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Instituto Superior de Engenharia de

Lisboa

Seco de Refrigerao e Ar Condicionado

Climatizao

Ano Lectivo 2008/2009

Semestre de Inverno

Realizado por:

Carlos Fernandes N 26781 Turma LM051D

Lus Matos N 29562 Turma LM051D

http://www.isel.ipl.pt/

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O sistema de aquecimento, ventilao e ar condicionado(HVAC) em edifcios so processos de larga escalaconstitudos por subsistemas electromecnicos etermodinmicos interligados.

As principais funes de um sistema HVAC so amanuteno de um ambiente interior confortvel e da boaqualidade do ar para os seus ocupantes.Estas funes devem ser realizadas com reduzidos custosoperacionais e alta fiabilidade.

A importncia do sistema de controlo do sistema HVACsobressai quando se considera o seu impacto na economia,

no ambiente e na sade dos ocupantes dos edifcios.O custo operacional mais significativo num sistema HVAC a energia.Este custo tem um impacto econmico e ambiental. Ossistemas HVAC so responsveis por 18% do consumoenergtico anual no mundo ocidental.

Uma vez que as pessoas passam aproximadamente 90%das suas vidas no interior de edifcios, estes sistemas tmum impacto muito importante na sua sade. A poluio nointerior de edifcios est classificada como uma dasprincipais causas de cancro por razes ambientais.

A necessidade de renovao do ar interior com o objectivode garantir a satisfao das exigncias de pureza,traduzidas por valores mximos admissveis de poluentes,

TLV, e simultaneamente promover a diluio de odores e aremoo do excesso de humidade determina o recurso atcnicas de ventilao e filtragem.

A sensao de conforto trmico num determinado espao determinada pela temperatura ambiente mas tambm pelonvel de humidade relativa.

No caso da UTA estudada, constituda por:

Ventilador, tem como objectivo fazer a circulao de arno sistema de climatizao.

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Bateria de pr-aquecimento, onde se realiza umaquecimento simples do ar admitido pela UTA, atravsde 2 resistncias elctricas, com 1kw cada uma;

Bateria de arrefecimento, onde se realiza umarrefecimento da temperatura do ar, sendo que estbateria constituda por um compressor, evaporador,condensador e uma vlvula de expanso;

Bateria de reaquecimento, uma bateria idntica bateria de pr-aquecimento, mas no entanto as suas 2resistncias tem 0,5Kw cada, provocandoexclusivamente um aquecimento sensvel.

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1 Ensaio

Dados:Ventilador: 80%Dimetro da conduta - 152 mm

Temperatura do fluido evaporador [entrada (4,5C) sada(10,5C)]

TemperaturasCondies do Ar Bolbo Seco

[C]Bolbo Hmido[C]

entrada da Unidade [A] 21 15,5 entrada da BPA [B] 21 15,5 entrada da Bat. Arref.[C]

32,5 19,5

entrada da BRA [D] 21,5 14,5

sada da BRA [E] 20,9 14

Clculos

a)Dbito de ar

sada da UTA, temos uma seco circular na qual foimedido atravs do anemmetro uma velocidade de 10,1m/s, mas a UTA tem uma seco quadrada, logo avelocidade do escoamento diferente. Como se sabe ocaudal que entra igual ao que sai, isto :

Q 1=Q 2

A1v1=A2v2

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sl

smvAV

o

233233,013

===

b)Temperatura adp

Tadp = 4C (valor retirado da carta psicromtrica)

c) Factor de by-pass

614,045,32

45,21=

=

=

adpC

adpD

bfTT

TTFB

d)Capacidade das BPA e BRA

kW

TTsQ BC

o

BPA

o

9,3)215,32(27723,1

)(23,1

==

==

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Como a temperatura seca saida da bateria dereaquecimento inferior de entrada decidimos noconsiderar este componente.

e)Capacidade total da bateria de arrefecimento e

seu factor de calor sensvel

kW

TTsQ DC

o

BAF

o

75,3)5,215,32(27723,1

)(23,1

==

==

kWWWlQ DC

o

BAF

o

25,1)5,70,9(2773)(3

==

==

kWlQsQTQ BAF

o

BAF

o

BAF

o

0,525,175,3 =+=+=

75,00,5

75,3===

o

BAF

o

BAF

QT

QsFCS

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entrada da Unidade [A] 21 16,5 entrada da BPA [B] 21 16,5 entrada da Bat. Arref.[C]

33,5 20,6

entrada da BRA [D] 21,6 15,2 sada da BRA [E] 21 14,2

Clculos

a)Dbito de ar

sada da UTA, temos uma seco circular na qual foi

medido atravs do anemmetro uma velocidade de 9,9m/s, mas a UTA tem uma seco quadrada, logo avelocidade do escoamento diferente. Como se sabe ocaudal que entra igual ao que sai, isto :

Q 1=Q 2

A1v1=A2v2

sl

smvAV

o

180180,013

===

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b)Temperatura adp

Tadp = 6,5C (valor retirado da carta psicromtrica)

c) Factor de by-pass

559,05,65,33

5,66,21=

=

=

adpC

adpD

bfTT

TTFB

d)Capacidade das BPA e BRA

kW

TTsQ BC

o

BPA

o

77,2)215,33(18023,1

)(23,1

==

==

Como a temperatura seca saida da bateria dereaquecimento inferior de entrada, decidimos noconsiderar este componente.

e)Capacidade total da bateria de arrefecimento e

seu factor de calor sensvel

kW

TTsQ DC

o

BAF

o

63,2)6,215,33(18023,1

)(23,1

==

==

W

WWlQ DC

o

BAF

o

972)2,80,10(1803

)(3

==

==

kWlQsQTQ BAFo

BAF

o

BAF

o

602,3972,063,2 =+=+=

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735,0602,3

63,2===

o

BAF

o

BAF

QT

QsFCS

O troo DE representa o processo de reaqucimento do ar,

este processo pelas razes acima descritas no foi

considerado.

Concluso

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Como se pode notar, variando a velocidade do ventilador,

de 80% para 50%, as temperaturas obtidas nos diversos

componentes mantm-se praticamente iguais, o dbito de

ar variou 277 Kg/s para 180 Kg/s, a temperatura ADP

aumentou de 3

C para 6

C. A temperatura do fluido do

evaporador de 4,5

C para 6

C.

Verifica-se que a potncia dos componentes da UTA, varia

linearmente com a velocidade do ventilador, reduzindo o

dbito de ar em 30%, nota-se que a potencia doscomponentes baixa tambm aproximadamente 30 %.

Ns no considermos os valores da bateria de

reaquecimento porque como j foi explicado a bateria no

podia estar a funcionar correctamente, e acreditamos que

os valores retirados dos respectivos termmetros foram

lidos correctamente.