EstudosdeEﬁciênciaEnergéticaem ...sistema de condicionamento de ar e otimizando o consumo de...

Universidade Estadual de LondrinaCentro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica

Lucas Felipe de Lima

Estudos de Eficiência Energética emAparelhos Condicionadores de Ar e Técnicas

para Redução da Carga Térmica nasEdificações

Londrina2017

Universidade Estadual de Londrina

Centro de Tecnologia e UrbanismoDepartamento de Engenharia Elétrica


Estudos de Eficiência Energética em AparelhosCondicionadores de Ar e Técnicas para Redução da

Carga Térmica nas Edificações

Trabalho de Conclusão de Curso orientado pelo Prof. MSc. OsniVicente intitulado “Estudos de Eficiência Energética em AparelhosCondicionadores de Ar e Técnicas para Redução da Carga Térmicanas Edificações” e apresentada à Universidade Estadual de Lon-drina, como parte dos requisitos necessários para a obtenção doTítulo de Bacharel em Engenharia Elétrica.

Orientador: Prof. MSc. Osni Vicente

Londrina2017

Ficha Catalográfica

Lucas Felipe de LimaEstudos de Eficiência Energética em Aparelhos Condicionadores de Ar e Téc-nicas para Redução da Carga Térmica nas Edificações - Londrina, 2017 - 132p., 30 cm.Orientador: Prof. MSc. Osni Vicente1. Ar Condicionado. 2. Envoltória. 3. Consumo. 4. Split. 5. Janela.I. Universidade Estadual de Londrina. Curso de Engenharia Elétrica. II. Estu-dos de Eficiência Energética em Aparelhos Condicionadores de Ar e Técnicaspara Redução da Carga Térmica nas Edificações.


Estudos de Eficiência Energética emAparelhos Condicionadores de Ar e Técnicas

para Redução da Carga Térmica nasEdificações

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso deEngenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina,como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharelem Engenharia Elétrica.

Comissão Examinadora

Prof. MSc. Osni VicenteUniversidade Estadual de Londrina

Orientador

Prof. Dr. Carlos Henrique G. TrevisoUniversidade Estadual de Londrina

Prof. Dr. Ernesto Fernando F. RamírezUniversidade Estadual de Londrina

Londrina, 1 de março de 2017

Agradecimentos

Agradeço primeiramente meus pais, João Batista de Lima e Solange dos Santos Lima,que sempre me deram apoio e suporte, e todos os meus familiares.

Agradeço também os amigos a qual compartilhamos momentos de alegria e tristezadurante esse período de graduação.

Agradeço também meu orientador Prof. Osni Vicente, sendo seu auxilio imprescindívelpara a realização desse trabalho.

Agradeço também os professores Carlos Treviso e Ernesto Ramírez por aceitaremparticipar da banca examinadora.

“O sucesso é ir de fracasso em fracasso sem perder o entusiasmo.”(Winston Churchill)

Lucas Felipe de Lima. 2017. 132 p. Trabalho de Conclusão de Curso em EngenhariaElétrica - Universidade Estadual de Londrina, Londrina.

ResumoO uso de equipamentos de ar condicionado tem sido cada vez mais constante, modificandocaracterísticas de consumo de energia elétrica e assim trazendo impactos relevantes nosistema elétrico brasileiro. De forma a reduzir tal impacto e evitar pesados investimentosem infraestrutura tanto por parte da transmissão quanto geração de energia elétrica,assim como a redução na emissão de CO2, a busca por equipamentos mais eficientestem sido cada vez mais significativa. Porém não basta apenas os equipamentos seremeficientes, as edificações também são parte importante no condicionamento de ar. Umaedificação eficiente tem um bom aproveitamento térmico, não sobrecarregando assim osistema de condicionamento de ar e otimizando o consumo de energia elétrica por essesdispositivos. De modo a obter esse resultado, é importante o envolvimento de todosprofissionais trabalhando em conjunto, sendo o engenheiro eletricista parte essencial nesseprocesso.

Palavras-Chave: 1. Ar Condicionado. 2. Envoltória. 3. Consumo. 4. Split. 5. Janela.

Energy Efficiency Studies in Air Conditioning Devices and Techniques forReduction of Thermal Load in Buildings. 2017. 132 p. Monograph in EngenhariaElétrica - Universidade Estadual de Londrina, Londrina.

AbstractThe use of air conditioners have been increasing more and more, changing the consumptionof electric energy and bringing new impacts on the brazilian electric system. In order toreduce this impact and avoid big investments in infrastructure both in transmission andin electric generation, and reduce the emission level of CO2, the search for more efficientequipment’s have been more and more significantly. Therefore, it is not enough just theequipment be efficient, the edifications are an important part in air conditioning too.An efficient edification has a good thermal recovery, not overloading the air conditioningsystem and optimizing the electric energy consumption by these devices. As a way toachieve this results, is important the involvement of all professionals working as a team,being the electrical engineer an essential part in this process.

Key-words: 1. Air Conditioner. 2. Envelope. 3. Consumption. 4. Split. 5. Window.

Lista de ilustrações

Figura 1 – Fluxo de energia elétrica, ano 2015. Fonte: EPE (2016). . . . . . . . . 29Figura 2 – Uso final da energia elétrica pelo setor residencial. Fonte: PROCEL

(2006). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Figura 3 – Uso final da energia elétrica pelo setor comercial. Fonte: PROCEL

(2006). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Figura 4 – Tipos de condicionadores de ambiente presente nas empresas. Fonte:

PROCEL (2006). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Figura 5 – Uso final da energia elétrica pelos prédios públicos. Fonte: PROCEL

(2006). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Figura 6 – Tipos de condicionadores de ambiente presente em prédios públicos.

Fonte:PROCEL (2006). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Figura 7 – Gráfico de consumo de 2006 a 2015. Adaptado de EPE (2016). . . . . . 32Figura 8 – Crescimento do PIB no período de 2006 a 2015. Adaptado de Banco

Central do Brasil (2017). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Figura 9 – Curva de carga residencial, região Norte. Fonte: PROCEL (2006). . . . 35Figura 10 – Curva de carga residencial, região Nordeste. Fonte: PROCEL (2006). . 35Figura 11 – Curva de carga residencial, região Sul. Fonte: PROCEL (2006). . . . . 35Figura 12 – Curva de carga residencial, região Centro-Oeste. Fonte: PROCEL (2006). 36Figura 13 – Curva de carga residencial, região Sudeste. Fonte: PROCEL (2006). . . 36Figura 14 – Selo Procel de Economia de Energia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Figura 15 – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia. . . . . . . . . . . . . . . 42Figura 16 – Variação anual da classificação de ENCE de equipamentos split. (Dados

do Inmetro) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Figura 17 – Variação anual do número de ar condicionados cadastrados no PBE.

(Dados do Inmetro) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Figura 18 – Ilustração demonstrando dois AHS de 10 graus. Fonte: Procel (2010). . 50Figura 19 – Ilustração demonstrando um AVS de 45 graus. Fonte: Procel (2010). . 50Figura 20 – Ilustração demonstrando abertura zenital em uma superfície com incli-

nação de 15 graus. Fonte: Procel (2010). . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Figura 21 – Ciclo de Refrigeração por Compressão de Vapor. Fonte: GENIER, DA

COSTA e DA COSTA JR (2013). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Figura 22 – Exemplo de compressor hermético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Figura 23 – Exemplo de compressor semi-hermético. . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Figura 24 – Diagrama ilustrativo de um compressor alternativo de ação dupla.Fonte: Vale (2016). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Figura 25 – Funcionamento de um compressor alternativo de simples ação. Fonte:Venturini e Pirani (2005). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Figura 26 – Trabalho de compressão e potência de um compressor ideal em funçãoda temperatura de evaporação, com temperatura de condensaçao de35 ◦C e refrigerante R22. Fonte: Venturini e Pirani (2005). . . . . . . . 59

Figura 27 – Ilustração construtiva de um compressor rotativo. Fonte: Venturini ePirani (2005). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Figura 28 – Comparativo entre sistema Inverter e Convencional. Fonte: FujitsuGeneral (2016b). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

Figura 29 – Exemplo de Corrente com Distorção Harmônica. Fonte: Deckmann ePomilio (2016). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

Figura 30 – Forma de onda da corrente para verificação de conformidade de equi-pamento classe D. Fonte: IEC (1995). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

Figura 31 – Quadrantes contendo os limites de cada orientação. Fonte: Fossati eLamberts (2010). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

Figura 32 – Fluke 43B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Figura 33 – Montagem do Fluke para obtenção de dados. . . . . . . . . . . . . . . . 86Figura 34 – Termômetro Digital Western. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Figura 35 – ENCE Condicionador de Ar Brastemp ative!. . . . . . . . . . . . . . . 88Figura 36 – Unidade Evaporadora do Equipamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Figura 37 – Termômetro colocado junto a Unidade Evaporadora. . . . . . . . . . . 89Figura 38 – Unidade Condensadora do Equipamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Figura 39 – Ligação do Fluke no Quadro de Distribuição. . . . . . . . . . . . . . . 90Figura 40 – Potência Ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Figura 41 – Temperatura Interna e Extena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Figura 42 – Corrente de Partida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Figura 43 – Fator de Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92Figura 44 – Distorção Harmônica de Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Figura 45 – Distorção Harmônica de Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Figura 46 – Unidade Evaporadora do Equipamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Figura 47 – Unidade Condensadora do Equipamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Figura 48 – Ligação do Fluke no Quadro de Distribuição. . . . . . . . . . . . . . . 96Figura 49 – Potência Ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Figura 50 – Temperatura Interna e Extena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Figura 51 – Corrente de Partida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Figura 52 – Fator de Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Figura 53 – Distorção Harmônica de Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

Figura 54 – Distorção Harmônica de Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100Figura 55 – ENCE Condicionador de Ar Elgin Silent. . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Figura 56 – Unidade Evaporadora Elgin Silent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Figura 57 – Unidade Condensadora Elgin Silent. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102Figura 58 – Potência Ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Figura 59 – Temperatura Interna e Extena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103Figura 60 – Corrente de Partida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Figura 61 – Fator de Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Figura 62 – Distorção Harmônica de Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Figura 63 – Distorção Harmônica de Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Figura 64 – Condicionador de Ar de Janela Gree. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Figura 65 – Potência Ativa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Figura 66 – Temperatura Interna e Extena. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108Figura 67 – Corrente de Partida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109Figura 68 – Fator de Potência. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Figura 69 – Distorção Harmônica de Tensão. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Figura 70 – Distorção Harmônica de Corrente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Figura 71 – Classes de Eficiência Energética para Condicionadores de Ar Janela.

Fonte: INMETRO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Figura 72 – Classes de Eficiência Energética para Condicionadores de Ar Split.

Fonte: INMETRO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Figura 73 – Zoneamento Bioclimático Brasileiro.Fonte: ABNT (2003). . . . . . . . 122Figura 74 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algu-

mas paredes. Fonte: ABNT (2003). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Figura 75 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algu-




mas coberturas. Fonte: ABNT (2003). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Figura 79 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algu-

mas coberturas. Fonte: ABNT (2003). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Lista de tabelas

Tabela 1 – Principais Barreiras na Difusão da Eficiência Energética em Países emDesenvolvimento. Adaptado de IEA (2007). . . . . . . . . . . . . . . . 44

Tabela 2 – Temperaturas de Trabalho. Adaptado de Portal da Refrigeracao (2014). 57Tabela 3 – Tabela com limites para os Harmônicos de Correntes.Adaptado de IEC

(1995). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Tabela 4 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência. . . . . . . . . . . . 69Tabela 5 – Classificação Geral da Etiqueta da Edificação. . . . . . . . . . . . . . . 70Tabela 6 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível A. . . . . . 72Tabela 7 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível B. . . . . . 72Tabela 8 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível C e D. . . . 73Tabela 9 – Limites de Fator Solar de vidros e de Percentual de Abertura Zenital

para coberturas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Tabela 10 – Relação entre pré-requisitos e níveis de eficiência. . . . . . . . . . . . . 74Tabela 11 – Espessura mínima de isolamento de tubulações para sistemas de refri-

geração. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Tabela 12 – Calor Liberado por Pessoas (BTU/h). Adaptado de ELETROBRAS

PROCEL (2011). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Tabela 13 – Calor liberado por equipamentos elétricos. Adaptado de ELETRO-

BRAS PROCEL (2011). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Tabela 14 – Precisão de medição do Fluke 43B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Tabela 15 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Brastemp (2008). . . 87Tabela 16 – Comparação de correntes harmônicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Tabela 17 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Fujitsu General

(2016a). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Tabela 18 – Comparação de correntes harmônicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100Tabela 19 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Elgin (2014). . . . . 101Tabela 20 – Comparação de correntes harmônicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106Tabela 21 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Gree (2003). . . . . . 107Tabela 22 – Comparação de correntes harmônicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Tabela 23 – Comparação Potência Medida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Tabela 24 – Comparação Corrente de Partida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Tabela 25 – Comparação Coeficiente de Eficiência Energética. . . . . . . . . . . . . 114Tabela 26 – DPIL - Método da Área do Edifício. Fonte: INMETRO (2010). . . . . 129Tabela 27 – DPIL - Método das Atividades do Edifício. Fonte: INMETRO (2010). 130

Lista de Siglas e Abreviaturas

ABNT Associação Brasileira de Normas TécnicasANEEL Agência Nacional de Energia ElétricaBEN Balanço Energético NacionalBNDS Banco Nacional do DesenvolvimentoCEE Coeficiente de Eficiência EnergéticaCGIEE Comitê Gestor de Índices de Eficiência EnergéticaCOP Cefficient of PerformanceENCE Etiqueta Nacional de Conservação de EnergiaEPE Empresa de Pesquisa EnergéticaIEA Agência Internacional de EnergiaIEC Comissão Eletrotécnica InternacionalIEEE Instituto de Engenheiros Eletricistas e EletrônicosINEE Instituto Nacional de Eficiência EnergéticaINMETRO Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e TecnologiaNBR Norma Técnica BrasileiraONS Operador Nacional do SistemaPBE Programa Brasileiro de EtiquetagemPIB Produto Interno BrutoPROCEL Programa de Conservação de Energia ElétricaPRODIST Procedimentos de DistribuiçãoRGR Reserva Global de ReversãoRTQ Regulamento Técnico de QualidadeTHD Distorção Harmônica Total

Lista de Símbolos e Notações

Aenv Área da EnvoltóriaAC Área CondicionadaAHS Ângulo Horizontal de SombreamentoANC Área não CondicionadaAV S Ângulo Vertical de SombreamentoCT Capacidade TérmicaDCI Densidade de Carga InternaDPI Densidade de Potência de IluminaçãoDPIL Densidade de Potência de IluminaçãoEnv EnvoltóriaEqNum Equivalente NuméricoFA Fator de AlturaFF Fator de FormaFP Fator de PotênciaFS Fator SolarP Potência AtivaPAFO Percentual de Abertura na Fachada OestePAFT Percentual de Abertura na Fachada TotalPT Pontuação TotalPAZ Percentual de Abertura ZenitalQ Potência ReativaS Potência AparenteT Temperatura

Sumário

1 INTRODUÇÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251.1 Objetivos do Tema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261.2 Estrutura do Trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2 BALANÇO ENERGÉTICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292.1 Análise no Consumo de Energia Elétrica . . . . . . . . . . . . . 292.2 Curva de Carga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342.3 Considerações Finais do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3 CONSERVAÇÃO DE ENERGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . 393.1 Potencial de Conservação de Energia . . . . . . . . . . . . . . . 393.2 Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica . . . . 393.3 Programa Brasileiro de Etiquetagem . . . . . . . . . . . . . . . . 413.4 Eficiência Energética em Edificações . . . . . . . . . . . . . . . . 443.5 Barreiras na Difusão da Eficiência Energética . . . . . . . . . . 443.6 Considerações Finais do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4 FUNDAMENTOS TEÓRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.1 Definições . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.1.1 Abertura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.1.2 Ambiente Condicionado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.1.3 Ângulo de Sombreamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.1.4 Ângulo Horizontal de Sombreamento (AHS) . . . . . . . . . . . 494.1.5 Ângulo Vertical de Sombreamento (AV S) . . . . . . . . . . . . . 504.1.6 Área Condicionada (AC) (m2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.1.7 Área Não Condicionada (ANC) (m2) . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.8 Área da envoltória (Aenv) (m2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.9 Capacidade Térmica (CT ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.10 Coeficiente de Performance (COP) . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.11 Coletor Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.12 Densidade de Carga Interna (DCI) (W/m2) . . . . . . . . . . . . 514.1.13 Densidade de Potência de Iluminação (DPI) (W/m2) . . . . . . 514.1.14 Densidade de Potência de Iluminação Limite (DPIL) (W/2) . . 514.1.15 Envoltória (Env) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.16 EqNum - Equivalente Numérico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514.1.17 Fachada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

4.1.18 Fachada Oeste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.19 Fator de Altura (FA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.20 Fator de Forma (FF ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.21 Fator Solar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.22 Paredes Externas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.1.23 Percentual de Abertura Zenital (PAZ) (%) . . . . . . . . . . . . 524.1.24 Percentual de Área de Abertura na Fachada Oeste (PAFO) (%) 534.1.25 Percentual de Área de Abertura na Fachada total (PAFT ) (%) 534.1.26 Pontuação Total (PT ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534.1.27 Sistema de Condicionamento de Ar (CA) . . . . . . . . . . . . . 534.1.28 Transmitância térmica (W/(m2K)) . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.1.29 Transmitância Térmica da Cobertura (Ucob) (W/(m2K)) . . . . 544.1.30 Transmitância Térmica das Paredes (Upar) (W/(m2K)) . . . . . 544.1.31 Zonas Bioclimáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.2 Ciclos de Refrigeração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544.3 Ciclo Teórico de Refrigeração por Compressão de Vapor . . . 544.4 Compressores de Sistemas de Refrigeração . . . . . . . . . . . . 554.4.1 Compressor Alternativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584.4.2 Compressor Rotativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604.5 Tecnologia Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614.6 Distorções Harmônicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.6.1 Definição e Origem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624.6.2 Implicações de Correntes Harmônicas . . . . . . . . . . . . . . . 624.6.3 Norma IEC 61000-3-2: Limites para emissão de harmônicas

de corrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634.6.4 Recomendação IEEE para práticas e requisitos para controle

de harmônicas no sistema elétrico de potência: IEEE-519 . . . 654.7 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654.8 Considerações Finais do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

