade exterior? (Soluo pg. 22; 2 pargrafo, resposta sublinhada)

10. Qual a grande diferena em termos de climatizao do

sistema VRV do sistema multi-split convencional? (Soluo, pg. 25; o 3 pargrafo todo)

11. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num

sistema de climatizao por falta de fluido refrigerante? (Resposta na pg. 26)

12. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num

sistema de climatizao por caudal de ar baixo na unidade interior? (Resposta na pg. 27)

13. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao por filtros sude ar sujos? (Resposta na pg. 28)

14. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao por humidade no circuito frigorfico? (Resposta na pg. 29)




15. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao por by-pass na vlvula de quaro vias? (Resposta na pg. 30)

16. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao com o compressor queimado? (Resposta na pg. 31)

17. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao com o rel trmico do compressor fora de servio? (Resposta na pg. 32)

18. Quais so os sintomas e a soluo para uma avaria num sistema de climatizao com o temporizador de arranque do compressor avariado? (Resposta na pg. 33)




2.1 CIRCUITO AERLICO 2.1.1 PSICROMETRIA

As condutas de ar condicionado/ventilao, so os condutores de ar, permitindo a sua circulao, transportando a energia trmica (massa de ar quente ou arrefecido) desde o ventilador/UTA (Unidade de Tratamento de Ar), at aos pontos de insuflao, difusores e grelhas, bem como o retorno. A terminologia tcnica, como caudal de ar em metros cbicos por hora (m3/h), velocidade de ar em metros por segundo (m/s) ou de perda de carga em Pascais (Pa) ou milmetros por coluna de gua (mmca) so familiares e comuns a esta rea especfica. A Psicrometria o estudo das propriedades termodinmicas e caractersticas do ar e da determinao das mesmas. Em instalaes de conforto ambiental e ar condicionado, a psicrometria se acha presente na elaborao de projectos e na execuo e manuteno das instalaes. As considerao sobre o calor, j foram dadas no capitulo 2 do manual de AVAC1, iremos abordar o emprego til da carta psicromtrica.




Composio do ar O ar uma mistura mecnica de gases e de vapor de gua. O ar seco (ar sem mistura de vapor de gua) composto principalmente em volume por:

Nitrognio 78%

oxignio 21%

Dixido de carbono Hidrognio rgon 1% Hlio Non

Em relao a estes componentes secos do ar, a sua composio praticamente sempre a mesma, por outro a quantidade de vapor de gua no ar, varia geograficamente com a localidade e com as condies do tempo, variando entre 1% a 3% sobre a massa da mistura. Porque o vapor de gua no ar, resulta principalmente da evaporao de gua da superfcie de vrias massa de gua, a humidade atmosfrica (contendo vapor de gua) superior nas zonas junto de grandes massa de gua, regies litorais e inferior nas zonas mais ridas, regies interiores. Lei de Dalton ou das presses parciais Esta lei estabelece que em qualquer mistura mecnica de gases e vapor (aqueles que no combinam quimicamente), cada gs ou vapor na mistura exerce uma presso parcial individual que equivalente presso que o gs poderia exercer se ocupasse o espao sozinho, sendo a presso total da mistura gasosa igual soma das presses parciais exercidas por gases individuais ou vapores.




O ar como uma mistura mecnica de gases e de vapor de gua, obedece naturalmente lei de Dalton. A presso baromtrica total igual soma das presses parciais dos gases secos e presso parcial do vapor de gua. Carta psicromtrica O diagrama ou carta psicromtrica relaciona vrias grandezas que se consideram em instalaes de ventilao e, principalmente, nas de ar condicionado. Corresponde, em princpio, ao chamado diagrama de Mollier para o ar hmido. A carta psicromtrica foi elaborada referida presso do nvel do mar, ou seja, de 760 mm de mercrio, e pode ser usada com suficiente exactido para presses compreendidas entre 736 e 787 mmHg. O diagrama psicromtrico um baco para o ar atmosfrico presso atmosfrica normal. Existem diversas cartas psicromtricas, publicadas pelos grande fabricantes de equipamentos de ar condicionado,. Pela CARRIER, pela TRANE Company, pela ASHRAE (American Society for Heating, Refrigerating ande Air Conditioning Engineers, Inc.) As grandezas representadas nas cartas costumam ser: Temperatura de bolbo seco TBS a temperatura do ar obtida por um termmetro comum (BS). As linhas de temperatura seca so verticais e o seu valor cresce da esquerda para a direita. Temperatura de bolbo hmido TBH - a temperatura do ar obtida por um termmetro com bolbo coberto com gaze embebida em gua. As linhas de temperatura hmida so inclinadas e crescem de baixo para cima (BH). Temperatura de orvalho TO a temperatura do ar em condies de saturao. As temperaturas do ponto de orvalho esto representadas por pontos na linha de saturao.




Humidade especfica W o contedo real as gua na atmosfera, em gramas de vapor de gua por quilograma de ar seco, ou kg/kg de ar seco. As linhas de humidade especfica so paralelas ao eixo horizontal. A humidade especfica cresce de baixo para cima. Humidade relativa HR - a razo entre a presso parcial de vapor de gua numa dada temperatura t e a presso parcial que o vapor de gua teria se o ar hmido estivesse saturado na mesma temperatura t. as linhas de humidade relativa so curvas que crescem na direco da curva de saturao. Volume especfico Vesp o volume de ar por unidade de massa (m3/kg). As linhas de volume especfico so um pouco inclinadas e crescem de baixo para cima. Entalpia H a quantidade de calor por unidade de massa (kJ/kg ou kcal/kg). As linhas de entalpia so inclinadas e marcam-se atravs das escalas especiais margem do diagrama.




