Post on 09-Dec-2016
Vigas Frias
Uma análise de viabilidade
Celso Simões Alexandre
TROX Latinamerica presidente
RELEMBRANDO
Qual é o objetivo do ar condicionado?
• Assegurar IAQ – Qualidade do ar
• Manter conforto térmico – Bem estar de pessoas que em hospitais é
• Fator de terapia
• Oferecer flexibilidade (facilidade de mudanças futuras)
• Menores custos do investimento mas tendo em conta investimentos e
. exploração (incluindo manutenção, custos directos e indirectos)
. Atendimento aos standards internacionais ex.: ASHRAE, Std 15 ; 34 e , .
.. 90.1 e “SER VERDE”
Função do Ar Condicionado: retirar calor sensível e latente
Calor sensível
a).Retirado por ar injetado a temperatura mais baixa.
Obs:a1) Sistemas Ar / água (Fan coils, unidades de indução)
a2) Tudo ar (VC ou VAV).
b) Por resfriamento de elementos estruturais
Calor Latente – Só se controla com ar de ventilação
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • •
• • • • •
• • • •
• • • •
4
Conforto depende de :
- Temperatura e Umidade na zona de ocupação.
- Velocidade do ar na zona de ocupação.
- Nível de turbulência.
- Nível sonoro
Difusores de alta indução
Problemas con uso de aire
Só ar de ventilação ( se possível)
– Nível sonoro Lw=10logQ + 20logP + K
• Menos ar, menos consumo de energía
• Temperaturas de agua de 16 graus, melhora o rendimento do chiller (até 35% se
chiller exclusivo)
• Não há ventiladores nem filtros nas unidades terminais
• Não há condensação
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • •
• • • • •
• • • •
• • • •
7
Beneficios de las VIGAS FRIAS
• Unidades UTA/AHU mais pequenas
• Chillers mais pequenos ???
• Dutos menores e casas de máquinas mais pequenas
• Contaminacão cruzada entre quartos reduzida (HOSPITAIS)
• Melhor eficiência de ventilação
Equacões básicas
Q = m.c.t
Q = v..c.t
Economias energéticas
ECONOMIAS ENERGÉTICAS
Água
Q=kcal/h V=l/h =1 c=1 1kcal =1,163W
Qkcal/h = Vl/h. t
QW = Vl/h. t x 1,163
1 x QW 0,86 x QW
Vl/h = ---------------- = ---------------1,163 x t t
Para QW = 1000 Watts y t = 3
Vl/h = 287l/h 0,287 m³/h
ECONOMIAS ENERGÉTICAS
Ár
Q=kcal/h V=l/h =1,2 kgs/m³ c=0,245 kcal/ºC x kg ar
1kcal =1,163W
Q = V x 1,2 x 0,245 x t
Q = V x 0,294 x t
QW = Vl/h. t x0,294x1,163
1 x QW 2,916 x QW
Vl/h = ---------------- = ---------------0,343 x t t
Para QW = 1000 Watts y t = 11
Vl/h = 265 m³/h
Aire Água
Diferencia de
Temperatura
tl = 11,0 ºC tw = 3°C
Vazão Q = 265 m³/h Q = 0,287 m³/h
Potencia ElétricaVentilador ou bomba
Consumo para transporte
de 1000w de energia
v (m³/s) x p (Pa)Pw =
Presão ventilador 500 pa 50000 Pa = 5 mCAou bomba
Potencia motor 265 x 500 0,287 x 50000
3600 x 0,7 3600 x 0,7
52,6 w 5,69 w
Comparações energéticas
Cano de água
Duto de ar
Relação entre áreas
1:88
Consumo de energía
Não há mudanças na carga
de iluminção
Mais realista 67%
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • •
• • • • •
• • • •
• • • •
14
Bases de Calculo
¿Que cargas se retiram com vigas?
• Carga sensível das salas
• Carga sensível das pessoas
DOAS
• Carga sensível do ar exterior
• Carga latente do ar exterior
• Carga latente das pessoas
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • • •
• • • • • • • • • •
• • • • • • • • •
• • • • • • • •
• • • • • •
• • • • •
• • • •
• • • •
15
Confort o térmico segundo
DIN 1946 T2
Umidade do ar Problemas de condensação
Temperatura abaixo do ponto de orvalho no teto frio ou tubulação podem causar condensação.
Precauções:
- Ajuste a HR do ar condicionado
- Ajuste o fluxo de água gelada de em função da temperatura de ar de retorno ou do ar exterior.
- Tranque o fluxo de água de setor por meio de microswith se abrirem janelas ou por comando de sensor de ponto de orvalho.
15
25
Te
mp
era
tura
em
°C
Humedad en g/kg
Air temp.
11.5
27
Behaglichkeitsf
eld
Dew point
Hospital Energy Usage
Hospitals use over twice the energy per square foot than the average commercial building!