5 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA NAS EDIFICAÇÕES . . . . . . 695.1 RTQ-C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695.1.1 Pré-Requisitos Gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 705.1.1.1 Circuitos Elétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715.1.2 Bonificações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715.1.3 Envoltória . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725.1.3.1 Transmitância Térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725.1.3.2 Cores e Absortância de Superfícies . . . . . . . . . . . . . . . . . . 735.1.3.3 Abertura Zenital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.1.4 Sistemas de Iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745.1.4.1 Pré-Requisitos Específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745.1.4.1.1 Divisão dos Circuitos de Iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.4.1.2 Contribuição da Luz Natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

5.1.4.1.3 Desligamento Automático do Sistema de Iluminação . . . . . . . . . . . 75

5.1.4.2 Procedimento de Determinação da Eficiência . . . . . . . . . . . . 755.1.4.2.1 Método da Área do Edifício . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

5.1.4.2.2 Método das Atividades do Edifício . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.1.5 Sistemas de Condicionamento de Ar . . . . . . . . . . . . . . . . 765.1.5.1 Sistemas de condicionamento de ar regulamentados pelo INMETRO 775.1.5.2 Sistemas de condicionamento de ar não regulamentos pelo INME-

TRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775.2 Considerações Finais do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

6 TÉCNICAS, ENSAIOS E RESULTADOS . . . . . . . . . . . . 796.1 Medidas de Eficiência Energética em Edificações . . . . . . . . 796.1.1 Transmitância Térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796.1.2 Cores e Absortância de Superfícies . . . . . . . . . . . . . . . . . 806.1.3 Fator Solar e Orientação das Fachadas . . . . . . . . . . . . . . . 806.1.4 Percetual de Abertura da Fachada (PAF ) . . . . . . . . . . . . 816.1.4.1 Proteções Solares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 826.1.5 Carga de Ocupação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836.1.6 Potência Dissipada por Equipamentos . . . . . . . . . . . . . . . 836.1.7 Potência Dissipada por Iluminação . . . . . . . . . . . . . . . . . 846.2 Ensaio e Medições . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846.2.1 Critérios de Medição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846.2.2 Instrumentos de Medição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856.2.2.1 FLUKE 43B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856.2.2.2 Termômetro Digital Western . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876.3 Brastemp Split ative! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876.3.1 Dados de Catálogo e Procedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . 876.3.2 Procedimentos e Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . 906.3.2.1 Consumo e Temperaturas Interna e Externa . . . . . . . . . . . . . 906.3.2.2 Corrente de Partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926.3.2.3 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926.3.2.4 Distorção Harmônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936.3.2.5 Coeficiente de Eficiência Energetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946.4 Fujitsu Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 956.4.1 Dados de Catálogo e Procedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . 95

6.4.2 Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976.4.2.1 Consumo e Temperaturas Interna e Externa . . . . . . . . . . . . . 976.4.2.2 Corrente de Partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 986.4.2.3 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996.4.2.4 Distorção Harmônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996.4.2.5 Coeficiente de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006.5 Elgin Silent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016.5.1 Dados de Catálogo e Procedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . 1016.5.2 Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036.5.2.1 Consumo e Temperaturas Interna e Externa . . . . . . . . . . . . . 1036.5.2.2 Corrente de Partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.5.2.3 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1046.5.2.4 Distorção Harmônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056.5.2.5 Coeficiente de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066.6 Condicionador de Ar de Janela Gree . . . . . . . . . . . . . . . . 1066.6.1 Dados de Catálogo e Procedimentos . . . . . . . . . . . . . . . . 1066.6.2 Resultados Obtidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1086.6.2.1 Consumo e Temperaturas Interna e Externa . . . . . . . . . . . . . 1086.6.2.2 Corrente de Partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096.6.2.3 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.6.2.4 Distorção Harmônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106.6.2.5 Coeficiente de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116.7 Discussão e Considerações Finais . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.7.1 Consumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1126.7.2 Corrente de Partida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136.7.3 Fator de Potência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136.7.4 Distorção Harmônica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1136.7.5 Coeficiente de Eficiência Energética . . . . . . . . . . . . . . . . 1146.8 Considerações Finais do Capítulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

7 CONCLUSÃO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1157.1 Sugestões para Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

REFERÊNCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

8 ANEXOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

25

1 Introdução

O consumo de energia elétrica residencial em países em desenvolvimento é reduzido secomparado ao consumo de outros setores, como o setor industrial, por exemplo.

O consumo de energia elétrica do setor residencial de países desenvolvidos, é maiorse comparado ao consumo dos países em desenvolvimento. Se tomarmos como exemploa China, o setor residencial é responsável apenas por 10% do consumo total de energiaelétrica do país, enquanto que em países desenvolvidos, esse valor está em torno de 30%(IEA, 2007).

Por outro lado, temos também o setor comercial, que vem mostrando um aumentosignificativo no consumo de energia elétrica. A evolução da realidade social brasileirano sentido de uma economia mais desenvolvida e com melhor distribuição de renda, so-licitando serviços e segmentos comerciais de crescente sofisticação, aliados ao potencialturístico do país, contribuem para um crescimento acelerado do consumo de energia elé-trica no setor (EPE, 2015).

Os principais responsáveis pelo crescimento significativo no consumo de eletricidadenesses setores são: refrigeradores, equipamentos de iluminação e aparelhos condicionado-res de ar, sendo ainda esperado que o consumo por parte de condicionadores de ar tenhaum crescimento mais rápido do que refrigeradores e equipamentos de iluminação.

Segundo dados da Agência Internacional de Energia, a utilização de aparelhos de arcondicionado em residências nos países em desenvolvimento como o Brasil, foi de 5% em1995 a 70% em 2004, sendo ainda esperado que tal crescimento se mantenha por algumasdécadas. O Brasil está em terceiro lugar no ranking mundial de aparelhos condicionadoresde ar de janela, atrás apenas dos Estados Unidos e Índia, e em nono lugar quando se falaem Splits. Em termos de toneladas de refrigeração, ouve um crescimento de 211% nosúltimos dez anos no Brasil, superando em 2007 a marca de 1,3 milhão de toneladas derefrigeração (Portal da Refrigeracao, 2013).

Em notícia publicada pelo jornal O Globo (2015), o diretor-geral da Agência Nacionalde Energia Elétrica (ANEEL), Reive Barros, disse que o horário de pico de energia no paísestá se deslocando para as 15h, principalmente por causa de sistemas de ar-condicionado.

Somado isso ao fato da matriz energética brasileira ser composta principalmente porusinas hidrelétricas, que em períodos de altas temperaturas podem ter sua geração com-prometida devido à queda nos níveis de água dos seus reservatórios, vemos que algo deveser feito para suprir essa demanda, cada vez mais alta, de forma a evitar blecautes aapagões.

Uma das alternativas seria o investimento em infraestrutura. No entanto, o custo seriaelevado e o resultado seria obtido a longo prazo, podendo ainda gerar impactos ambientais

26 Capítulo 1. Introdução

significativos. Uma outra alternativa seria investir em eficiência energética que, com umcusto razoavelmente baixo, traria resultados rápidos e bastante relevantes.

1.1 Objetivos do Tema

• Verificar hábitos de consumo de energia elétrica levando em conta os respectivosníveis socioeconômicos do consumidor, com foco em condicionadores de ar.

• Analisar o uso final de energia elétrica, obtendo assim o impacto do uso de condici-onadores de ar nas residências brasileiras atualmente e o potencial de conservaçãode energia por esses equipamentos.

• Apresentar medidas e técnicas construtivas que implicam em edificações mais efici-entes, com um melhor aproveitamento térmico e consequentemente um sistema decondicionamento de ar eficiente.

• Constatar a confiabilidade dos índices de eficiência energética apresentados na Eti-queta Nacional de Conservação de Energia (ENCE), assim como verificar caracte-rísticas dos aparelhos que interferem na instalação elétrica, como fator de potênciae distorção harmônica.

1.2 Estrutura do Trabalho

Esse trabalho apresenta cinco etapas.Na primeira etapa é feita uma análise no consumo final de energia elétrica, com ênfase

nos setores residenciais, comerciais e públicos. São mostrados alguns hábitos de consumonas diversas regiões do país e também dados do Balanço Energético Nacional (BEN) 2016,relacionando o crescimento de consumo desses setores com o Produto Interno Bruto (PIB)do país.

Na segunda etapa é analisado o potencial de conservação de energia por parte dossistemas de condicionamento de ar. São citados os principais programas de eficiênciaenergética e também, o impacto na eficiência de aparelhos condicionadores de ar desde acriação de um índice mínimo de eficiência energética. Por fim, são apresentados algumasbarreiras e obstáculos da difusão da eficiência energética no mundo.

Na terceira etapa são apresentados fundamentos importantes sobre o funcionamentode equipamentos condicionadores de ar. São apresentados o ciclo de refrigeração, os tiposde compressores atualmente utilizados em condicionadores de ar individual de pequenoporte e também as características da tecnologia inverter.

1.2. Estrutura do Trabalho 27

Na quarta etapa são mostrados recomendações de eficiência energética em edificaçõesde uso misto, comercial e público estabelecidades pelo Regulamento Técnico de Qualidade(RTQ).

Na quinta etapa são apresentados algumas constatações e práticas de eficiência ener-gética propostas por outros autores. Por fim, são realizadas medições em 4 equipamentos,sendo 1 deles de janela, 2 split convencional e 1 split com tecnologia inverter. São com-parados os seus respectivos consumos, valores de fator de potência, corrente de partida edistorção harmônica. E por fim, são comparados os valores de eficiência da ENCE comos valores obtidos via medição.

29

2 Balanço Energético

Nesse capítulo são feitas constatações e análises a respeito do consumo de energiaelétrica nos setores residenciais, comerciais e públicos. São mostrados através de gráficosquais equipamentos são os principais consumidores finais de energia elétrica nesses setores.Por fim, é feita uma análise da curva de carga das diversas regiões do país afim de se obteras características de consumo de cada região.

2.1 Análise no Consumo de Energia Elétrica

O consumo de energia elétrica pelo setor residencial, no ano de 2015, correspondea 21, 3%, enquanto que 14, 8% corresponde ao setor comercial e 6, 9% ao setor público.Portanto, esses três setores juntos, correspondem a 43% de toda energia elétrica consumidano país (EPE, 2016).

Figura 1 – Fluxo de energia elétrica, ano 2015. Fonte: EPE (2016).

De acordo com a última pesquisa de posse e hábitos no consumo de energia realizadapela Eletrobrás no período de 2004/2006 (PROCEL, 2006), o uso de eletrodomésticos

30 Capítulo 2. Balanço Energético

referentes ao condicionamento de ambiente por parte de consumidores residenciais corres-ponde a 20% de todo o consumo de energia elétrica.

Figura 2 – Uso final da energia elétrica pelo setor residencial. Fonte: PROCEL (2006).

No setor comercial, o uso final por parte de ar condicionados representa 47% de todaa energia consumida, enquanto que a iluminação corresponde a 22%. E no que se tratade ar condicionados, 76, 6% correspondem a sistemas individuais de janela e/ou split.

Figura 3 – Uso final da energia elétrica pelo setor comercial. Fonte: PROCEL (2006).

2.1. Análise no Consumo de Energia Elétrica 31

Figura 4 – Tipos de condicionadores de ambiente presente nas empresas. Fonte: PROCEL(2006).

Muito similar ao setor comercial, o consumo de ar condicionado pelos prédios públicoscorresponde a 48% de todo o consumo de energia elétrica, enquanto que o consumo deiluminação corresponde a 23%. Em se tratando de ar condicionado, 82% dos equipamentosencontrados em edificações públicas correspondem a sistemas individuais de janela e/ousplit.

Figura 5 – Uso final da energia elétrica pelos prédios públicos. Fonte: PROCEL (2006).


Figura 6 – Tipos de condicionadores de ambiente presente em prédios públicos.Fonte:PROCEL (2006).

De acordo com a EPE (2016), no de 2006 os setores residencial, comercial e públicoregistraram um consumo anual de 85.810GWh, 55.222GWh e 33.049GWh, respectiva-mente. No ano de 2015 os respectivos consumos foram de 131.315GWh, 91.412GWh e42.672GWh. Portanto, entre os consumos registrados em 2006 e 2015 houve um aumentode aproximadamente 53% no setor residencial, 65% no setor comercial e 29% no setorpúblico.

Figura 7 – Gráfico de consumo de 2006 a 2015. Adaptado de EPE (2016).

2.1. Análise no Consumo de Energia Elétrica 33

Ao relacionarmos o consumo de energia elétrica com o crescimento do PIB, observamosuma relação direta entre ambos.

Figura 8 – Crescimento do PIB no período de 2006 a 2015. Adaptado de Banco Centraldo Brasil (2017).

O consumo dos setores residenciais e comerciais apresentou crescimento elevado até oano de 2014, ano em que o PIB apresentou um pequeno crescimento. Já no ano de 2015,o consumo residencial apresentou uma retração, juntamente com o setor industrial e osetor público, enquanto que no setor comercial o consumo pouco cresceu. Isso se deve aodecrescimento do PIB no ano.

Dessa forma, verifica-se que o consumo do setor residencial é influenciado diretamentepela economia. Ou seja, conforme a economia do país cresce, a população tem mais acessoa eletrodomésticos e/ou equipamentos que visam o conforto e uma melhor qualidade devida. Um desses equipamentos é o ar condicionado.

No entanto, existem casos mostrando que o número de aparelhos de ar condicionadospode crescer mais rápido do que a própria economia do país. No ano de 1990, menos de1% da população urbana Chinesa possuia equipamentos de ar condicionado. Já no anode 2003, esse número era de 62%.(MCNEIL; LETSCHERT, 2008)

Em mercados mais maduros, como nos países desenvolvidos, as vendas de ar condi-cionado são motivadas pelo aumento da população, reposições por equipamentos maismodernos e estabelecimentos com mais de um equipamento. Por outro lado, em merca-dos em desenvolvimento, as vendas são motivadas pela possibilidade das pessoas teremou não acesso a estes equipamentos, traçando uma relação direta entre o poder aquisitivoda população e o número de condicionadores de ar, assim como outros eletrodomésticos.


Sendo assim, conforme a economia do país cresce e a população aumenta seu poderaquisitivo, há uma demanda por equipamentos que visam a comodidade, tal como equi-pamentos de ar condicionado, máquinas de lavar-louça, entre outros eletrodomésticos. Eainda, se somarmos a oportunidade da população em adquirir maior conforto, com o climabrasileiro, é fácil perceber que a tendência é que os números de condicionadores de ar cres-çam mais rapidamente se comparado a outros eletrodomésticos (MCNEIL; LETSCHERT,2008).

Para uma análise mais detalhada do consumo por parte do setor residencial, é neces-sário avaliar o perfil e hábitos de consumo de cada consumidor.

Fournier e Penteado (2010) em seu estudo na cidade de Santo André, interior de SãoPaulo, fizeram uma série de questionários para avaliar características e hábitos de consumode três bairros com diferentes faixas socioeconômicas, levando em consideração o nível dealfabetização e a renda familiar.

Observou-se que as famílias com maior renda, consequentemente, maior poder aquisi-tivo, juntamente com as famílias de renda intermediária, tem mais preocupação quantoa economia de energia ao adquirir um equipamento novo. Porém, as famílias com maiorrenda encontram dificuldades quanto a adquirir hábitos que visem uma maior eficiênciaenergética.

Por outro lado, as famílias de baixa renda encontram dificuldades em adquirir equi-pamentos mais eficientes, uma vez que o preço é o que mais pesa na tomada de decisãosobre qual equipamento adquirir. E também, pelo fato de algumas famílias de baixarenda possuírem ligações clandestinas de energia elétrica, não havia qualquer hábito quepromovesse o consumo consciente de energia.

Sendo assim, independente da classe socioeconômica e grau de instrução, a pesquisamostrou que a tarifa mensal, é uma importante ferramenta para o uso consciente deenergia elétrica, motivada pela economia financeira no fim do mês.

2.2 Curva de Carga

Como o Brasil é um país continental, é difícil ser preciso em uma análise geral. Sendoassim, é necessário o conhecimento de consumo de cada região do país para que sejamtomadas as medidas mais adequadas possíveis.

De acordo com a última pesquisa de posse e hábitos no consumo de energia realizadapela Eletrobrás no período de 2004/2006 (PROCEL, 2006), é possível obter a curva decarga das diferentes regiões do país, assim como, o consumo médio detalhado de cada equi-pamento. Embora os dados estejam de certo modo defasados, ainda são dados bastanterelevantes.

2.2. Curva de Carga 35

Figura 9 – Curva de carga residencial, região Norte. Fonte: PROCEL (2006).

Figura 10 – Curva de carga residencial, região Nordeste. Fonte: PROCEL (2006).

Figura 11 – Curva de carga residencial, região Sul. Fonte: PROCEL (2006).


Figura 12 – Curva de carga residencial, região Centro-Oeste. Fonte: PROCEL (2006).