Leitura do Diagrama Psicromtrico

O

A B

C

D E F

G

H

SISTEMA MTRICO INTERNACIONAL

CARTA PSICROMTRICA

BASEADA NA PRESSO BAROMTRICA

DE 101,325 Kpa AO NVEL DO MAR

OA Humidificao sem aquecimento

OB Humidificao mais aquecimento

OC Aquecimento mais desumidificao

OD Desumidificao qumica

OE Desumidificao

OF Arrefecimento mais desumidificao

OG Arrefecimento sensvel

OH Arrefecimento evaporativo




EVOLUES DA CONDIES DO AR Aquecimento do ar a humidade especfica constante

A evoluo de A para B faz-se a calor constante ou seja a humidade especfica e a temperatura de orvalho constante. o processo usual utilizado em sistemas de aquecimento de ar sem humidificadores. A potncia da bateria de aquecimento para transformar o ar do estado A para B igual seguinte expresso:

P = m h

Potncia = Caudal mssico de ar X Diferena de entalpias (HB-HA)




Aquecimento com humidificao por vapor

AA => Evoluo do aquecimento do ar de TA temperatura de TA AB => Evoluo da humidificao do ar por vapor de WA a WB A evoluo do ar de A a B faz-se a temperatura seca constante ou seja a calor sensvel constante. Nesta evoluo o ar obrigado a passar por um humidificador de vapor que pulveriza o respectivo vapor no ar. WB>WA humidade especfica final maior que a humidade especfica inicial.




Aquecimento com humidificao por gua pulverizada

AB => Representa a evoluo do ar no humidificador por gua. Esta evoluo faz-se a temperatura hmida constante. O humidificador pulveriza gua atravs de injectores colocados no escoamento do ar. TA => Temperatura inicial TA => Temperatura intermdia, antes da humidificao TB =>Temperatura final, com o ar aquecido em relao

temperatura inicial e humidificado




Arrefecimento com humidificao

Esta evoluo tpica de Vero, o ar entra bateria s condies representadas por A e sai teoricamente da bateria s condies de B na saturao. Na realidade as baterias no so 100% eficientes e portanto o ar sai um pouco afastado da saturao. O segmento BB representa o factor de by-pass da bateria. O ponto B representa o ponto de orvalho da bateria. O ponto de orvalho do equipamento mais baixo que o ponto de orvalho do ar. Nas serpentinas de quatro filas com alhetas a superfcie fria entra em contacto com 80% do ar que escoa. Nas serpentinas de seis filas a percentagem de 80% passa para 92%.




2.1.2 VENTILADORES

Em todos os sistemas de ar condicionado, a circulao do ar atravs do recinto e o retorno ao condicionador so efectuados atravs de ventiladores. O ventilador pode ser considerado como uma bomba de ar funcionando de modo a poder vencer as presses de resistncia imposta pela rede de condutas e demais equipamentos. MOTOR ELCTRICO

VENTILADOR CENTRFUGO

CORREIA DE TRANSMISSO E POLIE

MANGA FLEXVEL ANTI-VIBRTICA




A energia mecnica de ventilado fornecida pelo motor elctrico que deve ser dimensionado para imprimir ao ventilador a rotao e potncia necessrias para atingir o caudal de ar adequado a vencer as presses da resistncia. A potncia necessria do motor cerca de 20% maior que a potncia do ventilador. De um modo geral, pode-se dizer que: - a capacidade do ventilador proporcional sua rotao; - A presso do ventilador proporcional ao quadrado da sua

rotao;

- A potncia do ventilador proporcional ao cubo da sus rotao.

Os ventiladores fazem parte integrante dos equipamentos de ar condicionado, nas unidades de Tratamento de Ar, de expanso directa ou indirecta, ventiloconvectores, splits ou simples ventiladores de extraco ou de insuflao do ar novo ou termoventilado. Num ventilador de qualquer tipo dever ser consideradas as seguintes caractersticas: a) Caudal do ventilador o volume de ar em metros cbicos

por hora (m3/h) que passa pela sada do ventilador. Normalmente, o volume de ar que sai do ventilador igual ao que entra, desde que se despreze a mudana de volume especfico do ar na entrada e na sada.

b) Velocidade de sada do ventilador obtm-se dividindo o

caudal de ar na sada pela sua rea. uma velocidade terica, pois o caudal no uniforme.

c) Presso devido velocidade de sada: Pv(S) a presso

correspondente velocidade do ar na sada ou presso dinmica.




d) Presso total do ventilador a diferena entre a presso total do ar na sada do ventilador e a presso total do ar na entrada. A presso total do ventilador a medida da energia mecnica total adicionada ao ar pelo ventilador.

e) Presso esttica do ventilador: Pe a diferena entre a

presso total e a presso devida velocidade. Pode ser calculada subtraindo-se a presso total na entrada do ventilador da presso esttica na sada do ventilador. Por definio.

