Eficiência em sistemas de volume variável

Os desenvolvimentos técnicos e o acesso a programas de computador que simulam e analisam o comportamento dos sistemas de volume variável, nos permitem projetar sistemas ótimos em termos de economia de energia.

por Alfredo Sotolongo *

A energia mais econômica de produzir é o que salva!

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No início do 2016, concentrei-me na redação de artigos relacionados às novas tendências no projeto de sistemas de ar condicionado eficientes, onde todos os fluidos: ar, água e refrigerante variam em volume para compensar a carga térmica em cada momento do dia. Está estabelecido que a carga térmica presente em muitas estruturas representa em torno de 60% para 70% na maioria das vezes.
Portanto, ao variar o volume dos três fluidos em coordenação uns com os outros, a eficiência do sistema é maximizada, refletindo as economias nunca antes vistas nos sistemas de ar condicionado. Isto é conseguido usando variadores de freqüência onde a equação reflete a relação entre potência e revoluções por minuto, RPM do motor, que chamamos leis de afinidade:

  • HP1 / HP2 = (RPM1 / RPM2) ᶾ
  • Onde:
  • Cavalos HP1 = força original.
  • Cavalos HP2 = força resultante.
  • RPM1 = rotações por minuto originais diretamente proporcional ao volume original.
  • RPM2 = rotações por minuto reduzida directamente proporcional ao volume reduzido.
  • Portanto, HP2 = HP1 / (RPM1 / RPM2) ᶾ

Mais uma vez, esclarecemos que, no caso de ar e água, ventiladores centrífugos e bombas de água centrífuga, pode haver limitações na velocidade mínima de rotação, uma vez que existem resistências como fricção nos rolamentos. No entanto, sempre que a rotação e, portanto, o volume é reduzido, a economia de energia é considerável. No caso do refrigerante variável, esta limitação não se aplica e a redução na rotação do compressor centrífugo pode ser maior. Isso ocorre porque não há fricção adicional porque os rolamentos são magnéticos.

Nos últimos dois anos, fabricantes como o Acutherm desenvolveram combinações de controles para maximizar a eficiência do sistema de volume variável. Quando o volume de ar variável é aplicado, o objetivo é subdividir a área condicionada em tantas áreas quanto possível e isso é alcançado quando cada difusor é um ponto de controle com seu termostato integrado.

A Acutherm investiu consideráveis ​​recursos humanos e financeiros para desenvolver sistemas variáveis ​​de volume de ar que funcionam com baixo nível de som, minimizando a queda de pressão e evitando o superaquecimento e o superaquecimento. Além disso, esses sistemas contribuem para reduzir o consumo elétrico do motor do ventilador da unidade de ar condicionado.

Através de programas informáticos que analisam o design de sistemas de volume variável, como o chamado EnergyPro, as economias de energia são demonstradas ao usar os difusores inteligentes da Acutherm. Abaixo, liste os benefícios do sistema de volume variável que destaca essas economias:
1) Sistemas de baixa pressão. Todos os difusores são terminais que operam a baixa pressão. Muito abaixo das caixas de volume variável.
2) Redução do ar frio abaixo do mínimo das caixas. Eles permitem diminuir o volume de ar abaixo de 10%. Isso significa que o ar frio pode ser reduzido até o ponto em que o excesso de refrigeração é evitado, desde que os padrões locais o permitam.
3) O programa identifica áreas de alta concentração de carga térmica. As áreas que requerem maior capacidade devido ao uso e ocupação devem ser divididas separadamente.
4) Desenvolva um modelo realista. A análise de energia baseada em médias simplifica o cálculo, mas não estimula com precisão a diversidade que existe em edifícios reais.
5) Controle de temperatura individual para cada difusor. Cada difusor inteligente Acutherm é uma zona de controle independente com o termostato e o portão integrados. Isso impede que em áreas muito pequenas, quando estão desocupados, está presente no resfriamento ou no aquecimento.
6) É evitado usar reaquecimento nos difusores. Primeiro porque muitos governos municipais o proíbem e, em segundo lugar, porque é um desperdício de energia desnecessária.

O programa EnergyPro, desenvolvido por uma empresa independente, integrou modelos de vários fabricantes, incluindo a Acutherm. Ao inserir os dados para fazer a análise, no caso de um sistema que usa o Acutherm, somente é necessário selecionar o modelo do difusor. É um programa fácil de usar no qual o resultado da análise de energia é baseado na informação do Departamento de Energia dos EUA DOE 2.1 e é baseado no padrão ASHRAE 90.1. Também inclui ferramentas para calcular o equipamento mecânico e o custo do ciclo de vida.

Desenvolvimentos técnicos e acesso a programas de computador que simulam e analisam o comportamento de sistemas de volume variável, mesmo quando são apenas uma idéia, nos permitem projetar sistemas ótimos em termos de economia de energia.

Se você precisar de mais informações sobre qualquer um dos tópicos abordados nesta coluna, entre em contato comigo em: asotolongo@protecinc.com

* Presidente da Protec, Inc., é certificada como um engenheiro profissional em Porto Rico e no estado da Flórida; Ele tem mais de 40 anos de experiência na aplicação e venda de sistemas e equipamentos para a conservação de energia. Ele é um membro da ASME (American Society of Mechanical Engineers), AEE (Associação de Engenheiros de Energia), ASHRAE e foi presidente do capítulo de Miami da associação.

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