CONTROLE DE TEMPERATURA EM SISTEMAS DE EXPANSO INDIRETA

O controle de temperatura de um recinto pode ser realizado mantendo a vazo de ar de insuflamento constante ou com a vazo de ar de insuflamento varivel. Sabe-se da psicrometria que a carga trmica sensvel de um recinto (CSR) pode ser expressa como funo da vazo volumtrica do ar de insuflamento (V), da temperatura do recinto (tR) e da temperatura de insuflamento (tI) pela expresso:

CSR = K x V x (tR tI) (1)

onde K uma constante que envolve a massa especfica do ar e transformao de unidades.

a) Controle de temperatura com vazo de ar de insuflamento constante.

Admitamos que a carga trmica do recinto sofra um decrscimo de 50%. Conclui-se, portanto da relao (1) que (tR tI) deve decrescer de 50% tendo em vista que V constante. Como a temperatura do recinto tR mantida constante por ao do termostato conclui-se que a temperatura de insuflamento tI tem que aumentar. Neste caso a vlvula de controle do fan-coil modula diminuindo a vazo de gua que passa pela serpentina do fan-coil. Como a temperatura de sada da gua do fan-coil aumenta, sua capacidade de desumidificao diminui o que acarreta um aumento na umidade relativa do recinto em condio de carga parcial. O exemplo abaixo mostra como o decrscimo da vazo provoca um aumento na temperatura da gua. Exemplo 1: O calor sensvel de um recinto mantido a 24oC vale 4000 W. Sabendo que a temperatura de insuflamento vale 13oC calcular a vazo do ar insuflada e a temperatura de insuflamento quando a carga sensvel sofrer uma reduo de 50%.

Soluo

Vazo de ar de insuflamento

4000 = 0.335 x V x ( 24 13 ) V = 1085 m3/ h

Variao de temperatura em carga parcial

2000 = 0.335 x 1085 x ( 24 tI ) (24 tI ) = 5.5oC

Temperatura de insuflamento

24 tI = 5.5 tI = 18.5o C

b) Controle de temperatura com vazo de ar de insuflamento varivel.

Admitamos que a carga trmica do recinto sofra um decrscimo de 50%. Neste caso, pela relao 1 a vazo de ar deve decrescer 50%. Neste caso, a variao de temperatura permanece constante.

Consideremos a figura 1 na pgina seguinte que representa 2 ambientes cada um com uma caixa de volume de ar varivel (VAV) atendidos por um fan-coil comum. Se a temperatura na sala 1 diminui devido a um decrscimo na carga trmica o termostato de

Figura 1: Esquema de um sistema de VAV

ambiente age no registro da caixa de VAV diminuindo a vazo de ar para manter a temperatura do recinto constante. Admitindo que a carga trmica da sala 2 no variou tender a escoar mais ar na sala 2 devido ao fechamento da caixa de VAV da sala 1. O medidor de vazo da caixa de VAV age no registro da caixa diminuindo o excesso de vazo mantendo a vazo de projeto e, portanto a temperatura desejada no recinto. Em conseqncia, a presso no duto aumenta e um transdutor de presso comanda um variador de freqncia diminuindo a rotao do ventilador com o conseqente decrscimo no consumo de energia. Portanto a vazo de ar na serpentina do fan-coil diminui (pouco ar e muita gua) diminuindo a temperatura de insuflamento. Um sensor de temperatura na sada do fan-coil age na vlvula de controle do fan-coil diminuindo a vazo dgua que passa pela serpentina mantendo assim temperatura de insuflamento constante no variando a capacidade de desumidificao do fan-coil.

FAN COIL COM VAV:

TIPOS DE SISTEMAS - EXPANSO INDIRETA

STA STA

Condicionador de ar

Caixa de VAV

Temperatura do ar no duto constanteVazo do ar no ambiente varivel STA

Duto de retornoSala 1 Sala 2

SPD

Variador de Frequencia

Vlvula motorizada2 ou 3 vias