Pe = Pt(S) Pt(E) Pv(S)

Como : Pt(S) - Pe(S) = Pv(S), subtraindo, teremos:

Pe => Presso esttica do ventilador

Pt(S) => Presso total na sada

Pt(E) => Presso total na entrada

Pv(S) => Presso devida velocidade na sada

Pe(S) => Presso esttica na sada

Pe = Pe(S) Pt(E)

VENTILADOR AXIAL




Curva caracterstica de funcionamento de um ventilador Para chegar ao conceito e realizao da curva caracterstica de um ventilador, vamos fazer o seguinte teste: Temos um ventilador axial na posio (a), e verificamos que tem uma descarga livre de 10000 m3/h

Se acoplarmos uma conduta de 10 m, posio (b), constatamos que o caudal de ar reduziu para 8000 m3/h.

Se continuarmos a aumentar o comprimento da conduta at uns 50 m, posio (C), mediremos um caudal de 5000 m3/h.




Esta experincia diz-nos que medida que vamos aumentando o comprimento da conduta, estamos tambm a aumentar uma resistncia que se ope passagem do ar, diminuindo o caudal do ventilador. A esta diminuio de caudal, chamamos perda de carga, devido ao atrito do ar nas paredes da conduta, s mudanas de direco, diminuio de seco da conduta, curvas, vlvulas, grelhas e todo o tipo de acessrios de canalizao. Para se poder dispor dos distintos caudais de que capaz um ventilador, de acordo com a perda de carga do sistema resistente contra o qual ele est trabalhando, o ventilador ensaiado desde o caudal mximo at zero. Todos os valores obtidos caudal/presso, so elaborados segundo uma tabela grfica, at chegarmos s coordenadas da curva caracterstica




Na figura anterior representa-se uma curva tipo, onde se encontram as presses estticas, que representam as perdas de carga as totais e as dinmicas. Tambm se representa uma curva do rendimento mecnico do ventilador. As caractersticas de um ventilador a melhor referncia do mesmo, a que indica a sua capacidade em funo da presso de que se exige. O ponto ideal de funcionamento o que corresponde ao seu mximo rendimento e com ele que deveria coincidir o ponto de operacionalidade do mesmo, o ponto N da figura anterior.. A zona de trabalho idnea de um ventilador o troo A-B da sua caracterstica. Entre B e C o seu funcionamento instvel, o rendimento cai rapidamente e aumenta consideravelmente o rudo. Na maior parte dos catlogos s se representa o troo eficaz at presso mxima de que capaz de funcionar. Como vimos o ventilador uma mquina que utiliza a energia de que dispe para vencer uma perda de carga e para mover um caudal de ar. Como se ambas as magnitudes esto relacionadas de tal forma que um aumento da primeira representa indiscutivelmente uma reduo da segunda, nos damos conta da importncia de decidir a configurao de um sistema de ventilao de forma que exija uma menor perda de carga possvel, para assim, mover um maior caudal de ar, que definitivamente a misso primordial do ventilador. Para conhecer graficamente o ponto de trabalho do ventilador, uma vez determinada a perda de carga que deve vencer o mesmo, dever definir-se no grfico as coordenadas, assinalar o valor da perda de carga e traar uma linha horizontal at cortar a curva caracterstica num ponto, a partir do qual e mediante uma linha vertical chegaremos a cortar o eixo das abcissas, de onde nos indicar o caudal que proporcionar o ventilador em questo.




Por exemplo, se o ventilador do grfico da figura anterior dever vencer uma perda de carga de 16 mm c.a., a partir deste valor sobre o eixo das ordenadas, com uma linha horizontal cortaremos a curva no ponto de trabalho N e daqui, com uma linha vertical encontraremos o eixo das abcissas em 5000 m3/h que o caudal que dar o ventilador.

Ventilador axial-propulsor Sulzer, de ps de passo ajustvel, tipo PV. Caudais de 10.000 a

325.000 m3/h; presses: at 70 mm c.a.

Ventilador VAV (Volume de Ar

Varivel da Chicago Blower

Parafuso de ajuste rpido

ndice da posio da p

Calote aerodinmica

P em liga de alumnio

Passo ajustvel

Bucha de acoplamento

Pea nica fundida em

liga de alumnio




2.1.3 UNIDADES DE TRATAMENTO DE AR

As unidades de tratamento de ar, so unidades que climatizam os espaos para que esto designadas, renovando o ar, removendo as cargas trmicas locais de acordo com os valores de temperatura e de humidade relativa solicitada pelos valores de ajuste do sistema de controlo. Para alm do objectivo de satisfazer as condies de conforto termohigromtrico, filtra o ar e purifica-o.

ENTRADA DE AR VICIADO (RETORNO)

ENTRADA DE AR NOVO

EXPULSO DO

AR VICIADO INSUFLAO DE

AR TRATADO RECUPERADOR DE PLACAS

Permite transferir o calor do ar viciado para o ar novo sem que haja mistura dos dois fluxos de ar

PERMUTADOR DE CALOR PARA ARREFECIMENTO

OU AQUECIMENTO

CMARAS DE FILTRAGEM DE AR

CMARAS DE VENTILAO




SECO DO VENTILADOR Cada unidade central de tratamento de ar pode ser equipada quer com ventiladores de ps inclinadas para a frente, para aplicaes de baixa presso, quer com ventiladores de ps inclinadas para a trs, para aplicaes de alta presso ou dbitos variveis. Para cada tipo de central existem quatro tamanhos de ventilador e seis orientaes diferentes. O conjunto do motor ventilador encontra-se montado sobre uma armao comum (chassis) que, por sua vez, se encontra montada sobre um amortecedor antivibrtico. Consoante o tamanho da central, uma junta de espuma ou uma conduta flexvel fixada entre a sada do ventilador e a caixa, de forma a impedir a produo de vibraes.

