Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
3.3 Sistema de Climatização
Para a presente secção e para as secções seguintes, será adoptada a seguinte nomen- clatura para a análise do comportamento, do sistema de climatização implementado no edifício em estudo, em que:
• ESC
Cald.: Energia consumida pela caldeira, usada para o sistema de climatização
[kW h]; • ESC
B. : Energia consumida pela bomba, usada pelo sistema de climatização [kW h];
• ESC
V. : Energia eléctrica consumida pelo ventilador, ou pelo ventiloconvector, ou
seja pelo aparelho usado para a insu ação do edifício, do ar proveniente do sistema de climatização [kW h];
• ESC
Ch.: Energia consumida pelo mini-chiller [kW h];
• Hsobreaq.,25: Número de Horas num ano em que a temperatura interior do edifício
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
• %Hsobreaq.,25 [%]: Percentagem anual das horas em que a temperatura interior do
edifício se encontra acima dos 25oC, em relação ao número de horas num ano
(foram consideradas 8760 horas) [%];
• Hsobreaq.,26: Número de Horas num ano em que a temperatura interior do edifício
se encontra acima dos 26oC [horas];
• %Hsobreaq.,26 [%]: Percentagem anual das horas em que a temperatura interior do
edifício se encontra acima dos 26oC, em relação ao número de horas num ano
(foram consideradas 8760 horas) [%];
A evolução da temperatura no interior do edifício para os dias de projecto, usando o sistema de climatização que utiliza o venttiloconvector, encontra-se representada nas guras 3.19, 3.20 e 3.21 para o intervalo de dias considerado na estação de aquecimento9.
Figura 3.19: Evolução da temperatura interior do edifício em Bragança, na estação de aquecimento, para os dias de projecto, com o sistema de climatização activo
9A variação das temperaturas para esta solução com uma espessura de 100 mm, encontra-se re-
presentada no anexo C.2
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.20: Evolução da temperatura interior do edifício no Porto, na estação de aqueci- mento, para os dias de projecto, com o sistema de climatização activo
Figura 3.21: Evolução da temperatura interior do edifício em Faro, na estação de aqueci- mento, para os dias de projecto, com o sistema de climatização activo
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
A evolução das temperaturas no interior do edifício, para o sistema com ventilo- convector na estação de aquecimento, é idêntica em Bragança e no Porto, sendo mais uniforme no Porto, pois existe menor radiação solar incidente, sendo necessário aquecer menos vezes o ar no interior do edifício. Em Faro existem vários picos, pois a radia- ção solar incidente é superior às outras localidades em estudo, os períodos de maior radiação provocam o aquecimento do interior da habitação, mesmo sem o sistema de climatização estar ligado.
As guras 3.22, 3.23 e 3.24 para o intervalo de dias considerado na estação de arrefecimento, nas respectivas localidades.
Figura 3.22: Evolução da temperatura interior do edifício em Bragança, na estação de arrefecimento, para os dias de projecto, sem o sistema de arrefecimento activo
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.23: Evolução da temperatura interior do edifício no Porto, na estação de arrefeci- mento, para os dias de projecto, sem o sistema de arrefecimento activo
Figura 3.24: Evolução da temperatura interior do edifício em Faro, na estação de arrefeci- mento, para os dias de projecto, sem o sistema de arrefecimento activo
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
A evolução da temperatura interior na estação de arrefecimento é idêntica para qualquer das localidades em estudo, pois existe uma relação a temperatura interior do edifício e a radiação solar incidente estão directamente relacionadas, fruto da inexis- tência de um sistema de climatização activo, que modi ca a temperatura interior para um determinado valor desejado. Assim, a temperatura aumenta com o aumento da radiação, diminuindo também quando a radiação diminuí. É também possível de ve- ri car, que as temperaturas interiores são muito elevadas em determinados momentos (acima dos 30oC), coincidindo com os momentos onde a radiação solar é maior.
