Na análise dos sistemas, o sistema de ar é um objeto que é usado para representar uma unidade climatizada de uma ou várias zonas que pode funcionar como um sistema tradicional projetado para ventilação e condicionamento de espaço ou como um sistema de ar externo dedicado (DOAS).
Objetos necessários
O sistema de ar precisa ter as seguintes propriedades.
- Deve dispor de ao menos um equipamento de zona conectado a um espaço condicionado.
- Deve dispor de ao menos um ventilador, mas geralmente também tem outros objetos como uma serpentina de aquecimento e resfriamento.
Suposições do projeto
- É dimensionado usando cargas coincidentes.
- O fluxo de ar é dimensionado para o pico sensível.
- O sistema iniciará um ciclo de ativação durante as horas de não ocupação para atender a uma carga, se necessário.
- A ocupação é determinada por todas as zonas do sistema de ar.
- Quando o sistema é um DOAS, é improvável que o ciclo de ativação seja iniciado porque ele tem a prioridade de carga mais baixa em comparação com outros equipamentos de AVAC.
- Em cada intervalo de tempo durante a simulação do dimensionamento, é calculada a soma das taxas de fluxos de ar externo solicitadas por todas as zonas. O máximo dessas somas é usado como taxa de fluxo de ar externo do projeto.
- Se o sistema de ar for um DOAS, ele terá uma temperatura de fornecimento fixa. Se for um sistema de ar tradicional, sua temperatura será redefinida para cima até um aumento máximo de 5,556°C, conforme a demanda permitir.
- Quando um sistema funciona como um DOAS, equipamentos adicionais colocados na zona são dimensionados apropriadamente levando em consideração o resfriamento fornecido pelo equipamento existente. Por exemplo, se uma zona que exige 1000 W de resfriamento tiver uma caixa VAV que fornece 200 W de resfriamento e se for acionado um ar-condicionado do terminal compacto (PTAC), o PTAC será dimensionado para os demais 800 W de resfriamento, no lugar do requisito da zona de 1000 W totais.
| Propriedade | Valor | Observações |
|---|---|---|
| Temperatura interna do projeto de água resfriada | N/D | Definida pelo ciclo de água resfriada se a serpentina de água resfriada for usada no sistema. |
| Temperatura externa do projeto de água resfriada | N/D | Definida pelo ciclo de água resfriada se a serpentina de água resfriada for usada no sistema. |
| Temperatura do fornecimento de ar de resfriamento | 12,7778°C | |
| Temperatura interna do fornecimento de ar do aquecimento | 4°C | Pressupõe que todo o aquecimento ocorre no reaquecimento da zona. |
| Temperatura externa do fornecimento de ar do aquecimento | 12,7778°C | Preaquecimento na corrente de ar de entrada, não na mistura. |
| Temperatura interna do projeto de água quente | N/D | Definida pelo ciclo de água quente se a serpentina de água quente for usada no sistema. |
| Temperatura externa do projeto de água quente | N/D | Definida pelo ciclo de água quente se a serpentina de água quente for usada no sistema. |
Configuração
O sistema de ar é composto de seis componentes principais.
- Uma serpentina de preaquecimento
- Um trocador de calor
- Um controlador de ar externo
- Uma serpentina de resfriamento
- Uma serpentina de aquecimento
- Um ventilador de fornecimento
Serpentina de pré-aquecimento
Se uma serpentina de preaquecimento estiver presente, serão feitas as seguintes suposições.
- Ela estará localizada antes do trocador de calor (se estiver presente) para evitar qualquer problema de geada.
- A temperatura do ar de entrada na serpentina é igual à temperatura do dia do projeto.
- A temperatura do ar de saída da serpentina é de 4°C.
- Se a serpentina for de água quente, presume-se que a água quente é fornecida a 60°C com uma temperatura de retorno de 43,33°C.
Trocador de calor
Aplicam-se as seguintes suposições sobre o trocador de calor.