VENTILADOR CENTRFUGO

MOTOR ELCTRICO

GRELHA DE PROTECO CORREIA

DE TRANSMISSO E POLIES




Os motores so montados sobre corredias, com parafusos de regulao da tenso da correia de transmisso. Classe F, ndice de proteco IP55. Tem a sua disposio inmeras opes: amortecedores de mola, proteco anti-corroso e anti-fasca. Inclinador, motor anti-exploso, variador de frequncia e motor pr-instalado. SECO DA SERPENTINA Serpentinas de aquecimento e de refrigerao a gua (com ou sem glicol), de expanso directa e a vapor, ou de condensao e a gua sobreaquecida. O depsito de condensados das serpentinas de refrigerao constitudo por uma chapa de ao galvanizado ou inox.

PERMUTADOR DE CALOR

CAPILARES

TABULEIRO DE CONDENSADOS




O eliminador de gotculas constitudo por chapas em prolipopileno, ao galvanizado ou inox. Tem sua disposio tubos / lamelas em diferentes tipos de materiais: cobre/alumnio, cobre/cobre, cobre/alumnio pr-pintado, ao/alumnio, cobre/cobre estanhado e com revestimento anti-corroso. O espao entre as lamelas vai de 1,6 mm a 8 mm. As serpentinas so testadas a 30 bar. Presso mxima de funcionamento: 15 bars.

SECO DO FILTRO As superfcies frontais dos climatizadores obedecem s dimenses internacionais dos filtros. Desta forma tem sua disposio uma superfcie optimizada. Consoante o tamanho da central e o tipo de filtros, estes ltimos so montados quer sobre uma corredia, quer sobre uma armao (em ao ou inox).

ARMAO METLICA

P/ SUPORTE DOS FILTROS FILTROS DE SACO




Existem os seguintes tipos de filtros:

- Filtro plano, sinttico ou metlico, de instalao possvel em diedro, EU1,EU3 e EU5.

- Filtro saco EU3 a WU9, sempre montados com armao para

garantir uma maior estanquecidade.

- Filtro absoluto EU13.

- Filtro de carvo activado, para retirar odores.

- Filtros electrostticos. SECO DO HUMIDIFICADOR

TUBAGEM DE GUA PULVERIZADORES




Consoante as especificaes tcnicas, existem diversos tipo de humidificadores: Humidificador alveolar, construdo num material no combustvel, instalado numa base em inox, inclui um circulador de ar, com tubagens internas e vlvula de regulao de ar. Humidificador com rampa de pulverizao, com depsito de condensados em chapa de inox e eliminador de gotculas. Humidificador a vapor, Seco equipada com um depsito de condensados em inox e gerador de vapor com uma pequena caldeira elctrica . DIFUSOR DE AR Difusor equipado com uma grelha de difuso em chapa perfurada galvanizada ou em inox, colocada no retorno do ventilador, para uma melhor difuso de ar.

CONDUTA DE RETORNO

DIFUSOR DE AR




SECO DO REGISTO/CMARA DE MISTURA As cmaras de mistura esto equipadas com registos de controlo de dbito, com ps aeroperfiladas, em ao galvanizado e montados em oposio. SECO DO RECUPERADOR DE ENERGIA

REGISTO DE CONTROLO

DEDBITO DE AR PS AEROPERFILADAS

PERMUTADOR DE PLACAS

O permutador de placas constitudo por placas de alumnio, instalado horizontal ou verticalmente, com ou sem registo.




EXEMPLO DE UMA REDE DE CONDUTAS

(Em planta)

UNIDADE DE AR CONDICIONADO

GRELHA DE RETORNO

CONDUTA DE AR NOVO

CONDUTA DE INSUFLAO

CONDUTA DE

EXTRACO

FILTRO EU4 F.ELECTRSTAT. VENTILADOR




EXEMPLO DO SISTEMA DE CONTROLO DE UMA UTA COM

UM CONTROLADOR PD




2.2 CIRCUITO HIDRULICO 2.2.1 NOES GERAIS DE HIDRULICA

CARACTERSTICAS GERAIS DA GUA A gua pode existir soba forma slida (gelo), lquida e gasosa (vapor de gua). Para temperaturas inferiores 0C a gua apresenta-se sob o estado slido, verifica-se a formao de gelo, apresenta-se no estado lquido entre os 0C e os 100Ce, acima desta temperatura passa ao estado gasoso. Em termos prticos poderemos considerar a gua incompressvel, se colocarmos um determinado volume de gua a uma grande presso, esta no sofre qualquer alterao. Por exemplo, se comearmos a introduzir uma rolha numa garrafa de litro cheia de gua, esta s pode avanar at tocar na gua, pois como esta no diminui de volume, impede que a rolha avance mais. Por vezes, as noes de peso e de massa so confundidas, sendo do ponto de vista fsico bastante diferentes. A massa de um corpo uma caracterstica da quantidade de matria que esse corpo contm, o peso do corpo representa a aco (fora), que sobre ele exerce a gravidade. O peso especfico da gua a 4C igual a 1000kg/m3, isto quer dizer que um metro cbico de gua atrado pela Terra por uma fora de 1000kg. No entanto o peso especfico da gua varia com a temperatura, sendo por exemplo, a 100C igual a 958,40 kg/m3. Partcula lquida Designa-se por partcula lquida de gua o volume elementar de lquido, o menor volume de gua possvel, que se supe indivisvel para estudar mecanicamente o seu equilbrio ou movimento. Podemos considerar que uma partcula lquida de gua a menor gota de gua que for possvel de se obter.