As guras 3.25, 3.26 e 3.27 representam as evoluções da temperatura interior em função da radiação e da temperatura exterior para os dias de projecto de Verão da respectiva localidade.
Figura 3.25: Evolução da temperatura interior do edifício em Bragança, na estação de arrefecimento, para os dias de projecto, com o sistema de arrefecimento activo
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.26: Evolução da temperatura interior do edifício no Porto, na estação de arrefeci- mento, para os dias de projecto, com o sistema de arrefecimento activo
Figura 3.27: Evolução da temperatura interior do edifício em Faro, na estação de arrefeci- mento, para os dias de projecto, com o sistema de arrefecimento activo
A energia consumida pelos equipamentos do sistema de climatização em análise encontra-se representada nas guras 3.28 e 3.29 e na tabela 3.19.
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.28: Consumo de energia anual, dos equipamentos utilizados, para a climatização do edifício, para cada uma das localidades, com os painéis CSP de 80 mm de espessura
Figura 3.29: Consumo de energia anual dos equipamentos utilizados, para a climatização do edifício, para cada uma das localidades em estudo, com os painéis CSP de 100 mm de espessura
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Tabela 3.19: Energia anual consumida para a climatização do Edifício, sem sistema de arrefecimento auxiliar
Fpu,i[kW hEP/kW h] Bragança Porto Faro
80 100 80 100 80 100 ECald.SC [kW h] 1,0 8913,4 8366,2 5751,1 4950,9 3268,4 1763,4 EB.SC [kW h] 2,5 124,4 117,4 83,4 76,9 55,5 47,8 EV.SC [kW h] 2,5 596,4 579,8 429,6 384,3 279,3 126,2 Pn i Fpu,i· EiSC[kW hEP] - 10715,3 10109,1 7033,8 6104,0 4105,4 2198,4
Através dos resultados obtidos para os consumos energéticos, é possível veri car que estes são maiores em Bragança e menores em Faro, tal como era expectável face aos valores das necessidades energéticas, obtidos na secção 3.1, assim como a evolução da temperatura no interior do edifício para cada localidade.
O número de horas em que a temperatura no interior do edifício ultrapassa os 25oC, encontra-se representada na tabela 3.20.
Tabela 3.20: Número de horas em que a temperatura interior do edifício excede os 25oC,
sem a ajuda de um sistema de arrefecimento auxiliar
Bragança Porto Faro 80 100 80 100 80 100 Hsobreaq.,25 751 777 370 376 1372 1425
%Hsobreaq.,25[%] 8,6 8,9 4,2 4,3 15,7 16,3
Hsobreaq.,26 484 479,0 170 171 892 918
%Hsobreaq.,26[%] 5,5 5,5 1,9 2,0 10,2 10,5
Analisando os resultados obtidos, é possível veri car que aumentado a espessura de isolamento das paredes, os seus consumos energéticos também sofrem uma diminuição. No entanto, como era expectável devido ao aumento das necessidades de arrefecimento, o número de horas de sobreaquecimento aumentou.
Apenas em Faro o limite de 10% foi ultrapassado, no entanto durante menos de 10% do tempo a temperatura encontra-se acima dos 26oC, como já foi referido na
secção 2.11, este valor é aceitável para assegurar o conforto térmico dos ocupantes. Para o mesmo sistema de aquecimento, mas auxiliado por um mini-chiller para o arrefecimento no Verão foram obtidos os resultados representados nas guras 3.30 e 3.31 e nas tabelas 3.21 e 3.22.