Annual energy use of various commercial buildings
Areas de assistência aos pacientes
• Taxas de ventilação regidas pornormasASHRAE/ANSI/ASHE Standard 170-2013
• Quartos de pacientes e enfermarias• Minimo 6 total ACH-1
• Minimo 2 ar exterior ACH-1
• Excessões• Enfermaria neonatal• Ambientes protejidos• AII quartos e antecamaras
Energy Savings with Beams
• Approved by ASHRAE and ASHE June 2013
• Changes incorporated
– Air re-circulated within the same space can be counted toward the total 6 ACH-1
– Still requires 2 ACH-1 of outside air
– Outside air must be filtered at the AHU (MERV 14)
– No room filtration required if coils are dry!
ANSI/ASHRAE/ASHE Standard 170-2013 Addendum h
Pre-tratadoAr Primário
Ar InduzidoAr insuflado
no quarto 4 a 6 trocas
2 Partes
6 trocas2 a 4 Trocas
UTA
0.4 to 0.7 in. SP
Vigas Activas
Arrefecimento Sensivel com vigas ativas
60 to 70% da carga sensivelda sala removida por água
60 to 70% redução no arprimário
Chilled Beamsfor Healthcare Applications
Economia de espaços com vigas
Dutos reduzidos em cerca de 50%
Espaço ocupado por máquinas
Reduzido 30 a 40%
Mais espaço do prédio para alugar ou vender
Economias de energia com vigas
Unidades de Tratamento de Ar
BHP typicamente reduzido em 50%
Custos anuais de energia reduzidos em 40% oumais
Economias no chiller
Temperaturas altas de retorno aumentam o COP de 2 a 4% por grau
Chiller dedicado COP’aumenta de 25 a 40%
Economia em custos de manutenção
Sem filtros
Velocidades de ar na serpentina, baixas, serpentina seca
Economias de até $100 por ano
Sem ventilador e sem motoR
Vida esperada de motores 8 a 10anos
Custo de substituição $450 to $500
Baixo custo de propriedade
Economias significativas de energia
Custoa de manutenção baixos
8
ACB
Patient Suite HVAC Energy Usage – 30% less with chilled beams
40
30
20
10
0
4 ACH-1
2 ACH-1
7 ACH-1
8
ACB
Design Cooling
24 Btu/h-ft2
25% Design
6 Btu/h-ft2
24
VAV
24
16
24
22
8
10
4
VAV ACB
50% Design
12 Btu/h-ft2
12
15
VAV
9
24
2
10
Spac
e se
nsi
ble
co
olin
g lo
ad, B
tu/h
-ft2
15
18
Projeto de Vigas
Frias
Alimentação de águaCircuito fechado
Valvula
Modulante
ChillerTubulação de
alimentação
de água
Tubulação de
retorno
temperaturade
alimentação
Bomba
A H U
Trocador de
placas
13 a 16°C6 a 7,2ºC
Alimentação de águaCircuito aberto
Valvula
Modulante
Chiller
Temperatura de
alimentação
Pump
Air
handling
unit
6 a 7,2 ºc 56 to 61°F
Pump
PumpStorage
vessel
Dedicated Chilled-Water Plants
slide TRANE
primaryair handlers
40°F 58°F
chilledbeams
Chilled Water SupplyDedicated Chiller for beams
Chiller
Beam distribution
loop supply
Beam distribution
loop return
Supply temperature
Pump
56 to 61°F
PumpStorage
vessel
Shared Chilled-Water Plant
Slide TRANE
variable-flowpumps
bypass forminimum flow
primaryair handlers
mixingvalve
chillers
40°F
40°F 58°F
T
variable-flowpump
chilled beams
Chilled Beamsfor Healthcare Applications
..\TROX Videos\ACB
Smoke Video.mp4
Controle de Temperatura por Zona
Alimentação Retorno
Valvula 2 vias
T
Termostato de
zona
Estratégia de Distribuição de Agua
Dois tubos- Frio sómente
Zona interior
Aquecimento no perimetro por sistemaseparado
Dois tubos – Frio e calor
• Changeover central
• Ou frio ou calor
Estratégia de Distribuição de água
Quatro tubos
• Frio e calor Simultaneos
• Dois circuitos por viga
Quatro tubos na distribuiçãoDois tubos nas vigas
• Frio e calor simultaneos
• Um circuito por viga
Prevensão deCondensação
TimeTe
mp
erat
ure
Zone Load
Tø
Zone humidity sensor
CHW supply temperature
Dew point controller
Zone control valve
CWS
CWR
Chilled water supply temperature
Space dew point
temperature
Water flow on
Water flow resumed
Water flow stopped
Prevenção de Condensação
Time
Ch
illed
wat
er f
low
Zone Load
T
Zone control valve
CWS
CWR
Window open
Window closed
Window closed
Chilled
water flowon
Chilled water
flow on
Co
nd
ensa
tio
n c
on
tact
op
en
Chilled water
flow offWindow switch (NC)
Moisture sensor
switch (NC)
Condensation PreventionChilled Water Temperature Modulation
Time
Tem
per
atu
re
Chilled water supply temperature
Space dew point temperature
Zone Load Zone Load
TT
ø
Space humidity sensorCHW supply
temperature
Dew point controller
Mixing valve
Recirculation pump
CWS
CWR
Code Compliance w/ Volume Regulators
Questions?