Figura 13 – Curva de carga residencial, região Sudeste. Fonte: PROCEL (2006).

Observa-se que nas regiões Norte e Nordeste o maior impacto na curva de carga é oconsumo por parte do condicionamento ambiental. Devido às altas temperaturas, equi-pamentos de aquecimento como o chuveiro, apresentam pequena influência na curva decarga. Por outro lado, nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste, o chuveiro tem um maiorimpacto na curva de carga. Porém o condicionamento ambiental também tem um impactorelevante.

De acordo com boletim de carga especial, divulgado pelo ONS (2015), no dia 21 deoutubro de 2015 ocorreu recorde de demanda instantânea no subsistema Norte atingindorespectivamente 6.492 MW às 15h53m. No dia 14 de janeiro de 2015 o mesmo ocorreu naregião nordeste, com recorde de demanda instantânea às 15h59m, sendo que um dia antes,já havia ocorrido recorde de demanda instantânea no subsistema Sudeste/Centro-Oeste

2.3. Considerações Finais do Capítulo 37

as 14h23m. A causa se deve às altas temperaturas e ao índice de desconforto térmico, nahora de maior insolação.

Portanto, embora as diferentes regiões do país apresentem climas e característicasde consumo diferentes, em termos de consumo, o condicionamento de ambiente tem umimpacto médio muito próximo em todas as regiões do país.

2.3 Considerações Finais do Capítulo

Através dos dados apresentados é possível observar que os setores residencial, comer-cial e público juntos apresentam uma fatia considerável no consumo de energia elétricado país. Sendo o condicionamento ambiental um dos usos finais de energia elétrica maissignificativos nesses setores. Aliando esse fato com os dados do Operador Nacional doSistema podemos garantir que, medidas de conservação de energia aplicadas ao condicio-namento ambiental podem ter impactos bastante relevantes no consumo de edificações, econsequentemente para o sistema elétrico brasileiro.

No próximo capítulo, serão apresentados os principais programas de conservação deenergia elétrica e as principais barreiras encontradas na difusão da eficiência energética.

39

3 Conservação de Energia

Neste capítulo serão avaliados o potencial de conservação de energia por parte desistemas de condicionamento de ar. Serão explorados os principais programas de eficiênciaenergética Brasileiro, seus principais métodos e resultados. Por fim, serão citadas asprincipais barreiras encontradas para a conservação de energia e eficiência energética,com enfoque nas edificações e equipamentos de condicionamento de ar.

3.1 Potencial de Conservação de Energia

Conforme visto no capítulo 2, o condicionamento de ambiente representa um consumosignificativo nos setores residencial, comercial e público, em todas as diversas regiõesdo Brasil. Sendo que, a maior parte do condicionamento é feito a partir de unidadesindividuais de pequeno porte split e janela.

De acordo com o Procel, o Condicionamento Ambiental é uma fonte potencial deeconomia de grande importância em instalações comerciais, mediante a combinação daredução da carga térmica, aliada ao uso de tecnologias eficientes de geração de frio emelhor controle dos sistemas. (PROCEL, 2006)

Existem inúmeras justificativas e citações que mostram um grande potencial de con-servação de energia por parte do condicionamento ambiental. No entanto, há necessidadede buscar como explorar todo esse potencial e alcançar resultados significativos.

Uma das maneiras é a criação de um índice mínimo de eficiência energética para osequipamentos condicionadores de ar. Dessa forma, é estabelecido um piso de eficiênciapara os equipamentos, exigindo dos fabricantes equipamentos cada vez mais eficientes.

Aliado à criação de um índice mínimo, há a necessidade de se buscar uma mudança nohábito de consumo da população e conscientização da necessidade de evitar o desperdícioe assim promover o uso eficiente de energia elétrica.

3.2 Programa Nacional de Conservação de EnergiaElétrica

Criado em 1985 pelo Ministério de Minas e Energia, o Programa de Conservação deEnergia Elétrica (Procel) é gerido pela Eletrobrás, com recursos da empresa, da ReservaGlobal de Reversão (RGR) e entidades internacionais. Seu principal objetivo é promovero uso eficiente da energia elétrica, combatendo o desperdício, reduzindo os custos e osinvestimentos setoriais.

40 Capítulo 3. Conservação de Energia

Do ano de 1986 até 2007, a Eletrobrás-Procel investiu cerca de R$ 329,22 milhões nosprogramas de eficiência energética, que somado aos recursos do RGR (R$ 627,56 milhões)e a outros investimentos (R$ 37,49 milhões), totaliza uma quantia superior a R$ 1 bilhão.Estima-se que estes investimentos geraram um saldo positivo em economia de energia emtorno de 28,53 bilhões de kWh/ano, o que equivale a uma usina de 6.841MW a menos nosistema de geração de energia elétrica no país (VIANNA; RAMOS; PEREIRA, 2010).

De acordo com a Eletrobrás (2016), o Procel contribuiu para uma economia de 11,7bilhões de kWh no ano de 2015, equivalente a 2,5% de todo o consumo nacional deenergia elétrica no ano. Tal economia, representa o equivalente a uma usina de 2.801 MWe menos no sistema de geração, evitando a emissão de 1.453 milhões de toneladas de CO2

na atmosfera.Embora criado para a eficiência energética na área de energia elétrica, atualmente o

Procel atua em diversas áreas com diversos programas, são eles:

• Procel Edifica: Eficiência Energética em Edificações;

• Procel GEM: Gestão Energética Municipal;

• Procel Sanear: Eficiência Energética no Saneamento Ambiental;

• Procel Educação: Informação e Cidadania;

• Procel Industria: Eficiência Energética Industrial;

• Procel EPP: Eficiência Energética nos Prédios Públicos;

• Procel Reluz: Eficiência Energética na Iluminação Pública e Sinalização Semafórica.

No ano de 1993, em parceria com o PBE, foi criado o selo Procel de Economia deEnergia, figura 14, com o intuito de identificar equipamentos com níveis ótimos de efici-ência energética. O selo auxilia o consumidor a escolher equipamentos que atendam osíndices de eficiência de cada categoria. Para um equipamento obter o selo Procel, estedeve estar enquadrado na classe de eficiência energética ”A” da ENCE.

Figura 14 – Selo Procel de Economia de Energia.

3.3. Programa Brasileiro de Etiquetagem 41

3.3 Programa Brasileiro de Etiquetagem

Iniciado no ano de 1984 pelo Inmetro com a finalidade de contribuir com a raciona-lização do uso da energia no Brasil através de informações que auxiliem o consumidorna hora da compra, o PBE, a princípio criado para atender apenas a área automotiva,cresceu e se tornou um programa de extrema importância, atuando principalmente emprodutos consumidores de energia elétrica.

É um importante programa de eficiência energética, que auxilia o consumidor a optarpor equipamentos mais eficientes na hora da compra. Na Etiqueta Nacional de Con-servação de Energia (ENCE), figura 15, os equipamentos são classificados conforme ocoeficiente de eficiência energética. Constam também dados como tensão de alimenta-ção, ciclo reverso ou não, modelo, marca, capacidade de refrigeração, e o consumo médiomensal.

Com a criação da lei 10.295 de 17 de outubro de 2001, conhecida como Lei de EficiênciaEnergética, o PBE passou a fazer exigências relacionadas ao desempenho de produtos,estabelecendo índices mínimos de eficiência energética baseando-se no Comitê Gestor deIndicadores e Níveis de Eficiência Energética (CGIEE).

Porém, somente no ano de 2007 o uso de um índice mínimo de eficiência energéticafoi adotado. Foi estabelecido que, o Coeficiente de Eficiência Energética (CEE) seriaa razão entre a capacidade total de refrigeração, expressa em Watts, e a potência elé-trica demandada, também expressa em Watts. Em inglês tal índice é conhecido comoEnergy Efficiency Ratio (EER) ou ainda Coefficient of Performance (COP). (PEREIRA;LAMBERTS; GHISI, 2013)

CEE = Capacidade Total de RefrigeraçãoPotência Elétrica (3.1)

Conforme portaria no 410 de 16 de agosto de 2013, foi determinado que no prazo de 2anos da data de publicação dessa portaria, atacadistas e varejistas deverão comercializarsomente condicionadores de ar etiquetados de acordo com as novas classes de eficiênciaenergética, conforme figuras 71, 72 dos anexos.


Figura 15 – Etiqueta Nacional de Conservação de Energia.

O uso do índice de eficiência energética é a melhor ferramenta para avaliar e comparar odesempenho e a eficiência de sistemas de condicionamento de ar. Desde o estabelecimentode um valor mínimo, até os dias de hoje, é possível observar uma evolução nos índices deeficiência energética dos equipamentos comercializados.

A partir de dados do Inmetro, é possível verificar ao longo do tempo o número deequipamentos split cadastrados no programa PBE assim como sua respectiva classe deeficiência energética, como mostra as figuras 16 e 17.

Figura 16 – Variação anual da classificação de ENCE de equipamentos split. (Dados doInmetro)

3.3. Programa Brasileiro de Etiquetagem 43

Figura 17 – Variação anual do número de ar condicionados cadastrados no PBE. (Dadosdo Inmetro)

Observe que no ano de 2006, um ano antes de se estabelecer um índice mínimo deeficiência energética, a maior parte dos equipamentos cadastrados no programa eram classeB, sendo que o número de equipamentos classe A era próximo do número de equipamentosclasse C.

No ano de 2011, já se percebe um grande avanço. Os equipamentos classe A passarama ser a maior parte dos aparelhos catalogados, assim como houve um aumento significativodo número de equipamentos cadastrados no PBE.

No ano de 2014, foi estabelecido um novo valor de índice mínimo, que passou de2,39W/W para 2,60W/W, sendo esse valor utilizado até hoje. Foi determinada também aextinção da classe E, representando uma diminuição na comercialização de equipamentosmenos eficientes.

Embora tenha havido um certo avanço desde o estabelecimento de um índice mínimo,a eficiência dos equipamentos comercializados no Brasil ainda é muito baixa se comparadaa outros países. Os Estados Unidos, desde 2006, adotou um índice mínimo de 3,8W/W.Embora seja um mercado mais maduro, a diferença de índices é muito elevada.

Em 2010, a China elevou seu índice mínimo para 3W/W.Enquanto o equipamento mais eficiente avaliado pelo PBE apresenta coeficiente de

eficiência energética de 4,79 W/W, na China há equipamentos com valores superioresa 6,0 W/W, e no Japão tal coeficiente ultrapassa o valor de 6,5 W/W. (PEREIRA;LAMBERTS; GHISI, 2013)

A política de adoção de um índice mínimo de eficiência energética é uma ferramentamuito importante para a conservação de energia e aumento da eficiência dos equipamentos


comercializados no país. Porém, devem-se adotar critérios mais rigorosos de modo a seobter resultados mais satisfatórios.

3.4 Eficiência Energética em Edificações

A comercialização e fabricação de equipamentos cada vez mais eficientes é um passofundamental para promover a conservação de energia. No entanto, o uso inadequado deequipamentos pode comprometer toda a eficiência da instalação.

O consumo dos condicionadores de ar no Brasil é cerca de 25% a 45% mais alto queo necessário devido a projetos inadequados, isto é, projetos elaborados sem levar emconsideração diversos fatores que influenciam no desempenho térmico do edifício como alocalização, entorno, radiação solar, características térmicas dos materiais dentre outros,impondo a necessidade de se utilizar o condicionador de ar como estratégia para o confortotérmico. (MORAES, 2013)

Roaf (2001) relata que nos Estados Unidos, anualmente mais de 40% da eletricidadegerada é usada em sistemas de condicionamento de ambiente. O autor relata que é comumengenheiros de aquecimento e ventilação não se preocuparem com as janelas fixas ao longode um edifício, pelo fato dos cálculos serem complexos. Assim, muitos edifícios usam o arcondicionado durante todo o ano, enquanto talvez somente um, dois ou três meses seriamnecessários como estratégia para amenizar o desconforto.

Portanto, com o intuito de estabelecer requisitos mínimos de desempenho para osedifícios comerciais, de serviços e públicos, foi criado no Brasil o Regulamento Técnico daQualidade do nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais, de Serviços e Público(RTQ-C).

Com o objetivo de promover a máxima conservação de energia em sistemas de condici-onamento de ambiente de pequeno porte, serão apontados nesse trabalho todos os tópicosda RTQ-C que impactam de maneira direta e indireta em sistemas de ar condicionado.

3.5 Barreiras na Difusão da Eficiência Energética

Em um estudo a respeito da eficiência energética por parte de aparelhos condiciona-dores de ar, a Agência Internacional de Energia (IEA, 2007) traz na tabela 1 as principaisbarreiras encontradas na propagação da eficiência energética.

Tabela 1 – Principais Barreiras na Difusão da Eficiência Energética em Países em Desen-volvimento. Adaptado de IEA (2007).

Principais Barreiras para Difusão da Eficiência Energética em País em Desenvolvimento

3.5. Barreiras na Difusão da Eficiência Energética 45

Barreiras Políticas

Inexistência de uma instituição nacional para promover medidas de EE.Falta de uma política fiscal que favoreça equipamentos mais eficientes.Não utilização de um indice mínimo de eficiência energética.Baixo preço na fatura de energia elétrica.

Barreiras Financeiras

Elasticidade de preço no mercado de eletrodomésticos.Falta de incentivo financeiro e mecanismos para a fabricação deequipamentos mais eficientes.

Barreiras de Mercado

Incerteza por parte dos fabricantes sobre a demanda de equipamentosmais eficientes.Falta de recursos por parte de pequenos fabricantes para desenvolver ecomercializar produtos mais eficientes.

Barreiras de Informação

Falta de conscientização no uso final de energia elétrica.Falta de informação precisa a respeito do potencial de consumode equipamentos eficientes.Falta de informação sobre os programas que promovem a EE.

Barreiras Tecnológicas

Falta da EE direcionada a P&D por parte dos fabricantes e institutosde pesquisa.Falta de equipamentos e laboratórios equipados para testes de EE.Limitação do conhecimentos de EE entre engenheiros.

Barreira dos Velhos Desconfiança por parte de novos equipamentos.Hábitos Dificuldade na mudança de hábitos e maneiras no uso de equipamentos.

Essas barreiras podem variar conforme características de cada país. O estudo da IEAtrata dois diferentes casos, primeiro um país sem fabricação de condicionadores de ar, esegundo um país com fabricação própria.

Países sem fabricação de ar condicionado, sendo todos os equipamentos importados,costumam encontrar barreiras políticas, barreiras de informação e de tecnologia. O estudocita o exemplo de Gana que não possui políticas fortes voltadas para educação do consumoconsciente, muito menos o uso de um índice mínimo de eficiência energética.

Por outro lado, países com fabricantes de aparelhos de ar condicionados costumamencontrar barreiras financeiras e barreiras de mercado.

Bodach e Hamhaber (2010) em seus estudos sobre a eficiência energética na construçãode casas brasileiras, determina que as maiores barreiras encontradas são devido ao altoinvestimento, à falta de políticas consistentes voltadas a esse mercado e a um mercadofortemente fragmentado que desempenha papel importante na obstrução da eficiênciaenergética.

Souza (2012) define estratégias para vencer as barreiras encontradas e assim promovera eficiência energética nos edifícios, são elas:

• Formar, educar, consciencializar;

• Tornar a utilização da energia mais transparente;


• Proporcionar fácil acesso, financiamento de baixo custo;

• Atualizar persistentemente as políticas de eficiência energética dos edifícios;

• Alinhar os incentivos entre os fornecedores de serviços de energia e clientes;

• Incentivar a criação e desenvolvimento de agências de energia e a sua proximidadeaos cidadãos;

• Incentivar a reabilitação urbana;

• Promover o Smart Metering permitindo definir perfis de consumo e alertar continu-amente sobre eventuais excessos e desperdícios.

Hoje, com o intuito de diminuir a barreira financeira e permitir projetos voltadospara a eficiência energética por pequenas ou medias empresas e corporações, existemlinhas de credito e financiamento para projetos desse tipo. O BNDES, Banco Nacionaldo Desenvolvimento, juntamente com o cartão BNDES é um dos principais credores paraesses projetos.

Devido à lei 9991/2000 as concessionárias de energia elétrica são obrigadas a investir1% de suas receitas líquidas operacionais em projetos voltados a eficiência energética eem programas de pesquisa e desenvolvimento no setor elétrico.



A adoção de um coeficiente de eficiência energética mínimo foi um passo importantena promoção da conservação de energia por parte de equipamentos condicionadores dear. O PBE juntamente com o selo Procel também apresentaram resultados importantes.Por outro lado, com a criação do RTQ é possível ampliar a eficiência energética tambémpara as edificações, que são peça chave no processo de condicionamento de ar.

Apesar desses programas de eficiência energética apresentarem resultados significati-vos, ainda existem inúmeras barreiras que dificultam a difusão da eficiência energética.Essas barreiras podem variar conforme cada país, sendo necessária uma análise minuciosae abrangente.

De modo a garantir um melhor entendimento no processo de condicionamento de arserão vistos no próximo capítulo algumas definições que serão de extrema importânciapara a compreensão dos assuntos abordados nos capítulos seguintes.

49

4 Fundamentos Teóricos

Neste capítulo serão feitas definições importantes para um melhor entendimento doRTQ e funcionamento do ar condicionado. Serão explanados os principais tipos de com-pressores utilizados para pequenas unidades de refrigeração e também, questões de insta-lações elétricas importantes como fator de potência e qualidade de energia elétrica.

4.1 Definições

Para um melhor entendimento do RTQ (INMETRO, 2010), são feitas algumas defini-ções importantes.