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Figura 3.30: Representação dos consumos energéticos dos equipamentos utilizados para a climatização do edifício em estudo, com os painéis CSP de 80 mm de espessura, com o sistema de arrefecimento auxiliar activo
Figura 3.31: Representação dos consumos energéticos dos equipamentos utilizados para a climatização do edifício em estudo, com os painéis CSP de 100 mm de espessura, com o sistema de arrefecimento auxiliar activo
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos
Tabela 3.21: Energia anual consumida para a climatização do Edifício com o sistema de arrefecimento auxiliar activo
Fpu,i[kW hEP/kW h] Bragança Porto Faro
80 100 80 100 80 100 ECald.SC [kW h] 1,0 8793,1 8366,2 5713,2 4939,9 3268,9 1763,4 EB.SC [kW h] 2,5 142,0 117,4 91,9 85,2 83,2 47,8 EV.SC [kW h] 2,5 603,7 626,3 432,1 406,2 279,5 212,0 ESC Ch. [kW h] 2,5 68,6 87,6 37,8 38,1 163,6 208,7 Pn i Fpu,i· EiSC[kW hEP] - 10828,6 10444,1 7117,8 6263,8 4584,5 2934,9
Tabela 3.22: Número de horas em que a temperatura interior do edifício, excede os 25oC,
com o sistema auxiliar activo
Bragança Porto Faro 80 100 80 100 80 100 Hsobreaq.,25 216 179 77 67 205 323
%Hsobreaq.,25[%] 2,5 2,0 0,9 0,8 2,3 3,7
Tal como foi veri cado anteriormente, uma maior espessura de isolamento con- tinua a ser favorável para uma utilização mais e ciente da energia, algo expectável, em conformidade com os resultados veri cados na secção 3.1, pois as necessidades de aquecimento, são muito superiores às de arrefecimento. Como era esperado, de acordo com a evolução horária das temperaturas na semana crítica analisada para a estação de arrefecimento, o tempo de sobreaquecimento com o mini-chiller é muito mais reduzido, nunca sendo atingidas temperaturas interiores muito elevadas.
Para determinar o tempo necessário, para que a escolha de um edifício, cujas paredes têm uma espessura de 100 mm, traga retorno económico, relativamente a um edifício que utilize as outras paredes, é usada a equação:
CeEdif.,100· na+ CIEdif.,100= CeEdif.,80· na+ CIEdif.,80 [e] (3.6)
Em que CeEdif,i [e/ano] , representa o custo anual da energia consumida pelo
edifício cuja espessura do CSP, toma o valor "i"em [mm] e CIEdif.,i, o custo inicial do
mesmo edifício [e].
O número de anos necessário, para que a solução cujo custo inicial é maior, relati- vamente à que tem o custo mais baixo, tenha retorno económico devido às poupanças a nível energético, deve ser como já foi visto anteriormente, razoável para o ciclo de vida de um ser humano. O valor aceitável depende do que se pretende, para avaliar as emissões de carbono, normalmente considera-se cerca de 50 anos [3], no entanto para avaliar se o negócio é ou não rentável em termos económicos, normalmente costuma ser admissível um período de tempo até 20 anos, pois a maioria dos equipamentos têm um ciclo de vida que ronda este período. No entanto, não foram fornecidos os dados relativamente ao preço de ambas as soluções, para esta análise ser realizada.
Outra análise, cuja realização é no entanto, impossível, por falta de dados disponí- veis, seria a análise dos consumos energéticos do edifício variando as propriedades dos envidraçados utilizados, no entanto mantendo a sua área.
Capítulo 3. Análise e Discussão dos Resultados Obtidos Esta análise poderia ser realizada através da equação:
Ceenv.,U i· na+ CIenv.,U i = Ceenv.,U j · na+ CIenv.,U j [e] (3.7)
Em que Ceenv.,U i [e/ano], representa o custo anual da energia do edifício com
envidraçado, com o coe ciente global de transferência de calor, cujo valor é Ui [W/(m2·
K)] e CIenv.,U i [e], representa o custo inicial do edifício com os mesmos envidraçados.
Os coe cientes do segundo membro têm um signi cado análogo, mas para envidraçados, cujo coe ciente toma o valor de nido por Uj.
A equação 3.7, assume que todos os envidraçados instalados no edifício, possuem as mesmas características, o que normalmente se veri ca, caso contrário a análise teria que ser ajustada em conformidade.