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04/14/10 - Shoppings adotam estratégias para garantir eficiência em sistemas de climatização

O setor de shoppings centers no Brasil está em franco crescimento. O índice anualMercadoFlux, levantado em parceria entre Instituto de Pesquisa Gamp;Desenvolvimento de Mercado (IPDM) e Feixe Tecnologia, registrou para essemercado, em 2008, crescimento real de 3,7% em atividade comercial. Isto mostraque, embora o crescimento não tenha sido tão significativo quanto o registrado em2007 (6,1%), o setor continua em desenvolvimento. Para este ano, segundo aAbrasce (Associação Brasileira de Shoppings Centers), apesar das turbulênciaseconômicas, está prevista a construção de 20 novos shoppings.Erguer um shopping center é, portanto, sinônimo de bom negócio. Atividade que setorna ainda mais rentável se o empreendedor estiver bem atento às questões deeficiência energética. Conhecidos tradicionalmente como vilões do consumo deenergia elétrica, os shoppings têm adotado cada vez mais estratégias que lhegarantam um crescimento sustentável. Neste sentido, boa parte dos neurônios dosenvolvidos nos projetos de reforma e construção de centros comerciais é gastapara encontrar soluções de otimização dos sistemas de ar condicionado.Condicionadores dedicados ao ar exterior, sistemas de conservação de energiapara pré-tratamento do ar de renovação, produção de refrigeração em estágioshierárquicos de qualidade e a racionalização do consumo desacoplando as cargassensíveis das cargas latentes, e tornando independentes os fluxos de ar derecirculação e de renovação, são alguns pontos-chave que podem conduzir àreduções de consumo de energia na climatização. É o que afirma o engenheiroFrancisco Dantas, diretor da Interplan.Com estratégias de operação que minimizam o consumo de energia no período deponta da concessionária, segundo Dantas, pode-se obter reduções de custosoperacionais de até 70% nos sistemas de climatização. Para o engenheiro, osegredo é modificar a forma de abordagem no tratamento do ar, evitando a misturado ar de recirculação com o ar de renovação e, dessa forma, mantendo o ar de

recirculação livre da umidade, sem o que se obrigaria a um processo global detratamento de ar de menor eficiência.De acordo com o engenheiro, o ar exterior tratado em unidade exclusiva eindependente das demais é responsável não só por propiciar as condiçõessanitárias do ar interior, como também pela remoção da umidade gerada no interiordos ambientes e, para tanto, é resfriado até atingir o ponto de orvalho 7°C: "issopermite operar todos os demais condicionadores com serpentina seca, favorecendoa melhoria da qualidade do ar interior pela ausência de formação de fungos,comum nos sistemas com ocorrência de condensação".ŠNas unidades detratamento do ar exterior ? detalha Dantas ? pode-se recorrer ao emprego delâmpadas ultravioleta para eliminar os fungos e bactérias da condensação:"paralelamente aos benefícios da melhoria da qualidade do ar, esse procedimentoconduz a uma redução média de 20% da energia gasta na produção de frio parasuprimento dos sistemas de tratamento de mistura de ar".

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Expansão indiretaFrancisco Dantas afirma que os sistemas de refrigeração indicados paraclimatização de shoppings centers são os de expansão indireta com condensação àágua, com a utilização de compressores parafuso, ou centrífugos. De acordo com oengenheiro, considerando a tendência do emprego da geração distribuída deenergia para um futuro próximo, é fundamental a redução da demanda elétricapropiciada por esses sistemas, que empregam equipamentos de última geração."Comparados aos sistemas existentes de expansão indireta com condensação a ar,a redução de demanda pode atingir 50% (1,30 kW/TR contra 0,65 kW/TR),computando os equipamentos complementares necessários", detalha Dantas, queexplica que isso reduz de forma importante a potência do sistema de geração, cujocusto por kW instalado é da ordem de R$ 3.000,00. O sistema de geraçãodistribuída ? continua ele ?, se integrado energeticamente em processo deco-geração ao sistema de produção de frio para a climatização, pode gerar, comuso de Tecnologias Ativadas Termicamente (TAT), a refrigeração necessária apartir dos resíduos térmicos da combustão para geração de eletricidade.Ele cita as vantagens: "eficientiza-se o uso do combustível, reduz-se o custo daenergia e minimiza-se os impactos ambientais provocados pela geração deenergia".Para o engenheiro, o sistema de co-geração poderá gerar água gelada para aclimatização com o emprego de máquinas de refrigeração por absorção, e também,através do emprego de outra Tecnologia Ativada Termicamente, proceder adesumidificação do ar exterior por meio de rotores dessecantes. Estes tambémapresentam a característica de promover descontaminação do ar por processo deadsorção de compostos orgânicos voláteis (VOC) contidos no mesmo, melhorandoa qualidade do ar interior e reduzindo a necessidade de renovação de ar, comevidentes vantagens técnicas e econômicas: "além disso, o sistema poderá gerarágua quente como subproduto da geração de energia".

