INSTALAÇÃO DE APARELHOS CLIMATIZADORES EM EDIFICAÇÕES TIPO LOFT, FLAT OU QUITINETES
Ricardo Cerri Alves Camargo – ricardo@msa.com.br Universidade Salvador, Engenharia Mecânica, www.unifacs.br
Resumo. Esse texto tem como premissa, evidenciar os requisitos básicos para a instalação de aparelhos climatizadores em edificações tipo loft, flat ou quitinetes que possuem fogões a gás.
Tratando dos aspectos específicos para manter uma adequada renovação de ar nesses ambientes, através de um diferencial de pressão criado por um exaustor mecânico, para garantir os requisitos mínimos adequados para sua instalação, segundo a ABNT NBR 13103
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Palavras Chaves: aparelhos a gás, climatizadores de ar, renovação de ar, exaustão.
1. INSTALAÇÃO DE AR CONDICIONADO RESIDENCIAL
Em aplicações residenciais a instalação de ar condicionado, seguem algumas diretrizes normatizadas pela ABNT, para que se façam cumprir alguns requisitos básicos de segurança e conforto. A norma brasileira que define os parâmetros básicos de instalações de ar condicionado é a ABNT NBR 16401.
Em nosso estudo proposto, além da submissão a ABNT NBR 16401, recorreremos à outra Norma Brasileira, a qual trata dos aspectos específicos de instalações de aparelhos a gás para uso residencial a ABNT NBR 13103. Essa norma é de fundamental importância para nosso texto, visto que, o foco são as aplicações residenciais do tipo loft, flats e quitinetes, onde encontramos sala e cozinha conjugada, comportando um aparelho, do tipo fogão a gás.
2. FUNDAMENTOS DO CONFORTO TÉRMICO
Ao explanarmos sobre o funcionamento de um aparelho de ar condicionado, trazemos em nosso estudo todas as grandezas físicas que estão intrínsecas a esse processo. Grandezas essas que envolvem energia, calor, trabalho, potência, transformações nos estados da matéria e principalmente as propriedades termodinâmicas, tais como:
- Temperatura (t) - Pressão (p)
- Massa específica ou densidade (ρ) - Calor específico (c)
- Condutividade térmica (k) - Entalpia específica (h) - Entropia específica (s)
Como essas grandezas físicas influenciam diretamente no processo de climatização de uma zona específica estaremos nos referindo ao processo de tratar o ar em ambientes herméticos, visto que, devemos ordenar a sua temperatura, umidade, movimentação no ambiente e seu grau de pureza, para fins de obter uma situação de conforto térmico. (SILVA, 2003)
Segundo a ASHRAE (1997), situação de conforto térmico sentida por um corpo humano é traduzida como o estado de espírito refletida na satisfação como o ambiente térmico que o envolve. (SILVA, 2003)
2.1. Tipos de sistemas de um condicionador
Existe no mercado de refrigeração, diversos sistemas de climatização de ar, que atendem desde um único ambiente até sistemas de zonas múltiplas. Os principais tipos de sistemas são:
- Sistema de expansão direta com condensação de ar remota;
- Sistema de expansão direta com condensação a água;
- Sistema de expansão indireta com condensação de ar acoplado;
- Sistema de expansão indireta com condensação de ar remota;
- Sistema de expansão indireta com condensação água;
Nesse artigo, focaremos nosso estudo nos equipamentos de zona simples, com sistema de expansão direta com condensação de ar remota. Dentre esses climatizadores iremos tratar apenas do sistema tipo splits, pois são equipamentos encontrados com maior facilidade e dentre os sistemas de zona simples os mais procurados.
Os splits são equipamentos que possuem sua unidade de evaporação de ar no interior do ambiente, conectados por tubulações de cobre a unidade condensadora, localizada na parte externa da edificação.
Algumas vantagens de sua aquisição são refletidas em termos de estética do ambiente e o baixo nível de ruído, pois o sistema de compressão e condensação está localizado dentro da unidade externa.
(SILVA, 2003).