4.1.1 Abertura

Todas as áreas da envoltória do edifício, com fechamento translúcido ou transparente(que permite a entrada da luz), incluindo janelas, painéis plásticos, clarabóias, portas devidro (com mais da metade da área de vidro) e paredes de blocos de vidro. Excluem-sevãos sem fechamentos, elementos vazados como cobogós e caixilhos.

4.1.2 Ambiente Condicionado

Ambiente fechado (incluindo fechamento por cortinas de ar) atendido por sistema decondicionamento de ar.

4.1.3 Ângulo de Sombreamento

Ângulos que determinam a obstrução à radiação solar gerada pela proteção solar nasaberturas. No RTQ são usados dois ângulos: ângulo vertical de sombreamento (AVS -referente a proteções horizontais) e ângulo horizontal de sombreamento (AHS - referentea proteções verticais).

4.1.4 Ângulo Horizontal de Sombreamento (AHS)

Ângulo formado entre dois planos verticais:

• o primeiro plano é o que contém a base da folha de vidro (ou material translúcido);

• o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar verticale a extremidade oposta da base da folha de vidro (ou material translúcido).

50 Capítulo 4. Fundamentos Teóricos

Figura 18 – Ilustração demonstrando dois AHS de 10 graus. Fonte: Procel (2010).

4.1.5 Ângulo Vertical de Sombreamento (AV S)

Ângulo formado entre dois planos que contêm a base da abertura:

• o primeiro é o plano vertical na base da folha de vidro (ou material translúcido);

• o segundo plano é formado pela extremidade mais distante da proteção solar hori-zontal até a base da folha de vidro (ou material translúcido).

Figura 19 – Ilustração demonstrando um AVS de 45 graus. Fonte: Procel (2010).

4.1.6 Área Condicionada (AC) (m2)

Área útil dos ambientes condicionados.

4.1. Definições 51

4.1.7 Área Não Condicionada (ANC) (m2)

Área útil dos ambientes não condicionados de permanência prolongada.

4.1.8 Área da envoltória (Aenv) (m2)

Soma das áreas das fachadas, empenas e cobertura, incluindo as aberturas.

4.1.9 Capacidade Térmica (CT)

Quantidade de calor necessária para variar em uma unidade a temperatura de umsistema.

4.1.10 Coeficiente de Performance (COP)

É a razão entre o calor fornecido ou retirado do ambiente e a energia elétrica consumida.

4.1.11 Coletor Solar

Dispositivo que absorve a radiação solar incidente, transferindo-a para um fluido detrabalho, sob a forma de energia térmica.

4.1.12 Densidade de Carga Interna (DCI) (W/m2)

É aquela proporcionada pela ocupação dos ambientes ou edifício e pelo uso de equi-pamentos e da iluminação.

4.1.13 Densidade de Potência de Iluminação (DPI) (W/m2)

Razão entre o somatório da potência de lâmpadas e reatores e a área de um ambiente.

4.1.14 Densidade de Potência de Iluminação Limite (DPIL) (W/2)

Limite máximo aceitável de DPI.

4.1.15 Envoltória (Env)

Planos que separam o ambiente interno do ambiente externo.

4.1.16 EqNum - Equivalente Numérico

Número representativo da eficiência de um sistema.


4.1.17 Fachada

Superfícies externas verticais ou com inclinação superior a 60 graus em relação àhorizontal. Inclui as superfícies opacas, paredes, translúcidas, transparentes e vazadas,como cobogós e vãos de entrada.

4.1.18 Fachada Oeste

Fachada cuja normal à superfície está voltada para a direção de 270 graus em sentidohorário a partir do norte geográfico. Fachadas cuja orientação variar de ±45 graus emrelação a essa orientação serão considerados como fachadas oeste.

4.1.19 Fator de Altura (FA)

Razão entre a área de projeção da cobertura e a área total construída (Apcob/Atot),com exceção dos subsolos.

4.1.20 Fator de Forma (FF )

Razão entre a área da envoltória e o volume total da edificação (Aenv/Vtot).

4.1.21 Fator Solar

Razão entre o ganho de calor que entra num ambiente através de uma abertura e aradiação solar incidente nesta mesma abertura. Inclui o calor radiante transmitido pelovidro e a radiação solar absorvida, que é re-irradiada ou transmitida, por condução ouconvecção, ao ambiente.

4.1.22 Paredes Externas

Superfícies opacas que delimitam o interior do exterior da edificação; esta definiçãoexclui as aberturas.

4.1.23 Percentual de Abertura Zenital (PAZ) (%)

Percentual de área de abertura na cobertura. Refere-se exclusivamente a aberturasem superfícies com inclinação inferior a 60 graus em relação ao plano horizontal. Deve-secalcular a projeção horizontal da abertura. Acima desta inclinação, ver PAFT .

4.1. Definições 53

Figura 20 – Ilustração demonstrando abertura zenital em uma superfície com inclinaçãode 15 graus. Fonte: Procel (2010).

4.1.24 Percentual de Área de Abertura na Fachada Oeste (PAFO)(%)

É calculado pela razão entre a soma das áreas de abertura envidraçada, ou com fecha-mento transparente ou translúcido, da fachada oeste e a área da fachada oeste.

4.1.25 Percentual de Área de Abertura na Fachada total (PAFT)(%)

É calculado pela razão entre a soma das áreas de abertura envidraçada, ou com fecha-mento transparente ou translúcido, de cada fachada e a área total de fachada da edificação.Refere-se exclusivamente a aberturas em paredes verticais com inclinação superior a 60graus em relação ao plano horizontal, tais como janelas tradicionais, portas de vidro ousheds, mesmo sendo estes últimos localizados na cobertura. Exclui área externa de caixad’água no cômputo da área de fachada, mas inclui a área da caixa de escada até o pontomais alto da cobertura.

4.1.26 Pontuação Total (PT )

Pontuação total alcançada pelo edifício.

4.1.27 Sistema de Condicionamento de Ar (CA)

Processo de tratamento de ar destinado a controlar simultaneamente a temperatura,a umidade, a pureza e a distribuição de ar de um meio ambiente.


4.1.28 Transmitância térmica (W/(m2K))

Transmissão de calor em unidade de tempo e através de uma área unitária de umelemento ou componente construtivo, neste caso, de componentes opacos das fachadas(paredes externas) ou coberturas, incluindo as resistências superficiais interna e externa,induzida pela diferença de temperatura entre dois ambientes.

4.1.29 Transmitância Térmica da Cobertura (Ucob) (W/(m2K))

Transmitância térmica das coberturas do edifício.

4.1.30 Transmitância Térmica das Paredes (Upar) (W/(m2K))

Refere-se à transmitância de paredes externas somente.

4.1.31 Zonas Bioclimáticas

As zonas bioclimáticas são algumas regiões geográficas homogênea quanto aos elemen-tos climáticos que interferem nas relações entre ambiente construído e conforto humano.

São definidas pela NBR 15220-3, que divide o território brasileiro em 8 zonas bio-climáticas e apresenta uma série de recomendações técnico-construtivas que otimizam odesempenho térmico das edificações através de sua melhor adequação climática. (ABNT,2003)

As seguinte zonas bioclimáticas são definidas na figura 73 em Anexos.

4.2 Ciclos de Refrigeração

4.3 Ciclo Teórico de Refrigeração por Compressão deVapor

O ciclo de refrigeração por compressão de vapor é o mais utilizado para condiciona-mento de ambientes e refrigeração de produtos. Esse ciclo é dividido em 4 processos,conforme mostrado na figura 21.

Inicia-se o processo no compressor, onde o fluido refrigerante é comprimido até que seatinja a pressão de condensação. Ao sair do compressor, o fluído refrigerante passa a umatemperatura maior que a temperatura de condensação. Normalmente, em condicionadoresde ar a temperatura máximo de condensação é de 10 a 13 ◦C acima da temperaturaambiente, conforme tabela 2.

Na unidade condensadora, ocorre o processo de rejeição de calor a uma pressão cons-tante. Neste processo o vapor é resfriado, através de transferência de calor com o meio

4.4. Compressores de Sistemas de Refrigeração 55

externo, até atingir a temperatura de condensação e consequentemente, condensado atéo estado de líquido saturado.

No dispositivo de expansão ocorre a expansão do fluido refrigerante. A pressão dofluído cai até atingir a pressão de vaporização (baixa pressão). Em condicionadores de ar,essa temperatura está em torno de +7 ◦C.

Na unidade evaporadora, ocorre um processo de transferência de calor a uma pressãoe temperatura constante. Esse processo ocorre até o fluido refrigerante, que ao chegar naunidade evaporadora está no estado de vapor úmido, passa a ser vapor saturado, e assim,retorna ao compressor e reinicia todo o ciclo.

Figura 21 – Ciclo de Refrigeração por Compressão de Vapor. Fonte: GENIER, DACOSTA e DA COSTA JR (2013).

4.4 Compressores de Sistemas de Refrigeração

O compressor é talvez um dos componentes mais importantes no ciclo de refrigeração.Sua função é comprimir o gás refrigerante, de modo a aumentar a pressão do fluído epromover sua circulação pelo sistema. Embora existam diversos tipos de compressores,todos executam a mesma tarefa, diferenciando apenas algumas características de projeto.Desta forma, deve-se avaliar para uma dada aplicação, qual tipo de compressor é maisindicado. Em sistemas de refrigeração, a escolha do compressor depende da capacidadeda instalação, em termos de temperatura de vaporização e fluído utilizado.

Os principais tipos de compressores utilizados são: alternativo, palheta ou rotativo,scroll, parafuso e centrífugo, também chamado de turbo-compressor. De acordo com a ca-racterística do processo de compressão do compressor, estes podem ainda ser classificadoscomo de deslocamento positivo ou maquinas de fluxo.

Compressores de deslocamento de positivo aumentam a pressão do sistema através daredução do volume interno da câmara de compressão por meio de uma força mecânica


aplicada. São compressores de deslocamento de fluxo os alternativos, parafusos, rotativose scrolls.

Compressores do tipo máquina de fluxo, o aumento de pressão se deve pela conversãode pressão dinâmica em pressão estática. Em refrigeração, o único compressor desse tipo,é o compressor centrifugo.

Em sistemas de refrigeração, os compressores podem ser do tipo hermético, semi-hermético ou aberto. O compressor hermético possui o compressor e o motor construídosem uma mesma carcaça e se tem apenas acesso aos fios de ligação do motor. Este tipo decompressor opera exclusivamente com refrigerantes halogenados, sendo que o resfriamentodo enrolamento do motor é realizado através do contato com o vapor de fluido refrigerante.São encontrados em refrigeradores domésticos e condicionadores de ar com potencias daordem de até 30kW .

O compressor semi-hermético, similar ao hermético, porém permite o acesso das vál-vulas e pistões através da remoção do cabeçote. Nos compressores do tipo aberto, ocompressor e o motor são partes distintas, onde geralmente, o compressor é acionadoatravés do motor elétrico por um conjunto de polias e correias. Este tipo de compressor éadequado para operar com amônia, podendo também utilizar refrigerantes halogenados.Este tipo de compressor é muito utilizado em refrigeração para transporte de cargas econdicionadores de ar automotivo, onde o compressor é acionado por motor a gasolina oudiesel.

O acionamento de compressores do tipo hermético e semi-hermético é quase que ex-clusivamente por motor elétrico de indução de gaiola. No caso dos compressores abertos,podem ser utilizados uma gama maior de motores, uma vez que esse tipo de compressorpermite mais flexibilidade.

Figura 22 – Exemplo de compressor hermético.


Figura 23 – Exemplo de compressor semi-hermético.

De modo a manter o bom funcionamento do compressor, alguns valores máximos detemperatura de trabalho devem ser respeitados. Estes valores limites seguem na tabela2.

Tabela 2 – Temperaturas de Trabalho. Adaptado de Portal da Refrigeracao (2014).

Condensação 10 a 13 ◦C acima da temperatura ambienteSucção 3 a 5 ◦C abaixo da temperatura ambienteDescarga do Compressor menor que 120 ◦CDomo do Compressor menor que 110 ◦CBobinado do Compressor menor que 130 ◦C

Respeitar os limites de temperatura implica em (Portal da Refrigeracao, 2014):

• Temperatura de Condensação: Garante uma boa troca térmica com o meio externoe mantem os limites de pressão de descarga recomendados ao compressor.

• Temperatura de Sucção: Evita o retorno de líquido ao compressor e o aquecimentoexcessivo do fluído de retorno.

• Temperatura de Descarga do Compressor: Se elevada, pode causar a carbonizaçãodo óleo nas válvulas do compressor, causando falha em seu funcionamento.

• Temperatura do domo do compressor: Seu controle garante que as temperaturasinternas do compressor estejam dentro de limites aceitáveis.

• Temperatura do bobinado do compressor: Seu controle garante a eficiência da iso-lação do enrolamento do motor do compressor.


Uma vez que este trabalho se trata de sistemas de condicionamento de ar individualde pequeno porte, será dado um enfoque maior para compressores alternativo e rotativo,hermético.

4.4.1 Compressor Alternativo

Compressores alternativos são talvez o tipo mais clássico de compressor que exista. Sãoutilizados em sistemas de pequena e média capacidade, podendo variar de 1 até 700 kW .São utilizados os refrigerantes HCFC-22, HFC-134a, HFC-404A, HFC-407A e HFC-407Cem sistemas de ar condicionado para conforto e processos, enquanto que o refrigeranteR-717 é utilizado em sistemas industriais. Esses compressores podem ser:

• de simples ação: o cilindro possui uma única câmara de compressão, ou seja, emcada revolução, há uma sucção e uma compressão;

• de ação dupla: o cilindro é divido em duas câmaras separadas pelo pistão, de umlado do cilindro há uma compressão, enquanto que do outro lado do pistão há umadescarga, ou seja, em cada revolução, ocorre duas sucções e duas descargas;

• de um ou mais cilindros;

• abertos, herméticos ou semi-herméticos;

• horizontais, verticais, em V, em W, ou radiais.

Figura 24 – Diagrama ilustrativo de um compressor alternativo de ação dupla. Fonte:Vale (2016).

Neste tipo de compressor, o movimento do pistão é sincronizado com o fechamento eabertura das válvulas de sucção e descarga, ambas unidirecionais. Primeiro a válvula desucção é fechada e o pistão começa a comprimir o gás refrigerante, até que, em determinadapressão, a válvula de descarga é aberta, conforme mostrado na figura 25.


Figura 25 – Funcionamento de um compressor alternativo de simples ação. Fonte: Ven-turini e Pirani (2005).

Na figura 26 temos a variação da potência e do trabalho de compressão em função datemperatura de evaporação. Observe que a potência apresenta valor nulo em dois pontos.O primeiro corresponde a vazão nula, enquanto que o segundo ponto, corresponde acondição de temperatura de evaporação igual a de condensação. Entre esses dois pontosa curva atinge uma potência máxima.

Figura 26 – Trabalho de compressão e potência de um compressor ideal em função datemperatura de evaporação, com temperatura de condensaçao de 35 ◦C erefrigerante R22. Fonte: Venturini e Pirani (2005).


A grande maioria de sistemas frigoríficos trabalha a esquerda do ponto de máximo.No início do processo, a temperatura no evaporador tende a ser alta, e a potência émáxima. Muitas vezes, os motores são superdimensionados de modo a suportar essapotência máxima, algo que pode ser evitado reduzindo-se artificialmente a pressão deevaporação por meio de um dispositivo de estrangulamento.

Em operação plena, cargas térmicas elevadas aumentam a temperatura de evaporação,consequentemente, a potência de compressão, podendo sobrecarregar o motor.

Atualmente, esse tipo de compressor, em sistemas de condicionadores de ar, vem sendosubstituído pelos compressores rotativos e scroll. O motivo é pelo compressor alternativoapresentar elevado nível de ruído, maior consumo e vida útil reduzida.

4.4.2 Compressor Rotativo

No compressor rotativo, também chamado compressor de palheta, a linha de centro doeixo de acionamento coincide com a do cilindro, porém é excêntrica em relação ao rotor,de maneira que o rotor e o cilindro permanecem em contato a medida que gira. Umapalheta simples, acionada por mola, divide as câmaras de aspiração e descarga.

Figura 27 – Ilustração construtiva de um compressor rotativo. Fonte: Venturini e Pirani(2005).

Atualmente, este tipo de compressor é o mais utilizado em aparelhos condicionadoresde ar do tipo janela e split de até 30.000 Btu/h. Devido ao movimento rotativo, essecompressor apresenta menor ruído se comparado ao alternativo, assim como, um menoresforço.

O refrigerante utilizado para esse tipo de compressor é o R-22 (HCFC).

4.5. Tecnologia Inverter 61

4.5 Tecnologia Inverter

A tecnologia inverter vem sendo cada vez mais difundida no mercado, e hoje é sinô-nimo de eficiência e economia de energia. Fabricantes garantem que equipamentos coma tecnologia inverter podem significar um consumo de até 40% de energia elétrica, secomparado ao um equipamento convencional.

Essa tecnologia é aplicada a condicionadores de ar split com compressores rotativos.Trata-se de um inversor de frequência que permite a variação na rotação do compressor,a partir do controle de velocidade do motor elétrico, conforme a temperatura desejada éatingida. Ao contrário de um equipamento convencional, que a partir de um termostato,liga e desliga o compressor conforme a temperatura desejada é atingida, o compressornunca desliga, garantindo uma certa estabilidade na temperatura do ambiente a ser refri-gerado além de um baixíssimo nível de ruído.

As vantagens dessa tecnologia são:

• Motor parte em rampa, ao invés de partida direta.

• Menor nível de ruído.

• Atinge rapidamente a temperatura desejada.

• Temperatura desejada é mantida constante com pouca oscilação.

• Utiliza como refrigerante o gás R-410A que não agride a camada de ozônio.