Trajectria Designa-se por trajectria de uma partcula de gua o lugar geomtrico das posies sucessivamente ocupadas pela partcula. Se a gota de gua minscula, referida anteriormente, quando sai de uma agulheta de uma mangueira apontada para o ar, efectua um determinado percurso at atingir no cho, que , nem mais nem menos do que a trajectria. Velocidade instantnea e velocidade mdia A velocidade instantnea num ponto de escoamento a velocidade que, em determinado instante, se verifica nesse ponto. A velocidade mdia num ponto ser o valor mdio, no tempo, das velocidades instantneas. Assim, se num determinado ponto, no instante zero, a velocidade instantnea for igual a 1 m/s (metro por segundo) e se no instante um for igual a 2m/s, a velocidade mdia neste intervalo de tempo (zero e um) ser igual a 1,5 m/s. Caso se considere uma seco, como por exemplo uma seco transversal de uma mangueira, a qual constituda por vrios pontos, ento a velocidade mdia, V, nessa seco, ser o valor mdio no espao no espao das velocidades mdias nos vrios pontos. Exemplo: Consideremos a seco correspondente sada de uma agulheta. Imaginemos que a velocidade da gua na zona central da seco considerada de 20 m/s e que nos pontos junto periferia de 10 m/s. A velocidade mdia ser de:

(20 + 10) / 2 = 15 m/s.




Caudal Por caudal, entende-se o volume de lquido escoado, na unidade de tempo, atravs de determinada seco. Ento , se designar-se por Q o caudal, por V a velocidade mdia numa seco S, estas grandezas podem relacionar-se pela seguinte expresso:

Q = V x S

Assim, por exemplo, se considerarmos os seguintes valores: V = 1,5 m/s ( velocidade mdia) S = 0,0314 m2 ( rea da seco considerada) O caudal (Q) ser igual a:

Q = V x S = 1,5 m/s x 0.0314 m3/s

Q = 0,47 m3/h Se S for a rea de uma seco circular de dimetro (D) igual a 0,20 m, ter-se- que:

S = n D2 / 4

Em que n uma constante de valor igual a 3,14, Se D for expresso em metros, o valor de S vir expresso em metros quadrados. Portanto, em cada segundo, numa conduta com o dimetro de 0,20 m e para uma velocidade mdia de 1,5 m/s, o volume da gua escoado igual a 0,047 m3/h ou 47l/s (litros por segundo).




A gua em repouso 1 Princpio - A presso exercida pela gua em repouso, nas paredes e no fundo dum recipiente, que a contm, actua perpendicularmente quelas superfcies. Admita-se, por exemplo, um tanque de forma cbica, cheio de gua, a presso exercida pela gua no fundo actua de cima para baixo, na direco perpendicular; nas paredes laterais, a presso actua de dentro para fora, na direco horizontal. 2 Princpio - Se aplicar-se uma determinada presso gua contida numa seringa, cuja extremidade se encontra tapada, a presso que a gua exerce em qualquer ponto da seringa a mesma. Isto , a presso transmite-se em qualquer direco, no sofrendo o seu valor qualquer alterao, desde que o lquido no possa sair da seringa. 3 Princpio Considerem-se trs copos iguais: o primeiro com gua at uma altura de h x10 cm (a contar do fundo), o segundo com gua h = 20 cm de altura e o terceiro com gua h = 30 cm de altura. Ento, a presso P exercida pela gua no fundo do primeiro ser igual a:

P = p (peso especfico da gua) x h

P = 1000 kg/m3 x 0,1 m = 100 kg/m2 = 0,01 kg/cm2

para h = 0,20 m => P = 0,02 kg/cm2

para h = 0,30 m => P = 0,03 kg/cm2

Podemos concluir, que a presso que a gua exerce no fundo dum recipiente aberto (sem tampa) proporcional altura do lquido.




Isto , no segundo copo em que h o dobro de h (primeiro copo), a presso no fundo tambm o dobro. No caso do terceiro copo, a presso tripla da do primeiro.

2.2.2 ELECTROBOMBAS

Analogamente ao circuito aerlico, o circuito hidrulico bastante utilizado nos sistemas de ar condicionado, utilizado a gua como um fluido de transporte e de transferncia de energia trmica.

Em substituio dos ventiladores temos electrobombas para recircular a gua entre os pontos de transferncia de calor, entre os grupo de produo de gua gelada ou quente e as unidades terminais de climatizao, as unidades de tratamento de ar e ventiloconvectores.