Dantas vai além e ressalta: "eficiência energética em sistemas de ar condicionadosubentende a existência de controles precisos, balanceamento dos sistemashidráulicos e de ar, gerenciamento centralizado através de software e sistema deautomação, sem os quais não se atingirá a racionalização da operação". "Outroaspecto fundamental é a manutenção preventiva, que propicia a preservação dosníveis de desempenho e eficiência para uma eficácia diferenciada", acrescenta.

Outras estratégiasEntre as estratégias para reduzir gastos operacionais em shoppings, é possívelincluir, de acordo com Celso Simões Alexandre, diretor superintendente da Trox doBrasil, um projeto arquitetônico adequado, que preveja a utilização de materiais debom isolamento e oriente adequadamente as fachadas dos edifícios.No que se refere à eficiência energética, a utilização de equipamentos detratamento de ar com bom grau de vedação e estanqueidade, que evitem que se"perca" ar pelos painéis ou dutos, é outra opção apontada por Alexandre.Ele destaca ainda que a utilização de emissores de radiação UVC com a potênciaapropriada e eficiente, à temperatura baixa, que mantenham as serpentinaspermanentemente limpas, é outro aspecto positivo. Sempre que possível, tambémrecomenda considerar a utilização de rodas entálpicas recuperadoras de calor.Alexandre acrescenta que, no que se refere à distribuição de ar, se a discussão forentre um sistema de volume constante ou um sistema de volume variável, para asáreas de hall deveria ser sempre utilizado um sistema de volume variável. Para ele,a solução VAV é consagrada como a de melhor comportamento sob o ponto devista de economia: "isso implica na utilização de difusores adequadospreferencialmente de alta indução, e difusores especiais para pés-direitos altos".Para grandes espaços com grandes alcances com pés-direitos muito altos, elerecomenda considerar a opção de difusores tipo Jet Nozzle.Outro ponto apontado pelo superintendente da Trox como importante diz respeitoaos controles, especialmente os de vazão de ar exterior em função da monitoraçãodo nível de CO2 no ambiente. Alexandre acrescenta que um sistema adequado defiltragem com dimensionamento dos filtros, aumentando ligeiramente o custo inicial,implica em grandes economias na operação do sistema quando analisado sob oponto de vista da análise do ciclo do custo de vida do produto (Life Cicle CostAnalisys).

TermoacumulaçãoO sistema de termoacumulação na Central de Água Gelada (CAG) é outraestratégia para redução de gastos operacionais em projetos de shoppings centers,tanto para redução da conta de energia elétrica no horário da ponta, quanto parareduzir o custo operacional.Por outro lado, o engenheiro José Carlos Felamingo, diretor da Union Rhac, afirma

que os sistemas de CAG a gás natural têm sido bastante promissores, e eliminam anecessidade de termoacumulação, além de oferecerem segurança operacional, "jáque a Comgás, em São Paulo, tem planos especiais de fornecimento de gás naturalpara o setor comercial". Ele acrescenta que os resfriadores por absorção resultamem menor consumo de energia, quando comparados aos sistemas elétricos, pois ogás natural não tem tarifa de ponta: "também, os sistemas de co-geração têm seapresentado econômicos e confiáveis".

Gestão energéticaCelso Doná, gerente de engenharia de aplicação ? Building Efficiency da JohnsonControls, cita a importância dos sistemas de gestão energética para shoppings, queintegram e controlam funções como: ar condicionado, controle de demanda econsumo de energia, elevadores, iluminação, segurança, alarme de incêndio econtrole de acesso e monitoração com câmeras.Além do controle e monitoração, o sistema de controles, segundo Doná, permitefácil comissionamento, reajuste de parâmetros para melhoria contínua dodesempenho energético e reduz custos com manutenção e reposição, com oobjetivo de manter sua originalidade e aumentar o retorno sobre o investimento docliente e tornar mais atrativo o empreendimento para os condôminos.O gerente cita ainda a importância da Ashrae 90.1, que estimula a não poluição domeio ambiente e a redução do uso dos recursos naturais, como água em torres deresfriamento, evitando a emissão de gases. Ele sugere algumas estratégias:- Projeto com a condição de menor carga térmica devido aos tipos de materiaisempregados, disposição do prédio à posição solar e à aplicação das normasdisponíveis no mercado nacional e internacional;- Simular vários tipos de sistemas na fase de projeto para ver a melhor alternativade custo x benefício para o cliente e o empreendimento, adotando os critérios deanálise técnica e financeira;- Após o sistema definido, convergir para otimizações permitidas para reduzir maiso custo operacional e para oferecer maior conforto e segurança para os usuários,com a aplicação das normas de renovação de ar, filtragem do ar e conforto térmicopara aumentar a permanência do cliente no shopping.- Usar sistemas de controle de acesso que facilitem ao cliente entrar e sair doshopping e que auxiliem os lojistas na criação de facilidade de venda, como ocontrole de iluminação, etc.- Ter a possibilidade de expansão e fácil integração dos sistemas de automaçãopredial para todas as utilidades do shopping para melhoria da performance dossistemas e controle fácil para manutenção, oferecendo ao usuário aquilo que oshopping se propõe, que é a disponibilidade e segurança.- A aplicação de ciclos economizadores e de controle de ar de renovação atravésde CO2 para que, nos horários de menor fluxo, os equipamentos operem com