Na figura 28 é possível obter um comparação de funcionamento entre um equipamentoconvencional e um inverter. Observe que ao atingir a temperatura desejada, o compressorcom tecnologia inverter trabalha em uma rotação baixa, o que garante um menor nívelde ruído, além de uma menor variação da temperatura.

Figura 28 – Comparativo entre sistema Inverter e Convencional. Fonte: Fujitsu General(2016b).


4.6 Distorções Harmônicas

4.6.1 Definição e Origem

Um distorção de forma de onda é dita harmônica quando a deformação ocorre deforma similar a cada ciclo da frequência fundamental. Neste caso, seu espectro contémapenas frequência múltiplas inteiras da fundamental, chamadas frequências harmônicas.(DECKMANN; POMILIO, 2016).

Figura 29 – Exemplo de Corrente com Distorção Harmônica. Fonte: Deckmann e Pomilio(2016).

Matemáticamente, define-se Distorção Harmônica Total ou THD, como:

THD =

√∑∞n=2 I

2n

I1(4.1)

Correntes harmônicas são geradas devido a cargas não-lineares conectadas a rede:iluminação fluorescente, reatores, motores com velocidade variável, computadores, televi-sores, carregadores de celular, etc. A circulação dessas correntes gera tensões harmônicasatravés das impedâncias da rede, e então uma deformação da tensão de alimentação (Sch-neider Electric, 2016).

4.6.2 Implicações de Correntes Harmônicas

Distorções harmônicas implicam numa queda da qualidade de energia elétrica, e dessaforma podem gerar diversos prejuízos.

Alguns prejuízos causados por distorções harmônicas são:

• Sobrecarga da rede de distribuição devido ao aumento da corrente eficaz.

4.6. Distorções Harmônicas 63

• Sobrecarga dos condutores de neutro em razão das somas das harmônicas de ordem3 geradas por cargas monofásicas.

• Sobrecarga, vibrações e redução da vida útil de equipamentos como, alternadores,transformadores, motores.

• Sobrecarga e redução de vida útil de compensadores reativos.

• Mau funcionamento de equipamento eletrônicos sensíveis.

Portanto, com o intuito de diminuir tais prejuízos, surge a necessidade de impor limitesreferentes a presença de distorções harmônicas na corrente, e consequentemente garantira preservação da qualidade da tensão de alimentação. Com esse intuito, foram criadasnormas internacionais que regulamentam os valores máximos de harmônicas de correntesque um equipamento pode injetar na rede de alimentação.

4.6.3 Norma IEC 61000-3-2: Limites para emissão de harmôni-cas de corrente

A norma IEC 61000-3-2 (IEC, 1995) limita a emissão de harmônicos de corrente deequipamentos que consumam até 16A por fase, conectado a uma rede pública de baixatensão alternada, com tensão fase-neutro entre 220 e 240V . Para tensões inferiores, oslimites não foram estabelecidos, uma vez que está norma foi criada para atender princi-palmente a comunidade europeia, onde a tensão fase-neutro se encontra nessa faixa.

A norma classifica os equipamentos em 4 classes:

• Classe A: Equipamentos com alimentação trifásica equilibrada; aparelhos de usodoméstico, excluído os que se enquadram na classe D; ferramentas, exceto as por-táteis; “dimmers” para lâmpadas incandescentes; equipamentos de áudio e demaisequipamentos que não se incluem nas outras classes.

• Classe B: Ferramentas portáteis.

• Classe C: Dispositivos de iluminação.

• Classe D: Computadores pessoais, monitores de vídeo e aparelhos de televisão. Apotência ativa de entrada deve ser igual ou inferior a 600W , esta medida deve serfeita obedecendo as condições de ensaio estabelecidas na norma.

Na tabela 3 é possível obter, de acordo com a classificação do equipamento, os valoreslimites de harmônicos de corrente.


Tabela 3 – Tabela com limites para os Harmônicos de Correntes.Adaptado de IEC (1995).

Ordem do Harmônico Classe A Classe B Classe C (> 25W ) Classe D (> 75W ,n Máxima Máxima % da fundamental < 600W )

Corrente [A] Corrente [A] [mA/W ]Harmônicas Ímpares

3 2,300 3,450 30· FP 3,4005 1,140 1,710 10,000 1,9007 0,770 1,155 7,000 1,0009 0,400 0,600 5,000 0,50011 0,330 0,495 3,000 0,35013 0,210 0,315 3,000 0,296

15≤ n ≤ 39 0,150 · 15n 0,225 · 15

n 3,000 3,850n

Harmônicos Pares2 1,080 1,620 2,0004 0,430 0,6456 0,300 0,450

8≤ n ≤ 40 0,230 · 8n 0,350 · 8

n

4.6.4 Recomendação IEEE para práticas e requisitos para con-trole de harmônicas no sistema elétrico de potência: IEEE-519

A recomendação IEEE-519 (IEEE, 1991) descreve os principais fenômenos causadoresde distorção harmônica, indica métodos de medição e limites de distorção. Ao contrário danorma IEC, vista anteriormente, seu enfoque é o sistema de potência e não o equipamentoindividualmente.

Para distorções harmônicas desde baixa tensão até 69kV , se estabelece um limiteindividual por componente de 3% e um limite para distorção harmônica total (THD) de5%.

4.7 Fator de Potência

Fator de potência é definido como a relação entre potência ativa (P) dada em Wattse potência aparente (S) dada em Volt-Ampere.

FP = P

S(4.2)

Potência aparente é obtida pela relação entre potência ativa e potência reativa (Q)dada em Volt-Ampere Reativo.

S =√P 2 +Q2 (4.3)


Portanto, relacionando as equações 4.2 e 4.3 obtemos que,

FP = P√P 2 +Q2 . (4.4)

Analisando a equação 4.4, é possível observar que um baixo valor de fator de potênciaimplica em uma elevada potência reativa.

Ao contrário da potência ativa, que realiza trabalho, a potência reativa circula entrea fonte e carga de modo a manter o campo magnético das cargas reativas, como porexemplo, um motor de indução. Embora necessária, a potência reativa em excesso implicaem um aumento na potência aparente, causando maior queda de tensão nos condutores,subutilização da capacidade instalada, entre outros efeitos indesejáveis.

Se tomarmos apenas as potências aparentes e ativas fundamentais, S1 e P1, definimoso valor de cosφ.

cosφ = P1

S1(4.5)

A diferença entre o cosφ e o fator de potência é que o primeiro se relaciona apenascom a frequência fundamental, podendo diferir do fator de potência.

A ANEEL (ANEEL, 2017) estabelece, através do PRODIST que o valor mínimo dofator de potência de uma unidade consumidora seja de 0, 92. O cálculo deve ser feito pormédia horária.

Caso a unidade consumidora possua um fator de potência abaixo do estabelecido, ouseja, exceda o consumo de reativo, é cobrada uma penalidade.

A penalidade ocorre caso o fator de potência não atendido seja indutivo das 6h às 00hou capacitivo da 00h as 6h.

Embora a legislação abranja toda e qualquer unidade consumidora, atualmente sãoapenas fiscalizadas unidades consumidoras que se enquadram no subgrupo tarifário A,ou seja, fornecimento de tensão superior a 2.300V . Isso ocorre, devido as concessionáriasde energia elétrica não possuírem, ainda, instrumentos capazes de realizar a medição dofator de potência em unidades consumidoras com atendimento em baixa tensão.


Foram definidos alguns termos importante para o entendimento do RTQ, que seráapresentado no próximo capítulo.

Posteriormente, foi apresentado o ciclo teórico de refrigeração que é o princípio defuncionamento do equipamento condicionador de ar, assim como alguns modelos de com-pressores utilizados e por fim, foi apresentado a tecnologia inverter.


Foi também apresentado conceitos elétricos importantes, como a distorção harmônicae o fator de potência. O entendimento desses conceitos é importante para um melhorentendimento dos resultados apresentados no capítulo 8.

67

5 Eficiência Energética nas Edifica-ções

Neste capítulo serão apresentadas algumas recomendações do Regulamento Técnicoda Qualidade para o nível de Eficiência Energética de Edificações Comerciais, de Serviçosde Públicas (INMETRO, 2010) que trazem impactos na eficiência de sistemas individuaisde condicionamento de ar.

5.1 RTQ-C

Esse regulamento foi criado com o objetivo de possibilitar a classificação da eficiênciaenergética de edificações através de critérios técnicos que serão apresentados no decorrerdo capítulo.

A etiquetagem da edificação deve ser realizada por um método de simulação ou métodoprescritivo, onde a classificação é obtida através de equações pré-estabelecidas.

A RTQ-C avalia de maneira separada três grupos principais de requisitos que estabe-lecem o nível de eficiência da edificação, sendo que cada um desses grupos compõe umpeso diferente na edificação, são eles:

• Envoltória = 30%

• Sistema de Iluminação = 30%

• Sistema de Condicionamento de Ar = 40%

Cada item pode ser avaliado de A (mais eficiente) a E (menos eficiente), e através databela 4 é possível obter um equivalente numérico para cada classe de eficiência.

Tabela 4 – Equivalente numérico para cada nível de eficiência.

A 5B 4C 3D 2E 1

Por fim, a classificação geral do edifício é obtida através da seguinte equação:

68 Capítulo 5. Eficiência Energética nas Edificações

PT = 0, 30 ·{(EqNumEnv · AC

AU

)+(APT

AU· 5 + ANC

AU· EqNumV

)}+0, 30 ·(EqNumDPI)+0, 40 ·

{(EqNumCA · AC

AU

)+(APT

AU· 5 + ANC

AU· EqNumV

)}+ δ1

0 (5.1)

Onde:

• PT : pontuação total obtida pela edificação;

• EqNumEnv: equivalente numérico da eficiência obtida pela envoltória;

• AC: área útil dos ambientes condicionados;

• AU : área útil da edificação;

• APT : área útil dos ambientes de permanência transitória, desde que não condicio-nados;

• ANC: área útil dos ambientes não condicionados de permanência prolongada;

• EqNumV : equivalente numérico de ambientes não condicionados e/ou ventiladosnaturalmente;

• EqNumDPI: equivalente numérico do sistema de iluminação;

• EqNumCA: equivalente numérico do sistema de condicionamento de ar;

• δ10: equivale a bonificações, podendo variar de 0 a 1.

Calculado a pontuação total (PT ) da edificação, a classificação é obtida através databela 5.

Tabela 5 – Classificação Geral da Etiqueta da Edificação.

Classificação Final PTA ≥ 4, 5 a 5B ≥ 3, 5 a < 4, 5C ≥ 2, 5 a < 3, 5D ≥ 1, 5 a< 2, 5E < 1, 5

5.1.1 Pré-Requisitos Gerais

Para obtenção da classificação geral do nível de eficiência da edificação, são feitas al-gumas exigências que caso não sejam atendidas, poderão restringir o nível de classificaçãoda edificação, intendente da pontuação total obtida.

5.1. RTQ-C 69

5.1.1.1 Circuitos Elétricos

Para as edificações receberem níveis A e B de eficiência, são necessários que os circuitoselétricos sejam divididos por uso final, ou seja, exista um circuito somente para iluminação,outra para condicionamento de ar, e assim por diante.

Se eximem dessa obrigação hotéis, desde que haja desligamento automático para osquartos, edificações com múltiplas unidades autônomas de consumo e edificações cons-truídas até junho de 2009.

Devemos salientar que, a divisão de circuitos por uso final é uma exigência da NBR5410/2003, que regulamenta instalações elétricas de baixa tensão.

5.1.2 Bonificações

Algumas iniciativas que aumentam a eficiência energética na edificação poderão acres-centar até um ponto na pontuação total, podendo então aumentar a classificação geral daedificação. A aplicação de iniciativas para bonificação visa incentivar práticas e inovaçõestecnológicas que diminuam o consumo de energia elétrica. As bonificações são acumula-tivas, sendo possível a utilização de mais de um sistema de eficiência para a obtenção dovalor máximo da bonificação.

As iniciativas que geram bonificações estão listadas abaixo, sendo que todas as boni-ficações devem ser comprovadas através de dois memoriais de cálculos, onde o primeiromemorial deve conter a análise da edificação desconsiderando a bonificação e um outromemorial considerando a bonificação.

• Sistemas e Equipamentos que Racionalizem o Uso da Água: torneiras comarejadores e/ou temporizadores, sanitários com sensores, aproveitamento de águapluvial e de outras fontes alternativas, com economia de 40% ou mais no consumoanual.

• Energia Eólica ou Painéis Fotovoltaicos: Geração de energia eólica e/ou foto-voltaica proporcionando uma economia mínima de 10% no consumo anual de energiaelétrica do edifício.

• Sistemas de Cogeração e Inovações Técnicas: O uso de sistemas de cogeraçãoou de sistemas, tais como iluminação natural, proporcionando uma economia de30% no consumo anual de energia elétrica.

• Sistema de Aquecimento Solar: Edifícios com elevada demanda de água quente,utilizarem sistema de aquecimento solar e comprovar um FS igual ou superior a 70%.

• Elevadores: Edifícios com elevadores que atingirem nível A de acordo com a ava-liação da norma VDI 4707 receberão 0,5 pontos.


5.1.3 Envoltória

A envoltória corresponde a “casca” da edificação, sendo ela que separa o interior daedificação com o ambiente externo.

Os componentes da envoltória (paredes, cobertura, aberturas e piso) das edificaçõesque separam o ambiente interior do exterior são importantes para a determinação dosganhos e perdas de calor entre ambiente exterior e interior. (SORGATO, 2009)

Portanto, mesmo apresentando um peso menor que o condicionamento de ar e igual aosistema de iluminação na classificação do RTQ, a envoltória possui impacto direto nessesdois sistemas. Sendo assim, podemos afirmar que, para que uma edificação seja eficiente,é estritamente necessário que sua envoltória seja eficiente.

5.1.3.1 Transmitância Térmica

A RTQ-C faz recomendações a respeito dos níveis de transmitância térmica das paredesexternas e cobertura da edificação de acordo com a respectiva zona bioclimática.

Para se obter classificação A, os níveis de transmitância térmica na cobertura (Ucob) enas paredes externas (Upar) para ambientes condicionados de acordo com sua respectivazona bioclimática não deve ser superior aos valores da tabela 6.

Tabela 6 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível A.

Transmitância Térmica (W/m2K)

Zonas Bioclimáticas Capacidade TérmicaUcob Upardas Paredes Externas

ZB1 e ZB2 - 0,50 1,00ZB3 a ZB6 - 1,00 3,70

ZB7 e ZB8≥ 80kJ/m2K 1,00 2,50< 80kJ/m2K 1,00 3,70

Para se obter a classificação B, os níveis de transmitância térmica na cobertura (Ucob)e nas paredes externas (Upar) para ambientes condicionados conforme suas respectivaszonas bioclimáticas não devem ser superiores aos valores da tabela 7.

Tabela 7 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível B.



ZB1 e ZB2 - 1,00 2,00ZB3 a ZB6 - 1,50 3,70

ZB7 e ZB8≥ 80kJ/m2K 1,50 2,50< 80kJ/m2K 1,50 3,70

5.1. RTQ-C 71

Para se obter classificação C ou D, os níveis de transmitância térmica na cobertura(Ucob) e nas paredes externas (Upar) para ambientes condicionados de acordo com suarespectiva zona bioclimática não deve ser superior aos valores da tabela 8.

Tabela 8 – Limites de Transmitância Térmica para Classificação Nível C e D.



ZB1 a ZB6 - 2,00 3,70

ZB7 e ZB8≥ 80kJ/m2K 2,00 2,50< 80kJ/m2K 2,00 3,70

5.1.3.2 Cores e Absortância de Superfícies

A RTQ-C faz recomendações quanto ao índice de absortância de superfícies de acordocom as respectivas classificações.

Para se obter classificação nível A, é necessário, para as ZB2 a ZB8, a utilização demateriais de revestimento externo de paredes com absortância solar baixa, α ≤ 0, 50.Para coberturas, é necessário a utilização de cor com absortância solar baixa (α ≤ 0, 50),ou então, telhas cerâmicas não esmaltadas, teto jardim ou reservatório de água.

Para se obter a classificação B, é necessário apenas, para as ZB2 a ZB8, a utilização emcoberturas de cores com absortância solar baixa (α ≤ 0, 50), ou então, telhas cerâmicasnão esmaltadas, teto jardim ou reservatórios de água.

5.1.3.3 Abertura Zenital

A abertura zenital é uma alternativa interessante para o melhor aproveitamento dailuminação natural, diminuíndo o consumo por parte de iluminação artificial, impactandodiretamente no consumo de energia elétrica.

No entanto, para classificação A e B, alguns limites devem ser estabelecidos de modoa não prejudicar a carga térmica da edificação. Esses limites são especificados na tabela9.

Tabela 9 – Limites de Fator Solar de vidros e de Percentual de Abertura Zenital paracoberturas.

PAZ 0 a 2% 2, 1 a 3% 3, 1 a 4% 4, 1 a 5%FS 0,87 0,67 0,52 0,3


5.1.4 Sistemas de Iluminação

Sistemas de iluminação artificial são essenciais para a edificação. No entanto, o usodesnecessário de iluminação artificial pode gerar um consumo excessivo de energia elétricaassim como pode representar uma carga térmica para o condicionamento ambiental daedificação.

Portanto, para o bom funcionamento da edificação, assim como uma maior eficiên-cia dos sistemas de condicionamento de ar, é extremamente importante um sistema deiluminação eficiente.

5.1.4.1 Pré-Requisitos Específicos

Para a classificação do sistema de iluminação a RTQ-C traça alguns pré-requisitos,sendo que, quanto mais elevada for a classificação, maior o número de pré-requisitos quedevem ser atendidos.

