Sistemas e Componentes II
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- Domingos Paiva Meneses
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1 Sistemas e Componentes II Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 1
2 Serpentina de resfriamento e desumidificação Zona simples Serpentina de aquecimento Ventilador de insuflamento Umidificador T U RECINTO CONDICIONADO Ventilador de retorno Ar de retorno Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 2
3 Sistemas de Volume de Ar Constante - Varia a temperatura da água que circula nas serpentinas (sistemas centrais) ou em sistemas de expansão direta (acionamento do compressor) - Mantém vazão de ar insuflado constante (externo + recirculação) - Necessário um fan-coil por zona, ou o uso de resistências para reaquecimento terminal nas bocas de insuflação - Pequenas reduções no consumo de energia Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 3
4 Zona múltiplas - Volume constante: reaquecimento terminal Serpentina de resfriamento e desumidificação 13 ºC Serpentina de aquecimento T ZONA 1 T ZONA 2 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 4
5 Zona múltiplas - Volume constante: duplo duto Serpentina de aquecimento Caixa de mistura ºC T ZONA 1 T ZONA 2 13 ºC Serpentina de resfriamento Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 5
6 Zona múltiplas - Volume de ar variável Serpentina de resfriamento e desumidificação 13 ºC Serpentina de aquecimento T ZONA 1 T ZONA 1 Caixas de VAV Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 6
7 - Mantém a temperatura de insuflação constante - Reduz a vazão de ar insuflado (externo e recirculado); - Boa técnica para controle de várias zonas; - Pequenas reduções no consumo de energia; Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 7
8 Caixa de VAV Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 8
9 Sistemas Ar-Água Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 9
10 Torre de resfriamento ou condensadores a ar Ar de retorno Ar externo Ar de retorno Ar externo Ar de retorno Ar externo 28 a 29ºC 35 a 36ºC CHILLER 5 a 7ºC 12 a 13ºC Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 10
11 Sistema de distribuição de água Dois tubos - Alimentação de serpentinas simples - Não permite aquecimento e resfriamento simultâneo de zonas distintas Quatro tubos - Alimentação de serpentinas dupla (aquecimento e resfriamento) - Permite aquecimento e resfriamento simultâneo de zonas distintas Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 11
12 Sistema de 4 tubos Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 12
13 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 13
14 - Necessidade de rejeição de calor para o meio externo - Processo combinado de transferência de calor e massa - Possibilidade de manter temperaturas de condensação mais baixo que no processo de resfriamento a ar Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 14
15 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 15
16 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 16
17 Dois processos ocorrem simultaneamente: 1) Resfriamento: redução da temperatura da água 2) Aproximação: modificação da temperatura de bulbo úmido do ar Combinação dos processo fornece o potencial entálpico da torre q h c da ( h c i h) pu Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 17
18 Torre de resfriamento de contrafluxo - Fluxo de água descendente e fluxo de ar ascendente Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 18
19 dq Gdh ar L*4,19 kj kg *K *dt dq h c C da p h i h ar 4,19* T T e s h i dt h ar A h c C da 0 p h c C A p Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 19
20 Inclinação da linha de operação do ar = 4,19 L/G Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 20
21 - Integração por passos para definir estado final da água e do ar 1 4,19*L* T h h C i ar p m h c A - Fabricantes utilizam NUT (número de unidades de transferência ) para o termo h c A/C p - Variações de temperatura típicos : 5 a 7 ºC Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 21
22 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 22
23 Torre de resfriamento de fluxo cruzado Perfil menor : mais interessante do ponto de vista arquitetônico Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 23
24 Condensadores e resfriadores evaporativos - Combina função de torre de resfriamento e condensador de refrigeração Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 24
25 Processo de transferência de calor e massa: 1) Condensação do vapor de refrigerante no interior dos tubos 2) Condução através das paredes dos tubos 3) Convecção e condução no filme de água que recobre os tubos 4) Troca de calor e massa na superfície molhada com os o fluxo de ar Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 25
26 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 26
27 Torre de resfriamento X condensador evaporativo - Ambos permitem temperatura de condensação mais baixas - Torre e condensador: custo de manutenção maior que o condensador a ar (tratamento de água) - Problemas de congelamento da água - Uso mais recomendado em sistemas de grande porte para condicionamento de ar - Condensador evaporativo é mais comum no setor de refrigeração industrial. Nas épocas frias, o condensador trabalha seco Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 27
28 Sistema de Absorção Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 28
29 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 29
30 Coeficiente de Eficiência (CDE) CDE = Taxa de refrigeração Taxa de adição de calor = Taxa de refrigeração Trabalho Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 30
31 Energia na forma de trabalho tem maior valor agregado que na forma de calor CDE 0,6 3,0 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 31
32 Ciclo de potência q gerador W T s T s T a Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 32
33 Ciclo de refrigeração q evaporador W T r T r T a Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 33
34 CDE q evaporador T r T s T a q gerador T s T a T r T s ou T r CDE T a CDE Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 34
35 Princípio de funcionamento Variação da concentração de solução salina: LiBr (brometo de lítio) e água Na presença de vapor d água: a solução absorve o vapor diminuindo a sua concentração Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 35
36 Ciclo de absorção com trocador de calor Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 36
37 Configuração de uma unidade ideal Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 37
38 Configuração de uma unidade ideal Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 38
39 Cristalização Deve-se evitar entrar na condição de cristalização pois isto bloquearia o escoamento no sistema, interrompendo a operação do ciclo Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 39
40 Controle de capacidade Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 40
41 Controle de capacidade Redução da vazão no ponto 1 Redução da temperatura do gerador Aumento da temperatura de condensação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 41
42 Redução da vazão no ponto 1 Exemplo : redução da vazão de 0,6 kg/s para 0,4 kg/s (30%) Redução de 30% na vazão no condensador e no evaporador - Válido se as concentrações permaneçam constantes - Método mais usual em instalações comerciais - Pode ser combinada com redução da temperatura do gerador ou da temperatura de condensação para evitar possível cristalização Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 42
43 Redução da temperatura do gerador 1) Estrangulamento do vapor entrando no gerador 2) Redução da vazão de água quente Depende da fonte de calor do gerador Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 43
44 Redução da temperatura do gerador Redução na vazão de refrigeração Redução na Temperatura de condensação (mantidas a vazão e temperatura da água de resfriamento do condensador Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 44
45 Aumento da temperatura de condensação Aumento da temperatura da água de resfriamento do condensador Efeito semelhante conseguido com a redução da temperatura do gerador Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 45
46 Sistema de duplo efeito Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 46
47 Sistema de duplo efeito - Incorporação de um segundo gerador: uso do vapor d água condensada no gerador I - Três níveis de pressão em cada vaso - Operação com CDE maior que o simples estágio Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 47
48 Combinação do Sistema de Compressão com o de Absorção Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 48
49 Sistema Água (H 2 O) e Amônia (NH 3 ) Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 49
50 Comparação de sistemas com Amônia (NH 3 ) e Brometo de Lítio (LiBr) H 2 O-NH 3 H 2 O-Libr CDE Temperatura de evaporação 0,5 a 0,8 0,5 a 0,8 < 0ºC > 3ºC Componentes extras SIM NÃO Pressão de operação > P atmosférica < P atmosférica (infiltrações indesejáveis purga periódica Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 50
51 Aplicações em refrigeradores domésticos(querosene) e instalações industrias Aumento do custo da energia Calor rejeitado a baixa temperatura pode se aproveitado Combinação de sistema de absorção com cogeração e/ou compressão a vapor podem ser bastante atrativas do ponto de vista técnico e econômico Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 51
52 Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 52
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