menor consumo de energia e menor capacidade.

TendênciasDoná conta que algumas das soluções implantadas em shoppings por sua empresaforam, na maioria, do tipo Central de Água Gelada, como: resfriadores à água e/oua ar com termoacumulação de gelo e/ou de água, tendo resfriadores à água e/ou aar convencionais com o gerador operando no horário de ponta, resfriadores a gás eciclos de co-geração a gás gerando energia e o ar condicionado simultaneamente,e sistema misto de resfriadores nas áreas comuns e splits.Na questão de manutenção, Doná explica que o sistema de água gelada nãopromove grandes perdas de gás por estar enclausurado nos resfriadores. "Sua vidaútil é maior por ser mais robusto, suas peças são fáceis de trocar e em menorquantidade do que os sistemas do tipo split e VRV, que precisam de umaquantidade muito grande de equipamentos e componentes", diz.Segundo ele, o sistema central de água gelada permite ainda a redução dedemanda elétrica do empreendimento e a expansão mais rápida de investimentosadicionais altos, "pois a central pode ser projetada para ampliação ou para absorverflutuação de cargas térmicas a ponto de apenas precisar ampliar na parte dedistribuição de ar e de água, e a automação sempre é no sistema de arcondicionado da forma mais simples possível e funcional, permitindo a monitoraçãoe controle das variáveis da central de água gelada e dos terminais ouclimatizadores". Segundo Doná, muitos decidem ampliar e integrar a iluminação,elevadores, escadas rolantes, detecção e alarme de incêndio e circuito desegurança e acesso com TV.

ComponentesA eficiência energética não deve se restringir apenas aos resfriadores. Nestesentido, o emprego de equipamentos mais eficientes é indispensável. No entanto, énecessário que os projetos tenham uma boa concepção de distribuição de água ede ar para que o sistema seja realmente eficiente de uma forma global,principalmente em cargas parciais, alerta o engenheiro Edison Tito Guimarães, daDatum.De acordo com Celso Doná, quando se fala em ar condicionado para shoppingcenter, remete-se  a um sistema com central de água gelada e componentesauxiliares, tais como: bombas de água gelada, torre de resfriamento, bombas deágua de condensação, válvulas de balanceamento, válvulas de controle e seuscontroladores e termostatos para tornar o ambiente confortável e econômico.Esses componentes auxiliares ? afirma ? podem ser empregados de maneirasdiversas, como bombas em circuitos primários e secundários de água gelada comvariador de frequência, ou simplesmente bombas no circuito primário com variadorde frequência e com by pass para a mínima vazão do resfriadores, o que

economizaria energia e investimento inicial.As bombas de água ? continua ? são necessárias para transporte da água geladaaté o climatizador para tratar o ar e resfriar o ambiente. A bomba de condensação éusada para prover de água da torre de resfriamento no resfriador à água e manter omesmo operando da forma que foi concebido na fábrica. Os variadores defreqüência são usados para controlar o consumo de energia dos motores à medidaque são colocados em operação e para reduzir a corrente e demanda de partida dosistema como um todo. O mesmo acontece com o uso dos variadores defrequência nos resfriadores a ar ou à água, que também aumentam a vida útil doequipamento, além de reduzir o ruído e aumentar a eficiência e o fator de potênciacorrigido.Doná afirma ser possível aplicar o variador de frequência nos motores dosventiladores dos climatizadores e também operar nos horários de menor ocupaçãocom ajustes diferentes de água gelada, mantendo o ambiente saudável econtrolado. "Sistemas recuperadores de calor no lado do ar para fazer a central deágua gelada operar menos e reduzir o custo operacional. Sistemas de acumulaçãode energia térmica nos horários de baixo custo de energia para serem usados noshorários de ponta de alto custo de energia", ensina.

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Autora: Ana Paula Basile Pinheiro - editora da revista Climatização & Refrigeração