A tabela 10 relaciona o nível de eficiência energética com os respectivos pré-requisitosque devem atendidos.

Tabela 10 – Relação entre pré-requisitos e níveis de eficiência.

Pré-Requisito Nível A Nível B Nível CDivisão dos Circuitos X X X

Contribuição da Luz Natural X XDesligamento Automático do XSistema de Iluminação

5.1.4.1.1 Divisão dos Circuitos de Iluminação

Cada ambiente fechado por paredes ou divisória devem possuir pelo menos um dispo-sitivo de controle manual para acionamento independente da iluminação. Cada controledeve estar localizado de tal forma que seja possível ver todo o sistema de iluminaçãoque está sendo controlado. Caso contrário, é necessário informar ao usuário, qual a áreaabrangida pelo controle manual.

Para ambientes maiores que 250 m2, cada dispositivo deve controlar:

• uma área de até 250 m2 para ambientes de até 1000 m2,

• uma área de até 1000 m2 para ambientes maiores de 1000 m2.

5.1.4.1.2 Contribuição da Luz Natural

Ambientes com aberturas voltadas para o ambiente externo ou de cobertura trans-lúcida e que contenham mais de uma fileira de luminárias paralelas às aberturas devem

5.1. RTQ-C 73

possuir um controle instalado, manual ou automático, para o acionamento independenteda fileira de luminárias mais próxima às aberturas, de forma a propiciar o aproveitamentoda luz natural disponível.

5.1.4.1.3 Desligamento Automático do Sistema de Iluminação

O sistema de iluminação interna de ambientes maiores que 250 m2 deverá possuir umdispositivo de controle automático para desligamento da iluminação. Este dispositivo decontrole deve funcionar de acordo com uma das seguintes opções:

• um sistema automático com desligamento da iluminação em um horário pré-determinado;

• um sensor de presença que desligue a iluminação 30 minutos após a saída de todosocupantes;

• um sinal de um outro controle ou sistema de alarme que indique que a área estádesocupada.

5.1.4.2 Procedimento de Determinação da Eficiência

Para a obtenção da classificação do sistema de iluminação da edificação, existem doismétodos de cálculo: o método da área do edifício e o método das atividades do edifício.Ambos métodos levam em consideração a densidade de potência de iluminação (DPI).

5.1.4.2.1 Método da Área do Edifício

Esse método analisa de maneira conjunta todos os ambientes do edifício, atribuindoassim um único valor limite para a avaliação do sistema de iluminação.

Utiliza-se este método para edifícios com até 3 atividades principais, ou para atividadesque ocupem 30% ou mais da área do edifício.

Para o cálculo, deve-se seguir os seguintes métodos:

1. Identificar a atividade principal da edificação e com o auxílio da tabela 26, emanexos, obter a densidade de potência de iluminação limite (DPIL) para cada nívelde eficiência.

2. Determinar a área iluminada e então multiplicar essa área pela DPIL, encontrandoassim a potência limite do edifício. Caso o edifício seja caracterizado por até 3atividades principais, determina-se a DPIL de cada atividade assim como a áreailuminada de cada atividade. A potência limite será a soma das potências limitesde cada atividade.

3. Comparar a potência total instalada com a potência limite de modo a determinar aeficiência do sistema de iluminação.


5.1.4.2.2 Método das Atividades do Edifício

Este método avalia separadamente os ambientes do edifício e deve ser utilizando casoo método das áreas não for aplicável.

Para o cálculo desse método deve seguir os seguintes passos:

1. Identificar as atividades na tabela 27, em anexos.

2. Identificado as atividades, deve-se consultar a DPIL para cada nível de eficiênciapara cada atividade identificada.

3. Multiplicar a área iluminada de cada atividade pelo DPIL, encontrando assim apotência limite para cada atividade. A potência limite será a soma das potênciaslimites de cada atividade.

4. Por fim, deve-se calcular a potência instalada do edifício e compara-la com a potêncialimite do edifício.

5.1.5 Sistemas de Condicionamento de Ar

Para a análise de sistemas de condicionamento de ar, a RTQ-C aborda uma sériede tipos de equipamentos para refrigeração e aquecimento de ambiente. Uma vez queesse trabalho é focado em sistemas individuais de pequeno porte, serão abordados apenasos requisitos para esses sistemas. Independente do sistema do condicionamento de ar,é necessário seguir as especificações da tabela 11, que especifica a espessura mínima deisolamento de tubulações.

Tabela 11 – Espessura mínima de isolamento de tubulações para sistemas de refrigeração.

Faixa de Condutividade do Isolamento Diâmetro nominal de tubulaçãotemperatura Condutividade Temperatura (mm)do fluido térmica de Ensaio <25 25 a 40 a 100 a ≥ %200( ◦C) (W/mK) ( ◦C) <40 <100 <200

4 < T < 16 0,032 a 0,040 24 1,5 1,5 2,5 2,5 2,5T<4 0,032 a 0,040 10 1,5 2,5 2,5 2,5 4,0

Para o dimensionamento da tubulação, devem ser consultados o manual de instala-ção fornecido pelo fabricante do equipamento. O mal dimensionamento do isolamentoe/ou tubulação pode provocar perdas consideradas no ciclo de refrigeração, diminuindo aeficiência do equipamento.

Para sistemas unitários de aquecimento por ciclo reverso, os equipamentos devemapresentar um COP igual ou superior a 3W/W, através do método definido na normaAHRI 340/360.


Para a classificação de sistemas de refrigeração, se faz necessário que esses sistemasapresentem:

• Controle de temperatura por zona;

• Faixa de temperatura de controle;

• Sistema de desligamento automático.

5.1.5.1 Sistemas de condicionamento de ar regulamentados pelo INMETRO

Para os sistemas dotados com equipamentos regulamentados pelo INMETRO, deve seadotar a classificação da ENCE do equipamento.

5.1.5.2 Sistemas de condicionamento de ar não regulamentos pelo INMETRO

Para os sistemas dotados com equipamentos individuais com capacidade térmica me-nor que 19kW , e que não possuírem regulamentação pelo INMETRO, deve-se utilizar aeficiência exigida pelo INMETRO para equipamentos Split.

Dessa forma, deve-se observar o COP do equipamento e classifica-lo de acordo com afigura 72 em anexos.


A criação do RTQ-C representa um avanço na eficiência energética para as edificações,pois estabelece critérios para a classificação do nível de eficiência energética da edificação.

Embora seja possível avaliar individualmente o sistema de condicionamento de arda edificação, a envoltória e o sistema de iluminação interferem na carga térmica daedificação, podendo assim, comprometer a eficiência do processo de condicionamento deambiente.

No próximo capítulo serão apresentadas algumas técnicas utilizadas por outros autoresque permitem a edificação ser mais eficiente, assim como fatores externos e internos aedificação que podem comprometer a carga térmica. Por fim, com o intuito de se estudara eficiência energética de alguns equipamentos condicionadores de ar, serão realizadosalguns ensaios.

77

6 Técnicas, Ensaios e Resultados

Neste capítulo são apresentados fatores que influenciam de forma direta ou indiretaa carga térmica da edificação, bem como métodos e propostas que visam uma maioreficiência térmica.

Por fim, foram feitas medições em 4 dispositivos individuais de condicionamento de arsendo, 2 do tipo split, 1 split inverter e 1 do tipo janela de modo a medir suas respectivaseficiências. Foram verificados também o fator de potência dos equipamentos, corrente departida e distorções harmônicas.

6.1 Medidas de Eficiência Energética em Edificações

6.1.1 Transmitância Térmica

Garantir um baixo índice de transmitância térmica é importante para a edificação,pois dessa forma se garante um maior desempenho térmico.

Sendo assim, é fundamental optar por materiais e métodos construtivos que apresen-tam valores de transmitância térmica adequados para a respectiva zona bioclimática.

De acordo com os estudos realizados por Lamberts, Ghisi e Ramos (2006), constatou-se que na grande maioria dos edifícios de escritório, utiliza-se parede externa de tijolocerâmico, sendo sua espessura variável conforme as regiões. Já na cobertura, observou-seque a maior parte é composta por laje impermeabilizada sem preocupações contra o ganhode calor.

Em um estudo realizado em um prédio residencial na cidade de Londrina, Paraná,Souza (2016) verificou que foram utilizadas paredes externas de tijolo cerâmico de oitofuros, assentados na menor dimensão, argamassadas interna e externamente com espessurade 2, 5cm, e a cobertura é composta por estruturas pontaletadas de madeira, mantaaluminizada fixada sobre as terças, e telha de fibrocimento de espessura igual a 6 mm.Sendo que, ambas soluções apresentaram boas taxas de transmitância térmica.

As figuras 74, 75, 76, 77, 78, 79, em anexos, trazem valores de transmitância térmica,capacidade térmica e atraso térmico de uma série de configurações de paredes e cobertu-ras. Essas figuras foram retiradas do anexo D da NBR15220-3 (ABNT, 2003) e servemde auxílio para a constatação e/ou projeção de paredes e coberturas eficientes para aedificação.

Uma alternativa bastante interessante é a utilização do sistema de cobertura verde.Ferraz (2012) comparou o desempenho térmico na cidade de São Paulo de dois protótipos,sendo um com cobertura verde o outro com cobertura cerâmica. Observou-se que, oprotótipo com sistema de cobertura verde apresentou melhor desempenho térmico durante

78 Capítulo 6. Técnicas, Ensaios e Resultados

todas as estações do ano, apresentando menor flutuação de temperatura e umidade noambiente, minimização no uso de condicionador de ar e aumento na vida útil da edificação.

6.1.2 Cores e Absortância de Superfícies

Para se determinar a cor externa da edificação, é necessário, além do fator estético,levar em consideração a sua absortância de superfície. Cores mais claras tendem a teruma menor absortância e consequentemente absorvem menos radiação solar.

Em levantamento realizado em campo, Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) constataramuma diversidade de cores encontradas nas cidades pesquisas, sendo o cinza, bege e obranco são as cores mais frequentes.

Souza (2016) propôs para a adequação da cobertura, a pintura das telhas de fibro-cimento com tinta acrílica à base d’água na cor branca, fazendo com que a absortânciasolar da telha fosse de α = 0, 60 para α = 0, 11.

Peralta (2006) demonstrou em seu estudo que ao aplicar tinta látex acrílica branca emtelhas de fibrocimento e/ou em telhas de aço, é possível reduzir a absortância da coberturaem até 50% do seu valor original.

Para a obtenção da absortância o ideal é buscar junto ao fabricante da tinta e re-vestimento os seus respectivos valores ou então é necessário buscar esses resultados viamedição, se fazendo necessário a obtenção de um equipamento específico para este fim.

6.1.3 Fator Solar e Orientação das Fachadas

Para garantir um melhor aproveitamento do sol na edificação, deve-se conhecer as prin-cipais características de cada orientação. É recomendável ter atenção para as orientaçõesnorte e oeste, pois nessas orientações existe uma maior incidência de raios solares.

A figura 31 define os quadrantes das respectivas orientações.

6.1. Medidas de Eficiência Energética em Edificações 79

Figura 30 – Quadrantes contendo os limites de cada orientação. Fonte: Fossati e Lam-berts (2010).

De acordo com um especialista na área de condicionamento de ar da cidade de Lon-drina, é comum encontrar edificações com paredes envidraçadas na face norte. Isso repre-senta um ganho elevado na carga térmica, necessitando de mais energia para o condicio-namento de ar.

O fator solar dos vidros figura como a variável de menor influência na eficiência da en-voltória. No entanto, não é um parâmetro a ser desconsiderado (FOSSATI; LAMBERTS,2010). De acordo com Santana (2006), uma variação de 0, 1 no fator solar representaredução de 0, 6% no consumo de energia.

Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) em sua pesquisa em edifícios de escritório, constata-ram que a maior parte dos vidros utilizados são comuns transparentes, com espessura de6mm.

Melo (2007) em uma simulação de modo a comparar o consumo de energia utilizandodois vidros com fatores solares 0,87 e 0,58, demonstrou que ao utilizar o vidro com fatorsolar 0,58 obteve uma redução no consumo de energia de 7,3% na cidade de Curitiba, 5%na cidade de Florianópolis e 2,3% em São Luís.

6.1.4 Percetual de Abertura da Fachada (PAF )

Grandes áreas de janelas implicam em ganhos ou perdas excessivas de calor, diminuídoa eficiência energética da envoltória.


O aumento do percentual de janelas na fachada reflete em um aumento do consumoanual em razão do aumento dos ganhos solares através das janelas para o ambiente interno.(MELO, 2007).

Santana (2006) destaca o PAF como a variável que causou maior influência na variaçãodo consumo de energia, mostrando que um aumento de 10% no valor de PAF poderepresentar um acréscimo no consumo de energia de até 2, 9%.

Nos edifícios avaliados por Fossati e Lamberts (2010) pôde-se perceber que os quepossuem maior PAF obtiveram menor classificação de eficiência energética.

6.1.4.1 Proteções Solares

O sombreamento, através das proteções solares, aparece como segundo fator de maiorinfluência na eficiência energética da envoltória. Quanto mais sombreadas forem as aber-turas, maior o nível de eficiência atingido (FOSSATI; LAMBERTS, 2010).

O sombreamento é medido a partir do AHS e do AV S, que representam os ângulosde sombreamento horizontal e vertical, respectivamente.

Existem inúmeros tipos de dispositivos de proteção solar. Os mais comuns são osbrises verticais e/ou horizontais, marquises, toldos e venezianas.

Em seu estudo em edifícios de escritório, Santana (2006) constatou que um aumentoem 10 graus no ângulo vertical de sombreamento, há uma redução de 1, 8% no consumode energia.

Por meio de simulação, Santos e Souza (2012) constataram uma redução no consumode energia de um edifício na cidade de Belo Horizonte de 12,9% caso fossem instaladosbrises horizontais sobre as aberturas do edificio.

Carlo, Pereira e Lamberts (2004) ressaltam que o uso de brises proporciona maioresiluminâncias em comparação com a opção de uso de vidros com fator solar mais bai-xos, recomendando priorizar o uso de brises para reduzir o consumo de energia com oaproveitamento da luz natural através de controles da iluminação artificial.

Os edifícios avaliados por Fossati e Lamberts (2010) não apresentaram nenhum tipo deproteção solar. Essa característica corrobora com o levantamento de tipologias realizadopor Carlo, Ghisi e Lamberts (2003) na cidade de Salvador, que encontrou ausência de AVSem mais de 80% e de AHS em quase 100% da tipologia definida como grandes escritórios.

Lamberts, Ghisi e Ramos (2006) também relevam a importância no uso dos brisescomo dispositivo de sombreamento. O autor destaca a pouca utilização nas edificações,frente à sua importância.

Santos e Souza (2012) destacam que em pesquisa apresentada pelo Ministério de Minase Energia foi constatado que apenas 15,7% dos edifícios comerciais brasileiros utilizamalgum tipo de proteção solar. Toldos e venezianas são os mais usados, correspondendo a10% das amostras avaliadas, enquanto que o uso de brises corresponde a 2,8%.

6.1. Medidas de Eficiência Energética em Edificações 81

6.1.5 Carga de Ocupação

Carga de ocupação é o ganho na carga térmica gerado pelo calor de metabolismo dosseres humanos que ocupam aquele espaço. Pode variar em função da temperatura doambiente, do sexo da pessoa e do nível de intensidade da atividade desenvolvida.

A tabela 12 traz o calor de metabolismo liberado em função da temperatura do am-biente e atividade desenvolvida.

Tabela 12 – Calor Liberado por Pessoas (BTU/h). Adaptado de ELETROBRAS PRO-CEL (2011).

Local

Temperatura Ambiente ( ◦C)28 27 26 24 21

S L S L S L S L S LTeatro, escola primária 175 175 194 155 210 139 230 119 258 91

Escola secundária 179 218 190 206 214 182 238 159 270 127Escr., hotéis, apartament.

179 270 198 250 214 234 242 206 282 167Supermercados, lojasFarmácias

179 321 198 302 218 282 254 246 290 210BancosRestaurante 190 361 218 333 242 310 282 269 321 230

Fabrica, trabalho leve 190 559 218 532 246 504 294 456 365 385Salão de baile 218 631 246 603 274 575 325 524 401 448

Fabrica, trabalho moderado 270 730 302 698 329 671 381 619 460 540Boliches, ginásios 448 1000 464 984 484 964 524 885 603 845

Dessa forma, supomos um escritório com 13 funcionários, a uma temperatura de 24 ◦C,o ganho de carga térmica devido ao metabolismo é calculado da seguinte forma.

Conforme dados da tabela 12,

• Calor Latente = 206BTU/h

• Calor Sensível = 242BTU/h

Carga térmica total:

CT = 206 + 242 = 448BTU/h/pessoa. (6.1)

Portanto, o ganho de carga térmica total devido ao metabolismo dos funcionários seráde:

CT = 448 · 13 = 5.824BTU/h. (6.2)

6.1.6 Potência Dissipada por Equipamentos

Todo equipamento apresenta perdas ôhmicas, que são dissipadas na forma de calor.Essas perdas variam de acordo com a finalidade do equipamento e também de acordo comsua respectiva eficiência.


De modo a maximizar a eficiência do sistema condicionador de ar, devem ser compu-tados os ganhos de carga térmica devido esses equipamentos. A tabela 13 traz o calorliberado por alguns equipamentos em função da sua potência elétrica.

Tabela 13 – Calor liberado por equipamentos elétricos. Adaptado de ELETROBRASPROCEL (2011).