São encontrados diversos modelos no mercado do tipo splits, tais como: evaporadoras do tipo cassete de quatro vias, embutidas no forro, do tipo hi – wall, que são fixadas na parede a uma altura em torno de 2,30m do piso, e outros modelos podendo ser de instalação no piso ou dentro dos forros nos ambientes. Na figura 1, podemos visualizar um climatizador do tipo split, com evaporador tipo hi – wall
Figura 1 – unidade evaporadora e condensadora, tipo mini - split
2.2. Renovação de Ar
Além da necessidade de climatização de um ambiente, outro fator extremamente importante é quanto ao processo de tratamento do ar interno, processo esse, que envolve o controle de algumas características do ar, sem garantir um controle efetivo de temperatura e umidade. A renovação atmosférica interna se faz necessária para garantir a purificação do ambiente, eliminado partículas sólidas, tais como: (poeiras, fungos, fumaças, ácaros, gás GLP, dentre outros). (COSTA, 2003)
Os sistemas do tipo splits não realizam diretamente a renovação de ar externo. Deve ser feito um processo complementar para garantir ar tratado para o ambiente, podendo ser usado um ventilador mecânico para insuflar o ar externo, ou até mesmo uma exaustão forçada, que renovará a atmosfera circundante através de uma depressão causada no ambiente, pela expurgação do ar interno.
3. REQUISITOS DO AMBIENTE SEGUNDO ABNT NBR 13103 3.1. Instalação de Aparelhos a Gás para Uso Residencial
O uso de aparelhos a gás que se refere à Norma é classificado segundo seu sistema de combustão, podendo ser de circuito aberto ou circuito fechado, explanaremos apenas os equipamentos de circuito aberto, pois são à base de nosso texto. (ABNT NBR 13103, 2006)
Circuito Aberto
O funcionamento desse equipamento é realizado através da utilização do ar atmosférico do ambiente para efetuar a combustão completa. Esses aparelhos podem possuir ou não duto de exaustão. São considerados equipamentos de circuito aberto sem duto de exaustão:
- Fogões, fogões com forno e fogão de mesa, limitada a capacidade de 360 kcal/ min;
- Fornos limitados a mesma capacidade dos fogões;
- Máquinas de lavar, secar roupas e lavar louças, limitadas a capacidade de 4000 kcal/ h;
- Aquecedor de água a gás.
4. Instalação de Aparelhos a Gás em Edificações tipo Loft, Flat ou Quitinetes
As edificações residências que tem como característica arquitetônica não possuírem divisórias entre salas, quartos e cozinhas são conhecidas como loft, flats ou quitinetes.
Essas edificações que possuem uma arquitetura peculiar estão inseridas em requisitos específicos segundo a Norma 13103, pois a utilização de fogões a gás em um ambiente único ao dormitório ou sala, torna a propagação do gás GLP, ainda mais nocivo aos indivíduos.
O combustível utilizado em fogões a gás, para realizar a combustão é o GLP (Gás Liquefeito do Petróleo) que possui densidade maior que o oxigênio. Com a utilização constante a tendência é o GLP expulsar o oxigênio do ambiente, pois possui uma densidade mais elevada.
Quando o ambiente for climatizado e possuir em seu interior um aparelho a gás (tipo fogão) deve ser garantido à renovação de ar nesse espaço. A renovação de ar deve ser realizada pelo equipamento de climatização, a taxa mínima de renovação de ar deve ser de 35,0 m3/h por pessoa. Faz-se necessário também, utilizar uma coifa de tiragem natural nos aparelhos a gás, não necessitando de utilização de chaminés. (ABNT NBR 13103, 2006)
5. PROJETO DE AR CONDICIONADO
Nas aplicações de projeto, quando nos deparamos com ambientes do tipo lofts, flats e quitinetes, que possuírem aparelhos a gás, (tipo fogão com forno), devem-se ponderar alguns aspectos essenciais, segundo as Normas supracitadas.
Em primeiro lugar, procuramos conceber as soluções a serem adotadas, pois além do conforto térmico, é preciso realizar uma taxa mínima de renovação de ar. E por fim, existe a necessidade de um duto de ar, para executar a exaustão natural dos produtos de combustão, do aparelho a gás.
Diversas maneiras podem ser concebidas para realizamos esse tipo de instalação, entretanto, cabe ao projetista de eletromecânica, apresentar a condição custo – beneficio que melhor atenda aos requisitos mínimos das Normas sem prejuízo ao consumidor final.
5.1. Solução adotada
Para a climatização desse tipo de instalação, devemos primeiramente executar o cálculo da carga térmica. Carga térmica, nada mais é, do que a quantidade de calor latente e sensível que deve ser retirada de um ambiente, a fim de garantir o conforto térmico dos seus ocupantes.
Cálculo para renovação de ar
A vazão de ar exterior na carga térmica deve considerar uma taxa 35,0 m3/h por pessoa segundo o Anexo F da ABNT NBR 13103, para atender residências do tipo (lofts, flats e quitinetes). Em posse dessas informações, definimos os outros parâmetros necessários para a realização do cálculo térmico.
Considerando a permanência, de duas pessoas nesse ambiente, encontramos uma vazão de ar exterior de:
02 pessoas x 35,0 m3/h = 70 m3/h
Seleção do climatizador de ar
Assim que definirmos a capacidade do climatizador de ar, segundo a carga térmica encontrada, selecionaremos o sistema e o modelo do equipamento a ser utilizado.