10 cm

20 cm

30 cm

P = 0,01 kg/cm2 P = 0,02 kg/cm2 P = 0,03 kg/cm2




Todos os fluidos possuem energia cintica e, portanto, exercem uma fora ou presso na direco do fluxo. A presso exercida por um fluido que o resultado directo de movimento ou velocidade do fluido, chamada a presso de velocidade do fluido. Qualquer presso exercida por um fluido que no o resultado directo de movimento ou velocidade do fluido, independentemente da fora que causa a presso, chamada de presso esttica do fluido. Para fluidos em repouso (estticos), a presso de velocidade igual a zero e a presso total igual presso esttica. Enquanto que a presso de velocidade actua somente na direco do fluxo, a presso esttica actua igualmente em todas as direces.

MOTOR ELCTRICO

BOMBA CENTRFUGA

DESCARGA DE GUA

ASPIRAO DA GUA CHASSI DE APOIO AO

GRUPO ELECTROBOMBA




As turbo-bombas, tambm chamadas bombas rotodinmicas ou de fluxo, so caracterizadas por possurem um rgo rotatrio dotado de ps, chamado rotor, que exerce sobre o lquido foras que resultam da acelerao que lhe imprime. As foras geradas so as de inrcia e as que decorrem do escoamento de uma massa m na unidade de tempo, com uma velocidade de escoamento v. A finalidade do rotor, tambm chamado impulsor ou impelidor comunicar massa lquida, acelerao, para que adquira energia cintica, e de presso e se realize assim a transformao da energia mecnica de que est dotado. em essncia um disco ou uma pea de formato cnico munida de ps. O rotor pode ser:

- fechado, quando alm do disco onde se fixam as ps existe uma coroa circular tambm presa s ps. Pela abertura dessas coroa, o lquido penetra no rotor. Usa-se para lquidos sem substncias em suspenso.

- Aberto, quando no existe esta coroa circular anterior. Usa-se

para lquidos contendo pastas, lamas, areias, esgotos sanitrios etc.

As turbo-bombas necessitam de um outro rgo, o difusor, tambm chamado recuperador, onde feita a transformao da maior parte da elevada energia cintica com que o lquido so do rotor, em energia de presso. Desse modo, ao atingir a boca de sada da bomba, o lquido capaz de escoar com velocidade razovel, equilibrando a presso que se ope ao seu escoamento. Esta transformao operada de acordo com o teorema de Bernouilli, pois o difusor sendo de seco gradativamente crescente realiza uma contnua e progressiva diminuio da




velocidade do lquido que por ele se escoa, com o simultneo aumento de presso, de modo que esta tenha valor elevado e a velocidade seja reduzida na ligao da bomba ao encanamento de recalque. Dependendo do tipo de turbo-bomba, o difusor pode ser:

- de tubo recto troncnico, nas bombas axiais; - de caixa com forma de caracol ou voluta, nos demais tipos de

bomba, chamado neste caso simplesmente de colector. Entre a sada do rotor e o caracol, em certas bombas, colocam-se palhetas devidamente orientadas, as ps guias, para que o lquido que sai do rotor seja conduzido ao colector com velocidade, direco e sentido tais que a transformao da energia cintica em energia potencial de presso se processe com um mnimo de perdas por atritos ou turbulncias.

BOMBA CENTRFUGA COM CAIXA DE CARACOL

PS DO ROTOR

VOLUTA OU COLECTOR

EM CARACOL

BOCA DE SADA




2.3 INTEGRAO DAS INSTALAES DE AVAC NA GTC

Instalao tipo de climatizao de um Edifcio na cidade de Chaves com um sistema a gua, a quatro tubos, com dois grupo de produo de gua quente tipo Bomba de Calor, uma caldeira elctrica de reforo e dois grupos de produo de gua gelada (Chillers). Introduo Independentemente de todos os equipamentos funcionarem em funo do controlo da temperatura (varivel dinmica do sistema), como primeiro step hierrquico de arranque e paragem, existe um programa horrio que dar ordem de permisso e de inibio de funcionamento a todos os equipamentos num intervalo de tempo definido de acordo com a natureza dos servios do edifcio, atravs

P DO ROTOR

P GUIA

ASPIRAO DA BOMBA

ROTOR

BOCA DE SADA

COLECTOR OU VOLUTA




do sistema DDC (Direct Digital Control) da CGT (Gesto Tcnica Centralizada). Os mdulos de interface do sistema DDC com os restantes equipamentos encontram-se nos QEs (Quadros Elctricos) de AVAC de todos os pisos, assegurando todas as entradas e sadas do sistema. Da integrao dos valores das sondas exteriores e interiores de temperatura na UCP (Unidade Central de Processamento) do sistema DDC, atravs das entradas analgicas, previamente configuradas, sero definidas as condies de arranque e de paragem dos grupos de produo de gua quente e refrigerada. Existe um grupo de electrobombas que conduzir pelo circuitos hidrulicos at s UCLAs (Unidades Climatizadoras de Ambiente) o fluido trmico. PROCESSO DE CONFORTO Ciclo de Inverno Se as sondas exteriores registarem uma temperatura inferior a 15C ou as interiores inferior ou igual a 20C, a CGT receber a informao atravs das entradas analgicas dos mdulos de interface. O sistema DDC interpretar atravs da integrao destes valores, condio previamente programada, uma situao de funcionamento de Inverno. Atravs das sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, sero energizados um grupo de rels electromagnticos que comandaro a abertura das vlvulas motorizadas dos circuitos de gua quente (estado = 1), enquanto manter fechadas as vlvulas do circuito de gua refrigerada.




