EXEMPLO DE CÁLCULO (CONTINUAÇÃO)
5 SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR
5.3 CONDICIONADORES DE AR DO TIPO JANELA OU DO TIPO
SPLIT
5.3.1 Cálculo da carga térmica
O cálculo das cargas térmicas deve ser baseado em normas e manuais de engenharia, como o ASHRAE Handbook of Fundamentals (ASHRAE, 2005) ou NBR 16401.
SISTEMA DE CONDICIONAMENTO CENTRAL
Se a carga térmica de pico da edificação for superior a 350 kW (100TR) o sistema de ar condicionado deverá ser central, exceto se comprovado que os sistemas individuais apresentam menor consumo. Neste caso deve-se apresentar o memorial de cálculo de simultaneidade, comprovando o menor consumo dos sistemas individuais. O cálculo da simultaneidade consiste na demonstração de todas as cargas dos aparelhos de condicionamento de ar utilizados.
5.3.2 Eficiência de uma zona com diferentes unidades
O primeiro passo para determinar a eficiência para sistemas compostos por condicionadores de ar do tipo janela ou split consiste em consultar a eficiência da unidade (ou unidades) no site do INMETRO. Pode acontecer que o modelo (ou modelos) consultado não esteja presente no site do INMETRO. Nesse caso, o nível de eficiência da unidade (ou unidades) não classificada na tabela do INMETRO é definido como E.
Pode acontecer que duas, ou mais, unidades de condicionamento partilhem o mesmo ambiente. Por exemplo, uma sala de aula que tem três unidades de janela para condicionamento de ar e que cada uma destas unidades tem potências e eficiência diferentes; como determinar a eficiência neste caso?
Neste caso, a eficiência de cada unidade deve ser ponderada pela capacidade (potência) e não pela área, uma vez que todos os aparelhos atendem a em uma mesma área.
Os níveis de eficiência para estes tipos de unidades podem ser consultados na página do INMETRO: http://www.inmetro.gov.br
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EXEMPLO DE CÁLCULO
No seguinte exemplo, um ambiente é servido por três unidades condicionadoras diferentes com distintas eficiências como se pode se pode ver na Tabela5.1
Tabela5.1: Exemplo de equivalentes numéricos de distintos sistemas Unidade Potência [Btu/h] Eficiência da
unidade Equivalente numérico 1 7500 B 4 2 9000 C 3 3 12000 C 3
Para poder calcular a classificação deste ambiente é necessário ponderar as eficiência de cada unidade pela potência, da seguinte forma:
Soma da potência de cada unidade. No caso em questão:
7500+9000+12000 = 28500 Btu/h
Divide-se a potência de cada unidade pela soma da potência das três unidades obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente:
Tabela5.2: Exemplo de ponderação por potência Unidade Potência [Btu/h] Coeficiente de
ponderação
1 7500 0,26
2 9000 0,32
3 12000 0,42
TOTAL 28500 1,00
Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada unidade pelo Equivalente numérico de eficiência:
EXEMPLO DE CÁLCULO
(continuação)Tabela 5.3: Exemplo de determinação de eficiência através ponderação por potência Ambiente Equivalente
numérico
Coeficiente de
ponderação Resultado ponderado
1 4 0,26 1,04
2 3 0,32 0,96
3 3 0,42 1,26
TOTAL 3,26
O resultado ponderado é comparado na tabela de classificação e assim:
2,5 < 3,26 < 3,5
Assim, o nível de eficiência tem valor C.
5.3.3 Eficiência de vários ambientes
Após coletar os dados de eficiência do aparelho, procede-se à ponderação das áreas, caso seja necessário. No caso de classificar somente uma sala com uma unidade de janela ou split, então a eficiência do sistema de condicionamento de ar será igual à eficiência do aparelho em questão, desde que os requisitos sejam cumpridos. O pré-requisito, neste caso, reporta-se somente ao nível de eficiência A e consiste em conferir se a unidade de condicionamento de janela ou a unidade condensadora do sistema split do ambiente em questão está sombreada permanentemente.
Na maioria dos casos, pretende-se obter a classificação de um conjunto de diferentes ambientes, várias salas, diversos pisos. Neste caso, deve-se primeiro determinar o nível de eficiência de cada unidade independente, seja esta de janela ou split. Depois, determina-se a área que cada unidade independente de condicionamento de ar atende. Na posse destes dois tipos de dados, calcula-se uma média de eficiência para cada ambiente, ponderada por área.