Adotaremos o sistema de expansão direta, com condensação a ar. O modelo a ser utilizado, é do tipo split que nos permite uma maior flexibilidade na instalação. O tipo do evaporador é Hi – Wall, que nos apresenta menor custo dentre os outros modelos existentes.
Apresentação das premissas do projeto
Adotaremos como modelo o projeto apresentado na figura 2. Sendo assim, faremos uma breve explanação, sobre o funcionamento do ar condicionado conjuntamente com um exaustor mecânico.
Figura 2 – Projeto de Climatização em residências do tipo (lofts, flats e quitinetes).
Com relação ao conforto térmico, podemos observar a climatização através de uma duas unidades evaporadoras no ambiente da sala/cozinha e outro equipamento para climatizar a suíte com capacidade de 18.000 btu/h cada.
Para contemplar a renovação de ar, adotamos um exaustor mecânico, do tipo centrífugo, (de baixo custo, nível ruído baixo e encontrado no mercado com muita facilidade), localizado na casa de máquinas na varanda, atendendo ao lavabo, sanitário e o fogão a gás, através de uma rede de dutos.
Como o volume de ar a ser exaurido do lavabo e sanitário, é maior que a taxa de renovação de ar segundo o (Anexo F ABNT NBR 13103 para ambientes climatizados), consideramos um volume duas vezes maior de renovação de ar, o que nos traz maiores benefícios. Dessa forma, realizando uma extração mecânica o apartamento encontra-se com pressão negativa em relação aos ambientes adjacentes (varanda e corredor), por conta das exaustões realizadas internamente.
A entrada de ar exterior se dará através das frestas da porta e varanda, com área livre mínima de 0,02 m2, as quais se comunicam por um corredor ventilado e o ambiente externo respectivamente. Sendo assim, a renovação de ar no apartamento será captada pelo retorno da unidade evaporadora do ambiente.
Sistema de Intertravamento do Exaustor com o Ar Condicionado
O acionamento elétrico do exaustor deve também estar atrelado ao acionamento do ar condicionado, pois sem o funcionamento da exaustão mecânica, não será possível atingir o volume mínimo de renovação de ar conforme a Norma supracitada. Não conseguiríamos criar um diferencial de pressão suficiente, entre o apartamento e os ambientes adjacentes a ele.
Então, para conseguirmos atender a todos os requisitos mínimos da Norma 13103, executamos o acionamento do exaustor através dos interruptores das luminárias do sanitário e lavabo e o mais importante, ao acionamento do evaporador.
Acionaremos os dois equipamentos para trabalharem em conjunto através de um sensor de corrente elétrica, capaz de acusar a intensidade de corrente que passa pelos cabos de alimentação.
O sensor deverá ser instalado junto do disjuntor da unidade condensadora, pois assim que acionarmos o evaporador através de seu controle remoto convencional, será fechado o circuito elétrico, o sensor de corrente será magnetizado e acionará o exaustor, conforme o esquema elétrico e de comando abaixo.
Figura 3 – Esquema elétrico e esquema de comando
Considerações Finais
Podemos considerar que para esse tipo de projeto, quando nos deparamos com residências do tipo supracitadas, a utilização de um sistema de intertravamento elétrico através de uma unidade splits com um exaustor mecânico, apresenta uma aparelhagem bastante enxuta. Encontramos uma ótima relação de custo – benefício tanto para o empreendedor que pode oferecer instalações de qualidade, com baixo custo, nos padrões requisitados pelas Normas, como para o cliente final.
Agradecimentos
Agradeço a MSA AR CONDICIONADO E REFRIGERAÇÃO LTDA, por seder algumas das figuras utilizadas nesse texto.
Referências Bibliográficas:
COSTA, Ennio Cruz da. Física Aplicada a Construção: Conforto Térmico. São Paulo: EDGARD BLUCHER LTDA, 2003
SILVA, Jesué Graciliano da, Introdução a Tecnologia da Refrigeração e da Climatização. São Paulo: Artliber Editora, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS: Instalação de aparelhos a gás para uso residencial – Requisitos dos Ambientes, NBR 13103. Rio de Janeiro, 2006.
Abstract: This paper has as its premise, highlight the basic requirements for the installation of appliances air conditioners in buildings loft, flat or kitchenettes that have gas stoves. Dealing with specific aspects to maintain adequate air exchange in this environment through a pressure differential created by a mechanical exhaust fan to ensure the minimum requirements for proper installation, according to ABNT NBR 13103.