Tipo de EquipamentoCalor Liberado

(BTU/h)Aparelhos elétricos diversos - por kW 3412

Forno elétrico - Serviço de cozinha por kW 3412Torradeiras e aparelhos de grelhar por kW 3412

Cafeteiras - por litro 595Motores Elétricos

Até 1/4 CV - por CV 41661/2 a 1 CV - por CV 35711.1/2 a 5 CV - por CV 31747.1/2 a 20 CV - por CV 2976Acima de 20 CV - por CV 2877

6.1.7 Potência Dissipada por Iluminação

Assim como outros equipamentos elétricos, citados no item anterior, a iluminaçãoartificial também representa ganho na capacidade térmica devido as perdas ôhmicas delâmpadas e reatores.

É extremamente importante o projeto de iluminação estar em conformidade com asrecomendações da RTQ-C, garantindo uma baixa densidade de potência de iluminação,consequentemente, menor perdas.

Uma boa alternativa de iluminação é uso de lâmpadas led, pois apresentam bomíndice de iluminação com uma baixa potência elétrica, resultando em baixas perdas ebaixa dissipação de calor.

Atualmente, lâmpadas com a tecnologia led estão bastante competitivas no quesitocusto benefício, porém ainda são mais caras se comparado à tecnologias anteriores.

6.2 Ensaio e Medições

6.2.1 Critérios de Medição

Para a padronização das medições, foram adotados alguns critérios. São eles:

• O ambiente a ser refrigerado deverá possuir boa vedação, de forma a evitar renovaçãode ar ou exaustão.

6.2. Ensaio e Medições 83

• O ventilador do condicionador de ar deverá operar na velocidade máxima.

• O condicionador de ar será ensaiado na condição máxima de refrigeração, ou seja,será definida a menor temperatura possível do equipamento.

• Os ensaios terão duração de 90 minutos, podendo ser estendidos em até 120 minutos.

Para a obtenção do coeficiente de eficiência energética, serão considerados a potênciacalórica do condicionador de ar fornecida pelo fabricante, e a máxima potência ativaobtida durante os ensaios.

6.2.2 Instrumentos de Medição

Para a realização das medições, os seguintes instrumentos foram utilizados.

6.2.2.1 FLUKE 43B

Para obter os dados de potência elétrica, fator de potência e distorções harmônicas, foiutilizado o Analisador de Qualidade de Energia Elétrica Fluke 43B. Além de um analisadorde qualidade de energia, o fluke possui, osciloscópio com 2 canais e largura de banda deaté 20MHz, capta automaticamente efeitos transitórios, entre outras diversas funções.

Figura 31 – Fluke 43B.


Para colher os dados, foram ligados os cabos de testes junto aos pinos de testes a doiscabos de alimentação do equipamento, ou seja, fase/fase ou fase/neutro, e a sonda decorrente AC de engate deve percorrer um dos cabos de alimentação, conforme montagemda figura 33.

Figura 32 – Montagem do Fluke para obtenção de dados.

As precisões do equipamento, de acordo com o fabricante, constam na tabela abaixo.

Tabela 14 – Precisão de medição do Fluke 43B.

Tensão (V) ±1% + 10 pontosCorrente (A) ±1% + 10 pontosFrequência (Hz) ±0, 5% + 2 pontosPotências (W,VA,VAR) ±4% + 4 pontosFator de Potência ±0, 04%

6.3. Brastemp Split ative! 85

6.2.2.2 Termômetro Digital Western

Para a obtenção das temperaturas ambiente externa e interna, foi utilizado um termô-metro digital da marca Western com uma precisão de ±1 ◦C.

Figura 33 – Termômetro Digital Western.

Esse medidor possui dois sensores de temperatura, sendo um interno ao termômetro,e um outro que pode ser colocado a uma distância de até 3 metros do termômetro pormeio de cabo.

Dessa forma, serão obtidas as temperaturas internas e externas do ambiente a sermedido, possibilitando uma análise mais precisa.

6.3 Brastemp Split ative!

6.3.1 Dados de Catálogo e Procedimentos

Condicionador de ar Brastemp, unidade evaporadora BBT09BBBNA e unidade con-densadora BBR09BBBNA. O equipamento refrigera um ambiente de 14m2 com um pédireito de 2, 60m.

Tabela 15 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Brastemp (2008).

Dados de FabricanteCapacidade Refrigeração kW/(BTU/h) 2,64/(9000)Potência (W) 895Corrente (A) 4,3Alimentação (V) 220Frequência (Hz) 60Eficiência Energética (W/W) 3,21Compressor Rotativo


Figura 34 – ENCE Condicionador de Ar Brastemp ative!.

Figura 35 – Unidade Evaporadora do Equipamento.


Figura 36 – Termômetro colocado junto a Unidade Evaporadora.

Figura 37 – Unidade Condensadora do Equipamento.

Para a coleta dos dados, o analisador de qualidade Fluke foi ligado aos cabos quealimentam o condicionador de ar no quadro de distribuição, conforme figura 39, uma vezque o equipamento é alimentado por um circuito exclusivo.


Figura 38 – Ligação do Fluke no Quadro de Distribuição.

6.3.2 Procedimentos e Resultados Obtidos

6.3.2.1 Consumo e Temperaturas Interna e Externa

Figura 39 – Potência Ativa.


Figura 40 – Temperatura Interna e Extena.

Ao observar o comportamento do gráfico de potência, vemos a principal característicade um condicionador de ar convencional. Ao atingir uma certa temperatura, 20 minutosde iniciado o ensaio, o compressor é desligado, e após um curto período religado. A partirdesse momento, esse ciclo é repetido até o final do ensaio.

A cada partida do compressor, observa pequenos picos de potência na faixa de 780W ,e após a partida, o consumo se estabelece, quando o compressor está ligado, praticamenteconstante em torno de 690W .

Analisando o gráfico da temperatura, observa-se que a temperatura interna cai até oequipamento iniciar o ciclo de liga e desliga, ou seja, atingir a temperatura desejada. Apartir daí a temperatura pouco varia, mesmo com um pequeno aumento da temperaturaexterna. Portanto, mesmo com o processo de liga e desliga do compressor, o confortotérmico do ambiente não foi comprometido. No entanto, o ruído da partida do motorgera um pequeno desconforto sonoro.

É possível observar uma certa variação na temperatura externa medida. Isso ocorreudevido pequenas variações nas condições climáticas do local onde o sensor foi instalado,como por exemplo um sombreamento em um curto espaço de tempo. Uma vez que, foiutilizado apenas um único sensor, tais variações se tornam significativas e poderiam serevitadas instalando um número maior de sensores, postos de maneira estratégica, e assimobter um valor médio de temperatura.


6.3.2.2 Corrente de Partida

Figura 41 – Corrente de Partida.

Durante a partida, o motor apresenta um pico de corrente de 29, 7A, que correspondea algo em torno de 10 vezes a corrente nominal do equipamento. Por se tratar de umapartida direta, esse valor de corrente era esperado.

Embora alta, a corrente de partida não causa nenhum tipo de prejuízo ou fadiga parao equipamento e/ou cabos de alimentação, uma vez que o pico ocorre num período detempo muito curto, da ordem de milissegundos.

6.3.2.3 Fator de Potência

Figura 42 – Fator de Potência.


Durante todo o momento que o equipamento permaneceu ligado, o fator de potênciase manteve em 0, 99 indutivo, demonstrando conformidade com a legislação brasileira. Equando o compressor era desligado, o fator de potência caía para valores entre 0, 8 e 0, 7.Embora baixo, isso acaba sendo pouco relevante, devido ao baixo consumo durante esseperíodo.

6.3.2.4 Distorção Harmônica

Figura 43 – Distorção Harmônica de Tensão.

A tensão que alimenta o equipamento possui um THD de 1, 2% e VRMS de 215, 7V .Conforme mostrado nas seções 4.6.3 e 4.6.4, esses valores estão em conformidade com asnormas.

Pelo gráfico, vemos que essa pequena distorção na tensão se deve às harmônicas deordem 5 e 7, porém nada significativo.


Figura 44 – Distorção Harmônica de Corrente.

Para análise da distorção harmônica de corrente, devemos primeiro classificar o equi-pamento conforme a norma IEC 61000-3-2. Com base nos dados presentes na seção 4.6.3,vemos que condicionadores de ar se enquadram na classe A, pois são equipamentos deuso doméstico não portáteis. Daí em diante, cada ordem de harmônica deve ser analisadaindividualmente.

Pelo gráfico, observa a influência de harmônicas de ímpares de ordem 3, 5 e 7, etambém de harmônica par de ordem 2. As harmônicas apresentadas são comparadas comos valores limites na tabela 16.

Tabela 16 – Comparação de correntes harmônicas.

Ordem Harmônico Máxima Corrente Permitida [A] Corrente Medida [A]2 1,08 0,1823 2,30 0,1765 1,14 0,4397 0,77 0,115

Portanto, tanto as correntes harmônicas de ordem par e impar estão de acordo com olimite estabelecido pela IEC.

6.3.2.5 Coeficiente de Eficiência Energetica

Conforme dados da ENCE, figura 35, o equipamento se enquadra na classe A comCEE de 3,21, e recebe o selo Procel de eficiência energética.

6.4. Fujitsu Inverter 93

Tomando como válida a capacidade total de refrigeração dada pelo fabricante, 2, 64kW ,e a máxima potência medida durante o ensaio, 0, 78kW , obtemos o seguinte CEE:

CEE = 2, 64kW0, 78kW = 3, 38 (6.3)

Garantindo assim o equipamento como classe A em eficiência energética.

6.4 Fujitsu Inverter


Condicionador de ar Fujjitsu com tecnologia inverter, unidade evaporadora ASBA30JFCe unidade condensadora AOBR30JFT. O equipamento refrigera um ambiente de 45m2 comum pé direito de 2, 70m.

Tabela 17 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Fujitsu General (2016a).


Figura 45 – Unidade Evaporadora do Equipamento.


Figura 46 – Unidade Condensadora do Equipamento.

Figura 47 – Ligação do Fluke no Quadro de Distribuição.


6.4.2 Resultados Obtidos




Analisando o gráfico do consumo vemos que em nenhum momento o compressor édesligado. O equipamento atinge a potência máxima no começo do processo, 2, 02kW .Após aproximadamente 5 minutos do início do ensaio, a potência cai para 1, 673kW , eapós 40 minutos de funcionamento, ao atingir a temperatura desejada, a potência cai para1, 24kW .


Essas quedas de potência significam mudanças na rotação do motor elétrico. Con-forme o ambiente vai atingindo a temperatura desejada, o motor elétrico altera a rotaçãogarantindo menor consumo e menor nível de ruído, enquanto que o convencional trabalhano sistema liga-desliga.



Ao contrário do condicionador de ar convencional, a partida é feita no modo rampa.Isso faz com que não haja pico de corrente no momento inicial da partida. Observe quea corrente na partida vai subindo gradativamente, traçando o desenho de uma rampa.

Esse tipo de partida é característico em sistemas acionados por inversores de frequên-cia. A tecnologia inverter, nada mais é que um inversor de frequência aplicado a sistemasde refrigeração.




Durante os primeiros 40 minutos do ensaio, enquanto o motor trabalhava a uma rota-ção mais elevada, o fator de potência era de 0, 98 capacitivo.

Ao diminuir a rotação o fator de potência passou a ser 0, 96 capacitivo, ou seja, aindaacima do valor mínimo permitido.

Portanto, mesmo variando a velocidade do motor, o fator de potência atinge valoresbastante satisfatórios.




Ao analisar a distorção harmônica da tensão de alimentação, temos um THD de 1, 6%e uma VRMS de 217, 2V . Portanto, a norma internacional é atendida.

Observe que essa pequena distorção se deve as harmônicas de ordem 5 e 7.


Para análise da distorção harmônica de corrente, devemos analisar cada corrente in-dividualmente.

Pelo gráfico, vemos que a distorção se deve pelas correntes de ordem ímpares, nãohavendo correntes harmônicas de ordem pares.

As harmônicas ímpares de maior relevância são as correntes de ordem 3, 5, 7, 9 e 13.Portanto, temos:


Ordem Harmônico Máxima Corrente Permitida [A] Corrente Medida [A]3 2,30 0,7995 1,14 0,1807 0,77 0,3069 0,40 0,20013 0,21 0,198

Dessa forma, vemos que nenhuma corrente harmônica excede o limite requisitado pelanorma.

6.4.2.5 Coeficiente de Eficiência Energética

Conforme dados do INMETRO, este equipamento se enquadra na classe A com CEEde 3,41, recebendo o selo Procel de eficiência energética.

6.5. Elgin Silent 99

Tomando como válida a capacidade total de refrigeração dada pelo fabricante, 7, 91kW ,e a máxima potência medida durante o ensaio, 2, 32kW , obtemos o seguinte CEE:

CEE = 7, 91kW2, 32kW = 3, 98 (6.4)

Garantindo assim o equipamento como classe A em eficiência energética.

6.5 Elgin Silent


Condicionador de ar Elgin, unidade evaporadora SRQIC-9000-2 e unidade condensa-dora SRQEC-9000-2. O equipamento refrigera um ambiente de 8m2 com um pé direitode 2, 90m.

Tabela 19 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Elgin (2014).


Figura 54 – ENCE Condicionador de Ar Elgin Silent.


Figura 55 – Unidade Evaporadora Elgin Silent.

Figura 56 – Unidade Condensadora Elgin Silent.






A partir do gráfico de consumo, observa que o ar condicionado, durante todo o pro-cesso, se manteve entre 850 e 870W .

Embora, após 50 minutos do início do ensaio a temperatura interna tenha poucovariado, o compressor não foi desligado em momento nenhum durante o experimento.Como este equipamento não possui tecnologia inverter e o compressor não foi desligadodurante o experimento, o consumo se manteve de certo modo constante.




Durante a partida do compressor, houve um pico de corrente de 29, 3A. Isso se devepelo fato da partida ser direta, sendo esperado uma corrente da ordem de 10 vezes anominal.

Embora seja uma corrente alta, não há prejuízo para o equipamento, nem para ainstalação, uma vez que o pico ocorre num intervalo de tempo na ordem de milissegundos.




Conforme demonstra a figura, durante todo o ensaio o equipamento apresentou fatorde potência 0, 99 indutivo, estando de acordo com a legislação brasileira.



A tensão de alimentação do condicionador de ar possui um THD de 1, 4% e um VRMS

de 217, 3V . Portanto, está em conformidade com as normas estabelecidas.Mais uma vez, ficou claro que a componentes harmônicas responsáveis por essa pe-

quena distorção da tensão, são as componentes de ordem 5 e 7.



Para a análise das correntes harmônicas, devemos analisar individualmente cada cor-rente.

Pelo gráfico, observa a presença de correntes harmônicas ímpares de ordem 3, 5 e 7,e também a presença de corrente harmônica par de ordem 2. A tabela 20 compara osvalores medidos pelos valores limites de corrente de ordem harmônica.



Portanto, todas as componentes harmônicas de corrente estão de acordo com as normasinternacionais.


Na figura 55 vemos que esse condicionador de ar se enquadra na classe C, e portanto,não possui o selo Procel.

Se tomarmos como base a capacidade de refrigeração dada pelo fabricante, que éde 2, 64kW , e utilizarmos como medida elétrica o maior valor medido durante o ensaio,0, 87kW . Temos que:

CEE = 2, 640, 87 = 3, 03 (6.5)

De acordo com a figura 72, a classe de eficiencia energética do condicionador de arpassaria a ser B, porém ainda não receberia o selo Procel.

6.6 Condicionador de Ar de Janela Gree


Condicionador de ar de Janela Gree modelo GJ7-22RM/E. O equipamento refrigeraum ambiente de 15m2 com um pé direito de 2, 70m.

6.6. Condicionador de Ar de Janela Gree 105

Tabela 21 – Dados técnicos fornecidos pelo fabricante. Fonte: Gree (2003).


Figura 63 – Condicionador de Ar de Janela Gree.






Analisando o gráfico de consumo, vemos que no início do ensaio, a potência medidafoi de 640W por um pequeno período, e logo após, se estabeleceu constante durante todoo restante do experimento em 620W . Em nenhum momento do ensaio o compressor foidesligado.

Observando então, as curvas de temperatura, observamos que a temperatura interna,durante todo o experimento, se manteve acima dos 27 ◦C. Existem vários fatores que


possam ter influenciado o resultado, um deles é o fato da temperatura externa elevada,em torno de 33 ◦C. Se acrescentarmos isso, com o fato do ambiente ser muito grande parauma capacidade de refrigeração pequena, podemos explicar o fato do condicionador de arter dificuldade na refrigeração do ambiente.



Assim como todo os aparelhos condicionadores de ar que não possuem tecnologiainverter, o motor elétrico que gira o compressor é ligado por partida direta, causandoassim um pico de corrente durante a partida.

Dessa forma, observa um pico de 23, 7A durante um pequeno período de tempo. Em-bora o pico apresente uma corrente de aproximadamente 8 vezes a corrente nominal doequipamento, por se tratar de um período de milissegundos, a instalação e o equipamentonão são comprometidos.




Conforme demonstra a figura, durante todo o ensaio o equipamento apresentou fatorde potência 0, 99 indutivo, estando de acordo com a legislação brasileira.



A tensão que alimenta o condicionador de ar apresentou um THD de 1, 5% e um VRMS

de 217, 1V , estando de acordo com as normas.


Assim como nos experimentos anteriores, essa pequena distorção foi causada devidoas componentes de ordem 5 e 7.


Para a análise da distorção harmônica da corrente, devemos observar cada corrente demaneira individual.

Das componentes impares, temos uma maior relevância das correntes de ordem 3, 5 e7. Enquanto que das componentes pares, temos uma maior relevância da componente desegunda ordem. Dessa forma, temos:



Portanto, todas as componentes estão de acordo com as normas internacionais.