A CGT atravs do sistema DDC receber o FB, Feed-Back, ou seja a confirmao do estado das vlvulas, pelas entradas digitais (contactos livres de tenso) dos mdulos de interface. Se o estado do FB no contrariar a natureza do seu comando, ou seja comando = 1 e FB = 0 em quaisquer das vlvulas motorizadas referidas anteriormente, ser enviada uma ordem de comando atravs das sadas digitais de 24V dos mdulos de interface, que energizaro uns rels electromagnticos que por sua vez faro atracar os contactores de potncia das bombas recirculadoras de gua quente, criando as suas condies de funcionamento, mantendo paradas as bombas recirculadoras de gua refrigerada. Quando o estado do FB das bombas recirculadoras de gua quente no contrariarem a natureza do seu comando, a CGT atravs do sistema DDC enviar uma ordem de comando pelas sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, que energizar um rel electromagntico, que por sua vez far atracar o contactor de potncia da Bomba de Calor 1, criando a sua condio de funcionamento. No entanto se as sondas de temperatura exterior registarem um valor inferior a 8C, ou as sondas de temperatura interior registarem um valor inferior a 20C, a CGT atravs do sistema de DDC enviar uma ordem de comando para arrancar com a Bomba de Calor 2. Se a temperatura exterior mantiver-se inferior ou igual a 0C e as sondas interiores registarem um valor inferior a 19C, a CGT atravs do sistema DDC enviar uma ordem de comando a uma caldeira elctrica para reforo de distribuio de aquecimento, desligando s quando as sondas de temperatura interior registarem um valor superior ou igual a 21C. A Bomba de Calor s desligar quando a mdia aritmtica de todas as sondas interiores registarem uma temperatura igual a 21,5C, e a Bomba de Calor 2 quando registarem uma temperatura de 22C. Ciclo de Vero




Se as sondas exteriores registarem uma temperatura superior a 25C ou as interiores superior ou igual a 24C para o Chiller 2, ou superior a 25C para o Chiller 1, a CGT receber a informao atravs das entradas analgicas dos mdulos de interface. O sistema DDC interpretar atravs da integrao destes valores, condio previamente programada, uma situao de funcionamento de Vero. Atravs das sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, sero energizados um grupo de rels electromagnticos que comandaro a abertura das vlvulas motorizadas dos circuitos de gua refrigerada (estado = 1), enquanto manter fechadas as vlvulas do circuito de gua quente. A CGT atravs do sistema DDC receber o FB, Feed-Back, ou seja a confirmao do estado das vlvulas, pelas entradas digitais (contactos livres de tenso) dos mdulos de interface. Se o estado do FB no contrariar a natureza do seu comando, ou seja comando = 1 e FB = 0 em quaisquer das vlvulas motorizadas referidas anteriormente, ser enviada uma ordem de comando atravs das sadas digitais de 24V dos mdulos de interface, que energizaro uns rels electromagnticos que por sua vez faro atracar os contactores de potncia das bombas recirculadoras de gua refrigerada, criando as suas condies de funcionamento, mantendo paradas as bombas recirculadoras de gua quente. Quando o estado do FB das bombas recirculadoras de gua quente no contrariarem a natureza do seu comando, a CGT atravs do sistema DDC enviar uma ordem de comando pelas sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, que energizar um rel electromagntico, que por sua vez far atracar o contactor de potncia dos Chillers 1 e 2, criando a sua condio de funcionamento. O Chiller 2 s se desligar quando a mdia aritmtica de todas as sondas interiores registarem uma temperatura igual a 22,5C e o Chiller n1 quando a temperatura interior for igual ou inferior a 23C.




Estaes intermdias Logo que CGT receba a informao atravs do sistema DDC de que independentemente das condies de temperatura exterior, a mdia aritmtica das temperaturas interior, podem solicitar de uma forma temporria, as necessidades de aquecimento e de arrefecimento.

19 20 21 22 23 24 25 26 Temperatura interior (C)

< 0C 25 Temperatura exterior (C)

EQUIPAMENTO DESLIGADO

Q=1 => EQUIPAMENTO LIGADO




Normalmente tem-se verificado de um modo sazonal, durante as manhs Outonais e Primaveris, a necessidade de funcionar os sistemas de aquecimento e aproximadamente prximo do meio-dia verificarmos uma inverso de ciclo para modo de arrefecimento. Verificamos tambm, que de acordo com a exposio e orientao das fachadas de um Edifcio, as questo viradas a Norte necessitam de aquecimento e as que esto viradas para Sul de arrefecimento, simultaneamente. Nesta situao, medida de que a CGT receba a informao das temperaturas sensorizadas, atravs das entradas analgicas dos mdulos de interface, enviar uma ordem de comando para o posicionamento das motorizadas, de modo que haja uma diviso fsica entre os circuitos hidrulicos de gua quente e refrigerada, permitindo assim que funcione os grupos de produo de gua quente e os grupos de produo refrigerada. PROCESSO DE ARREFECIMENTO Funcionamento Normal O CI (centro de informtica) uma rea especfica de servio e com horrio de trabalho diferenciado. Existe um Grupo Produtor de gua Gelada, Chiller 1, que alimentar os permutadores de frio das UPAs (Unidades de Processo de Arrefecimento), da sala de computadores do CI, como tambm das baterias de frio de todas as UCLAs (Unidades Climatizadoras de Ambiente) das reas referidas anteriormente. O controlo da temperatura da sala de computadores feito pelas sondas colocadas no retorno de ar s UPAs. No entanto as sondas de temperatura ambiente e de humidade relativa, informaro a tempo real atravs das entradas analgicas dos mdulos de interface, as condies temohigromtricas desta sala. Cada vez que as sondas interiores de temperatura ambiente registarem um valor igual ou superior a 23C, a CGT, atravs das