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EXEMPLO DE CÁLCULO
Um escritório deseja obter a etiqueta do nível de eficiência energética. Este escritório possui um aparelho condicionador de ar em cada uma de suas salas. A Tabela 5.4 apresenta os dados necessários para a determinação da classificação final.
Tabela 5.4. Dados para exemplo de cálculo de eficiência de vários ambientes Ambiente Área [m²] Eficiência da unidade Equivalente numérico
1 20 B 4
2 40 C 3
3 50 C 3
4 45 A 5
Para se calcular a classificação geral pondera-se as eficiências de cada ambiente por área da seguinte forma:
Soma da área de todos os ambientes. No caso em questão:
20+40+50+45 = 155m² ;
Divide-se a área de cada ambiente pela área total dos quatro ambientes obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente.
Tabela 5.5. Exemplo de ponderação por área
Ambiente Área [m²] Coeficiente de ponderação
1 20 0,13
2 40 0,26
3 50 0,32
4 45 0,29
TOTAL 155 1,0
Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada ambiente pelo equivalente numérico de eficiência:
EXEMPLO DE CÁLCULO
(continuação)Tabela 5.6. Exemplo de determinação da eficiência de um ambiente de vários ambientes
Ambiente Equivalente numérico
Coeficiente de
ponderação Resultado ponderado
1 4 0,13 0,52
2 3 0,26 0,78
3 3 0,32 0,96
4 5 0,29 1,45
TOTAL 3,71
O resultado numérico é comparado com a tabela de classificação, Tabela 2.2 do regulamento:
3,5 < 3,71 < 4,5
Assim, o nível de eficiência tem valor B.
5.3.4 Eficiência de dois ou mais sistemas independentes
Quando no mesmo edifício existe mais de um sistema independente de condicionamento de ar, o nível geral de eficiência do mesmo é determinado através da ponderação das eficiências de cada um dos sistemas. Esta ponderação é feita em três passos:
• Determinar a eficiência de cada um dos sistemas individualmente;
• Ponderar as áreas servidas a partir de cada sistema em relação ao total do edifício, ou em relação à parte do edifício cuja eficiência se almeja determinar;
• Calcular a eficiência total do edifício, ou parte do edifício, através da média ponderada por área da eficiência de cada sistema.
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EXEMPLO DE CÁLCULO
Para a determinação do nível de eficiência energética de um edifício de escritórios onde a climatização das áreas comuns é feita por um sistema central de condicionamento de ar e os gabinetes são climatizados por unidades de janela. Neste caso, a eficiência do sistema de condicionamento seria igual à área das zonas comuns ponderada pela eficiência do sistema central de condicionamento com a média ponderada por área de cada gabinete com a eficiência dos sistemas de condicionamento de janela respectivo.
Tabela 5.7: Exemplo de cálculo de eficiência do sistema de condicionamento de ar com diferentes sistemas de condicionamento de ar
Sistema Área [m²] Eficiência do sistema Equivalente numérico Sistema central de condicionamento 300 A 5 Unidade de janela 10 C 3 Unidade de janela 10 B 4 Split 40 B 4
Para poder calcular a classificação geral precisa-se ponderar as eficiências de cada ambiente pela área da seguinte forma:
Soma da área de todos os ambientes. No caso em questão:
300+40+10+10 = 360m²
Divide-se a área de cada ambiente por a área total dos quatro ambientes obtendo o coeficiente de ponderação de cada ambiente.
Tabela5.8: Exemplo de ponderação por área de ambientes
Ambiente Área [m²] Coeficiente de
ponderação 1 300 0,83 2 10 0,03 3 10 0,03 4 40 0,11 TOTAL 360 1,00
EXEMPLO DE CÁLCULO
(continuação)Multiplica-se o coeficiente de ponderação de cada ambiente pelo equivalente numérico de eficiência:
Tabela5.9: Exemplo de determinação de eficiência Ambiente Equivalente
numérico
Coeficiente de
ponderação Resultado ponderado
1 5 0,83 4,17
2 3 0,03 0,08
3 4 0,03 0,11
4 4 0,11 0,44
TOTAL 4,81
O resultado numérico é comparado com a tabela de classificação, Tabela 2.2 do RTQ-C:
4,5 < 4,81 < 5,0
Assim, o nível de eficiência tem valor A.