Embora não mostrada aqui, este condicionador de ar possui uma ENCE e classe A deeficiência energética, recebendo o selo Procel. O coeficiente de eficiência energética desseequipamento é de 3,06. Haja visto que condicionadores de ar do tipo janela possuemcritérios de avaliação diferentes do que condicionadores do tipo Split.


Se tomarmos como base a capacidade de refrigeração dada pelo fabricante, 2, 10kW , eo máximo valor de potência medido durante o experimento, 0, 64kW , teremos o seguintecoeficiente de eficiência energética.

CEE = 2, 10kW0, 64kW = 3, 28 (6.6)

O que garantiria a classificação do equipamento como classe A.

6.7 Discussão e Considerações Finais

6.7.1 Consumo

Com base nos dados de consumo obtidos nos ensaios de cada equipamento, podemosfazer algumas considerações e comparações, afim de obter o equipamento mais eficiente.

A tabela 23 compara os valores de potência nominal do equipamento de acordo como fabricante, com os valores médios obtidos durante o ensaio.

Tabela 23 – Comparação Potência Medida.

Equipamento Potência Nominal (Fabricante) Potência Média (Ensaio) PM

PN

Brastemp Ative! 895W 538W 0,60Fujitsu Inverter 2320W 1360W 0,58Elgin Silent 950W 838W 0,88Gree 670W 614W 0,92

Dessa forma, é possível comparar, através da razão entre potência dada pelo fabricantee potência média medida durante o ensaio, o consumo dos equipamentos.

Como já era algo previsto, o condicionador de ar Fujitsu Inverter foi o que obteve osmelhores resultados, que devido à tecnologia inverter, conforme o gráfico na figura 49,fez com que o equipamento consumisse quase a metade da potência nominal durante boaparte do experimento. Provavelmente, se o experimento se prolongasse por mais algumashoras, seria possível obter uma razão potência nominal/potência média ainda mais baixa.

No entanto, o condicionador de ar Brastemp Ative! alcançou um resultado bastantesurpreendente. Embora seja um condicionador de ar convencional, os resultados forambastante próximos dos obtidos com a tecnologia inverter. Por outro lado, os condiciona-dores de ar Elgin Silent e Gree Janela, tiveram resultados ruins. Um dos motivos desseresultado é o fator dos equipamentos terem trabalhados em regime pleno durante todo oexperimento, e por outro lado, trata-se de equipamentos menos eficientes.

6.7. Discussão e Considerações Finais 111

6.7.2 Corrente de Partida

Os condicionadores de ar convencionais são ligados através de partida direta, o queimplica em um pico de corrente na partida na ordem de 10 vezes a corrente nominal.Enquanto que com a tecnologia inverter, o motor do compressor é acionado no modorampa, garantindo uma partida suave e sem picos de corrente.

A tabela 24 relaciona as correntes nominais dadas pelo fabricante, com as respectivascorrentes medidas durante a partida do motor.

Tabela 24 – Comparação Corrente de Partida.

Equipamento Corrente Nominal [A] Corrente de Partida [A]Brastemp Ative! 4,30 29,70Fujitsu Inverter 10,70 4,86Elgin Silent 4,40 29,30Gree 3,05 23,70

Observe que a corrente de partida do motor do condicionador de ar Fujitsu Inverteré menor que a corrente nominal, isso se deve pelo inverter, que aciona o motor no modorampa.

6.7.3 Fator de Potência

Todos os equipamentos condicionadores de ar ensaiados, apresentaram um fator depotência de acordo com a atual legislação brasileira.

Os equipamentos convencionais apresentaram, todos, um fator de potência de 0, 99.Enquanto que o condicionador de ar Fujitsu Inverter variou o fator de potência entre 0, 98e 0, 95.

Portanto, todos os equipamentos apresentaram altos valores de fator de potência eentão, não há a necessidade de correção.

6.7.4 Distorção Harmônica

Todos os equipamentos ensaiados, foram alimentados com uma tensão que apresentavauma distorção harmônica total (THD) dentro dos exigidos pela ANEEL, ou seja, menorque 5%. E portanto, os resultados de distorção de corrente aqui apresentados, são osresultados apresentados em uma instalação habitual.

Embora não haja nenhuma norma brasileira que restrinja o nível de distorção harmô-nica de corrente individual por equipamento condicionador de ar, foi usado como refe-rência a norma internacional IEC 61000-3-2. E dessa forma, pode-se verificar que todosequipamentos apresentaram distorção harmônica de corrente de acordo com a norma in-ternacional.


Conforme os equipamentos adquirem mais tecnologia, o uso de componentes não-lineares é cada vez mais significativo. Surge então a necessidade de equipamentos maismodernos utilizarem filtros com o objetivo de se adequarem aos níveis de distorção exigidospelas normas, permitindo assim sua comercialização.

6.7.5 Coeficiente de Eficiência Energética

Para a obtenção de um coeficiente de eficiência energética, foi obtido o máximo valorde potência obtida durante o ensaio de cada equipamento, e se assumiu a capacidade derefrigeração divulgada pelo fabricante.

Tabela 25 – Comparação Coeficiente de Eficiência Energética.

Equipamento CEE (Fabricante) CEE (Ensaio)Brastemp Ative! 3,21 3,38Fujitsu Inverter 3,41 3,91Elgin Silent 3,00 3,03Gree 3,06 3,28

Todos os equipamentos apresentaram o coeficiente de eficiência energética com valorespróximos aos divulgados pelo fabricante, mostrando que os valores apresentados na ENCEsão realmente confiáveis, assim como suas respectivas classificações.


A edificação é parte importante a ser considerada no condicionamento de ar. Aoutilizar materiais que garantem uma baixa transmitância térmica na cobertura e paredesexternas, cores com baixa absortância solar, proteções solares, entre outras técnicas, épossível reduzir o ganho da carga térmica da edificação, tornando-a mais eficiente.

Por outro lado, é imprescindível o uso de equipamentos condicionadores de ar eficientes.Através das medições foi possível validar as classificações divulgadas pelo INMETROatravés da ENCE, sendo que, a maior parte dos equipamentos ensaiados apresentou amais alta classificação de eficiência energética, obtendo assim o selo Procel de Economiade Energia.

113

7 Conclusão

O uso de energia elétrica em aparelhos de ar condicionado tem sido crescente, porémos setores comerciais e residenciais apresentam projeções de crescimento maior que osdemais.

O consumo final por esses setores é quase que todo dominado por condicionadores de are dispositivos de iluminação. Sendo que a maior parte dos equipamentos condicionadoresde ar corresponde a equipamentos individuais de pequeno porte do tipo split e/ou janela.

A possibilidade de conservação de energia por parte desses dispositivos é muito grande,de forma que, qualquer medida que promova a eficiência energética apresentará impactosbastantes relevantes.

A principal medida até então implementada é a adoção de um índice mínimo deeficiência energética para aparelhos condicionadores de ar. Desde a sua criação, até osdias de hoje, a eficiência desses equipamentos evoluiu bastante. No entanto, os índicespraticados no Brasil ainda estão muito aquém do praticado em outros mercados, comoJapão e China.

Através das medições em alguns equipamentos com diversos índices de eficiência, pode-se observar que o intervalo entre o aparelho menos e mais eficiente foi de 3, 03 a 3, 91.Embora a menor classificação de eficiência energética obtida via medição seja B, esseequipamento não poderia ser comercializado em um mercado como o dos Estados Unidos,que adota um índice mínimo de 3,80 W/W.

Outro fator relevante que influência na eficiência do condicionamento do ambiente éa própria edificação. Desde a criação do RTQ é possível classificar a edificação quanto àsua eficiência, analisando critérios sobre a envoltória, sistema de iluminação e sistema decondicionamento de ar.

Para a edificação, a envoltória deve receber atenção especial. Deve ser priorizado o usode matérias com baixa transmitância térmica, cores claras que absorvem pouca radiaçãosolar e o uso de dispositivos de sombreamento nas aberturas da fachada.

Um dispositivo extremamente importante é o brise que permite o sombreamento ver-tical e/ou horizontal. Porém, foi constatado que é um elemento pouco utilizado nasedificações brasileiras.

Com a necessidade cada vez maior de se otimizar a eficiência energética da edificação etorná-la cada vez mais sustentável, engenheiros mecânicos, eletricistas e civis e arquitetostêm optado pelo processo de projeto integrado, onde todas as equipes trabalham juntas,na qual cada profissional opina sobre sua especialidade, fazendo com que seja possívelprever um melhor aproveitamento energético por parte da edificação.

Quanto à eficiência do sistema de condicionamento de ar, o RTQ classifica conforme

114 Capítulo 7. Conclusão

a classe apresentada na ENCE. Por meio de medições foi possível verificar que os valoresapresentados na ENCE se comprovam na prática, supondo que a potência de refrigeraçãoseja de fato aquela constante da placa do fabricante.

Todos os equipamentos ensaiados apresentaram altos valores de fator de potência,assim como distorções de correntes harmônicas compatíveis com os recomendados peloIEC. Foi possível observar também o funcionamento da tecnologia inverter, que permitea variação na velocidade de rotação do compressor, diminuindo o consumo do equipa-mento. Como pôde ser observado, o aparelho inverter com potência nominal de 2, 32kW ,apresentou um consumo médio de 1, 36kW , sendo que para longos períodos de tempo oconsumo tenderia a ser menor.

Portanto, nota-se um forte crescimento da eficiência energética na construção civil, im-plicando em edifícios com melhor aproveitamento térmico e reduzindo assim o consumode energia elétrica. Quanto à eficiência dos equipamentos ainda há um longo caminhoa ser percorrido. Um primeiro passo seria adotar um índice mínimo de eficiência ener-gética mais exigente para aparelhos condicionadores de ar, pois na grande maioria, osmesmos fabricantes que comercializam os equipamentos em países como Japão e China,comercializam equipamentos com eficiência inferior no Brasil.

7.1 Sugestões para Trabalhos Futuros

• Realizar medições em diversos modelos de condicionadores de ar utilizando ummaiornúmero de sensores de temperatura alocados em pontos estratégicos do ambientecondicionado, obtendo assim dados de temperatura mais precisos.

115

Referências

ABNT. Desempenho térmico de edificações Parte 3: Zoneamento bioclimático brasileiroe diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. 2003. 13, 54,79, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128

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119

8 Anexos

Figura 70 – Classes de Eficiência Energética para Condicionadores de Ar Janela. Fonte:INMETRO.

Figura 71 – Classes de Eficiência Energética para Condicionadores de Ar Split. Fonte:INMETRO.

120 Capítulo 8. Anexos

Figura 72 – Zoneamento Bioclimático Brasileiro.Fonte: ABNT (2003).

121

Figura 73 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algumasparedes. Fonte: ABNT (2003).

123


125

Figura 77 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algumascoberturas. Fonte: ABNT (2003).


Figura 78 – Transmitância térmica, capacidade térmica e atraso térmico para algumascoberturas. Fonte: ABNT (2003).

127

Tabela 26 – DPIL - Método da Área do Edifício. Fonte: INMETRO (2010).

Função da Edificação

Densidade de Densidade de Densidade de Densidade dePotência de Potência de Potência de Potência deIluminação Iluminação Iluminação Iluminação

limite limite limite limiteW/m2 (Nível A) W/m2 (Nível B) W/m2 (Nível C) W/m2 (Nível D)

Academia 9,5 10,9 12,4 13,8Armazém 7,1 8,2 9,2 10,3Biblioteca 12,7 14,6 16,5 18,4Bombeiros 7,6 8,7 9,9 11,0

Centro de Convenções 11,6 13,3 15,1 16,8Cinema 8,9 10,2 11,6 12,9Comércio 15,1 17,4 19,6 21,9Correios 9,4 10,8 12,2 13,6

Venda e Locação de Veículos 8,8 10,1 11,4 12,8Escola/Universidade 10,7 12,3 13,9 15,5

Escritório 9,7 11,2 12,6 14,1Estádio de Esportes 8,4 9,7 10,9 12,2

Garagem 2,7 3,1 3,5 3,9Ginásio 10,8 12,4 14,0 15,7

Hospedagem, Dormitório 6,6 7,6 8,6 9,6Hospital 13,0 15,0 16,9 18,9Hotel 10,8 12,4 14,0 15,7

Igreja/Templo 11,3 13,0 14,7 16,4Restaurante 9,6 11,0 12,5 13,9Bar/Lazer 10,7 12,3 13,9 15,5Fast-Food 9,7 11,2 12,6 14,1Museu 11,4 13,1 14,8 16,5Oficina 12,9 14,8 16,8 18,7

Penitenciária 10,4 12,0 13,5 15,1Posto de Saúde/Clínica 9,4 10,8 12,2 13,6

Posto Policial 10,3 11,8 13,4 14,9Prefeitura - Inst. Gov. 9,9 11,4 12,9 14,4

Teatro 15,0 17,3 19,5 21,8Transportes 8,3 9,5 10,8 12,0Tribunal 11,3 13,0 14,7 16,4


Tabela 27 – DPIL - Método das Atividades do Edifício. Fonte: INMETRO (2010).

Ambientes/AtividadesDPIL Nível DPIL Nível DPIL Nível DPIL Nível

A B C D(W/m2) (W/m2) (W/m2) (W/m2)

Armazém/AtacadoMaterial pequeno/leve 10,20 12,24 14,28 16,32

Material médio/volumoso 5,00 6,00 7,00 8,00Átrio - por metro de altura

até 12,20 m de altura 0,30 0,36 0,42 0,48acima de 12,20 m de altura 0,20 0,24 0,28 0,32

Auditórios e AnfiteatrosAuditório 8,50 10,20 11,90 13,60

Centro de Convenções 8,80 10,56 12,32 14,08Cinema 5,00 6,00 7,00 8,00Teatro 26,20 31,44 36,68 41,92

Banco/Escritório - Área de atividades bancárias 14,90 17,88 20,86 23,84Banheiros 5,00 6,00 7,00 8,00

BibliotecaÁrea de arquivamento 7,80 9,36 10,92 12,48

Área de leitura 10,00 12,00 14,00 16,00Área de estantes 18,40 22,08 25,76 29,44Casa de Máquinas 6,00 7,20 8,40 9,60

Centro de Convenções - Espaço de exposições 15,60 18,72 21,84 24,96Circulação 8,52 9,94 11,36

ComércioÁrea de vendas 18,10 21,72 25,34 28,96

Pátio de área comercial 11,80 14,16 16,52 18,88Provador 10,20 12,24 14,28 16,32Cozinhas 10,70 12,84 14,98 17,12Depósitos 5,00 6,00 7,00 8,00

Dormitórios - Alojamentos 4,10 4,92 5,74 6,56Escadas 7,40 8,88 10,36 11,84Escritório 11,90 14,28 16,66 19,04

Escritório - Planta livre 10,50 12,60 14,70 16,80Garagem 2,00 2,40 2,80 3,20

Ginásio/AcademiaÁrea de Ginástica 7,80 9,36 10,92 12,48Arquibancada 7,50 9,00 10,50 13,00

Esportes de ringue 28,80 34,56 40,32 46,08Quadra de esportes - classe 42 7,80 9,36 10,92 12,48Quadra de esportes - classe 33 12,90 15,48 18,06 20,64Quadra de esportes - classe 24 20,70 24,84 28,98 33,12Quadra de esportes - classe 15 32,40 38,88 45,36 51,84Hall de Entrada- Vestíbulo 8,00 9,60 11,20 12,80

Cinemas 8,00 9,60 11,20 12,80

129

Hotel 8,00 9,60 11,20 12,80Salas de Espetáculos 8,00 9,60 11,20 12,80

HospitalCirculação 9,60 11,52 13,44 15,36Emergência 24,30 29,16 34,02 38,88Enfermaria 9,50 11,40 13,30 15,20

Exames/Tratamento 17,90 21,48 25,06 28,64Farmácia 12,30 14,76 17,22 19,68

Fisioterapia 9,80 11,76 13,72 15,68Sala de espera, estar 11,50 13,80 16,10 18,40

Radiologia 14,20 17,04 19,88 22,72Recuperação 12,40 14,88 17,36 19,84

Sala de Enfermeiros 9,40 11,28 13,16 15,04Sala de Operação 20,30 24,36 28,42 32,48

Quarto de pacientes 6,70 8,04 9,38 10,72Suprimentos médicos 13,70 16,44 19,18 21,92

Igreja, temploAssentos 16,50 19,80 23,10 26,40

Altar, Coro 16,50 19,80 23,10 26,40Sala de comunhão - nave 6,90 8,28 9,66 11,04

Laboratóriospara Salas de Aula 10,20 12,24 14,28 16,32Médico/Ind./Pesq. 19,50 23,40 27,30 31,20

Lavanderia 6,50 7,80 9,10 10,40Museu

Restauração 11,00 13,20 15,40 17,60Sala de exibição 11,30 13,56 15,82 18,08

Oficina - Seminário, cursos 17,10 20,52 23,94 27,36Oficina Mecânica 6,00 7,20 8,40 9,60Quartos de Hotel 7,50 9,00 10,50 13,00

Refeitório 11,50 13,80 16,10 18,40Restaurante - salão 9,60 11,52 13,44 15,36

Hotel 8,80 10,56 12,32 14,08Lanchonete/Café 7,00 8,40 9,80 11,20

Bar/Lazer 14,10 16,92 19,74 22,56Sala de Aula, Treinamento 10,20 12,24 14,28 16,32Sala de espera, convivência 6,00 7,20 8,40 9,60

Sala de Reuniões, Conferência, Multiuso 11,90 14,28 16,66 19,04Vestiário 8,10 9,72 11,34 12,96

TransportesÁrea de bagagem 7,50 9,00 10,50 12,00Aeroporto - Pátio 3,90 4,68 5,46 6,24Assentos - Espera 5,80 6,96 8,12 9,28

Terminal - bilheteria 11,60 13,92 16,24 18,56

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