suas sadas digitais de 24V, energizaro os rels electromagnticos de comando de abertura das vlvulas motorizadas do circuito de gua refrigerada, mantendo as de gua quente fechadas. Depois de confirmado no sistema DDC que o FB do estado da abertura daquelas vlvulas no contraria os seus comandos, ser enviado atravs das sadas digitais de 24V do mdulos de interface, um comando que energizar um rel electromagntico que, por sua vez far atracar um contactor de potncia, criando a condio de arranque bomba recirculadora de gua gelada. Quando o estado do FB da bomba recirculadora no contrariar a natureza do seu comando, o sistema DDC, enviar um sinal atravs das sadas digitais de 24V dos mdulos de interface que energizar um rel electromagntico que por sua vez far atracar um contactor de potncia, criando a condio de funcionamento ao grupo produtor de gua gelada. Cada vez que a CGT registar, atravs das sondas internas de temperatura ambiente, pelas entradas analgicas dos mdulos de interface, valores inferiores ou iguais a 20C, ser enviado uma ordem de abertura s vlvulas motorizadas de aquecimento, mantendo as de gua refrigerada fechada. Depois de confirmado o FB do posicionamento das vlvulas, ser dada uma ordem de permisso de funcionamento bomba de recirculadora de gua quente proveniente dos recuperadores de calor. Se as sondas continuarem a registar valores de temperatura inferior ou igual a 20C, a CGT, atravs das sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, dar a condio de arranque s bombas de calor para regime de aquecimento. Se no entanto as necessidades de aquecimento forem extremas, suponhamos uma situao de pico de Inverno na cidade de Chaves, e a capacidade das bombas de calor serem insuficientes, pelas mesmas vias anteriores, se dar uma ordem de permisso de funcionamento a uma caldeira elctrica para reforo de




aquecimento. No entanto esta cadeia sequencial de permisses ser inibida logo que as sondas interiores registarem uma temperatura superior a ou igual a 22C. INTERLIGAO COM OS EQUIPAMENTOS DE AVAC Electrobombas Todas as electrobombas tero permisso de funcionamento e de paragem atravs do programa horrio do sistema DDC, no entanto recebero ordem de arranque atravs das condies de controlo das temperaturas internas e externas. As ordens de ON/OFF so efectuadas atravs das sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface, com o respectivo FB do estado de funcionamento atravs das entradas digitais (contactos secos, livres de potencial) dos mesmos mdulos. Os alarmes provenientes dos circuitos das electrobombas so de disparo do rel trmico e por falha de caudal. Quando o rel trmico de uma electrobomba disparar, o FB do mesmo contraria a ordem do seu comando e, automaticamente, atravs de um encravamento elctrico, entrar a bomba de reserva em funcionamento e a CGT receber uma informao de paragem da electrobomba e consequentemente emitir um alarma. Quando surge um alarma por falha de caudal, um Flow-Switch (interruptor de caudal ou fluxostato) atravs de uma entrada digital de um mdulo de interface, informar a UPOC do sistema DDC da ocorrncia. No entanto atravs de um encravamento elctrico, os grupos de produo de gua quente ou de gua gelada, dependendo de que circuito a electrobomba est integrada, ficaro inibidos. UTANs (Unidades de tratamento de ar novo)




Todas as UTANs tero permisso de funcionamento e de paragem atravs do programa horrio do sistema DDC, no entanto os comando ON/OFF sero efectuados atravs das sadas digitais de 24 V dos mdulos de interface. O seu FB do estado de funcionamento ser efectuado atravs das entradas digitais (contactos secos, livres de potencial) dos mesmos mdulos. De acordo com as condies de projecto, o ar interior tratado dever ter uma temperatura de 22C +/- 2Ce uma humidade relativa de 50% +/- 10%. Estamos na presena de duas variveis dinmicas cujo o seu reajustamento ao valor de set-point definir o sistema de controlo. No ambiente a climatizar, haver uma sonda de temperatura que, informar o microprocessador do sistema DDC do erro de desvio da temperatura do valor de set-point. Em funo desse mesmo erro o microprocessador emitir um sinal de sada amplificado, atravs das suas sadas analgicas que modular as vlvulas de trs vias das baterias de gua quente ou refrigerada, de modo a garantir que o erro de desvio no seja superior a +/- 2C do reajustamento da temperatura desejada de 22C. Para controlar a humidade relativa. Haver uma sonda na conduta de extraco e outra na admisso de ar novo, que informaro o microprocessador sobre os erros de desvio de set-point. Os sinais de sada do microprocessador para fazer actuas os sistemas de humidificao e de desumidificao, sero de acordo com os parmetros de controlo definidos previamente no softwar. O as alarmes provenientes das UTANs, so por disparo dos rels trmicos, por falha de caudal e de filtro colmatado. Quando um rel trmico do motor do ventilador de uma UTAN disparar, o FB do mesmo contraria a ordem do seu comando e, por



INSTALAES DE AVAC (Manual2)

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