- O trocador de calor controla a taxa de ar do desvio, de acordo com as necessidades da temperatura do fornecimento de ar solicitada pelo sistema em um determinado intervalo de tempo.
| Tipo de trocador de calor | ||
|---|---|---|
| Sensível | Entalpia | |
| Eficácia sensível a 100% de fluxo de ar de aquecimento | 0,76 | 0,76 |
| Eficácia sensível a 75% de fluxo de ar de aquecimento | 0,81 | 0,81 |
| Eficácia latente a 100% de fluxo de ar de aquecimento | 0 | 0,68 |
| Eficácia latente a 75% de fluxo de ar de aquecimento | 0 | 0,73 |
| Eficácia sensível a 100% de fluxo de ar de resfriamento | 0,76 | 0,76 |
| Eficácia sensível a 75% de fluxo de ar de resfriamento | 0,81 | 0,81 |
| Eficácia latente a 100% de fluxo de ar de resfriamento | 0 | 0,68 |
| Eficácia latente a 75% de fluxo de ar de resfriamento | 0 | 0,73 |
Controlador de ar externo
Aplicam-se as seguintes suposições sobre o controlador de ar externo.
- Dispõe de um economizador que modula o fluxo com base em um controle de entalpia diferencial.
- Dispõe de um desvio em torno do trocador de calor (se presente) quando o economizador está ativo.
- Ao funcionar como um DOAS, a unidade usa 100% de ar externo.
- O sistema tem ventilação controlada pela demanda (DCV).
Serpentina de resfriamento
Aplicam-se as seguintes suposições sobre a serpentina de resfriamento.
- A serpentina DX tem velocidade única com um COP classificado de 3,0.
- A taxa de calor sensível a latente é dimensionada automaticamente para atender às necessidades do sistema durante o dimensionamento.
- Aplicam-se as seguintes suposições sobre a serpentina de água resfriada.
| Propriedade | Valor | Observações |
|---|---|---|
| Temperatura do ar de entrada da serpentina | N/D | Determinada pelo dia do projeto. |
| Temperatura do ar de saída da serpentina | ~11,11°C | Calculada com base na temperatura do fornecimento de ar do sistema menos o aquecimento do ventilador gerado (geralmente cerca de 1,5°C a 2°C). |
| Temperatura interna do projeto de água resfriada | N/D | Definida pelo ciclo de água resfriada se a serpentina de água resfriada for usada no sistema. |
| Temperatura externa do projeto de água resfriada | N/D | Definida pelo ciclo de água resfriada se a serpentina de água resfriada for usada no sistema. |
Serpentina de aquecimento
Aplicam-se as seguintes suposições sobre a serpentina de aquecimento.
- A serpentina de aquecimento com resistência elétrica tem uma eficiência de 100%.
- A serpentina de aquecimento da fornalha tem uma eficiência de 80%.
- A serpentina de água quente tem as seguintes propriedades.
| Propriedade | Valor | Observações |
|---|---|---|
| Temperatura do ar de entrada da serpentina | Variada | 4°C com serpentina de pré-aquecimento; caso contrário, é determinada pelo dia do projeto. |
| Temperatura do ar de saída da serpentina | Variada | 12,7778°ׄC se for um sistema de ar tradicional; 15,5556°C se for um DOAS. |
| Temperatura interna do projeto de água quente | N/D | Definida pelo ciclo de água quente se uma serpentina de água quente for usada no sistema. |
| Temperatura externa do projeto de água quente | N/D | Definida pelo ciclo de água quente se uma serpentina de água quente for usada no sistema. |
Ventilador de fornecimento
O ventilador de fornecimento pode ter volume constante ou variável com as propriedades a seguir.
| Propriedade | Valor | Observações |
|---|---|---|
| Aumento da pressão | 996 Pa | |
| Eficiência total | 0,6 | |
| Eficiência do motor | 0,94 | |
| Fração do fluxo mínimo | 0.3 | Somente para ventiladores de volume variável. |