Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento

7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento

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PRTICAS PARA MEDIO, TESTE,AJUSTE E BALANCEAMENTO (TAB) EM

SISTEMAS DE HVAC

Wili Colozza HoffmannPorto Alegre RS 10/11/2010

OVERVIEWTestes, Ajustes e Balanceamento

(TAB), muito mais do que obalanceamento do sistema dedistribuio de ar e o balanceamentohidrnico uma etapa crtica doprocesso de comissionamento, ondeos sistemas so realmentedesafiados e qualificados quanto operao e desempenho.

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OVERVIEW

Os testes de desempenho envolvemchillers, bombas, torres deresfriamento, condicionadores de ar,(multi) splits e iluminao. Os testesfuncionais de desempenho dossistemas, envolvendo automao e

sistemas de proteo, so cruciaispara entrega dos sistemas sequipes de operao.

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OVERVIEW

Os testes devem ser definidos demaneira criteriosa pela Autoridadede Comissionamento e conduzidapor uma equipe independente dosenvolvidos na construo.

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OVERVIEW1. Introduo e definies:

2. Alguns Fundamentosnecessrios:

Unidades de medida. Transferncia de calor. Psicrometria.

Fluidomecnica. Eletrotcnica. Controles.

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OVERVIEW3. Fases da implementao

Verificao de PROJETO. Verificao de INSTALAO. Verificao de OPERAO. Verificao de DESEMPENHO (PERFORMANCE).

4. Instrumentos para TAB e medies. Medio de vazo de ar.

Medio de vazo de lquidos. Medio das condies temohigromtricas do ar. Medio de presso.

5. Estudo de caso e exemplos prticos:

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Sistemas de HVAC

Necessidade de climatizao em escritrios: Ambiente que proporcione o conforto aos ocupantes ou Produtividade do usurio. Sade do usurio.

Necessidade de climatizao em rea produtivas (farmacuticas): Proporcione uma proteo ao processo e produto.

Proporcione uma proteo ao operador. Proporcione, se possvel o conforto do operador.

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1- INTRODUO E DEFINIES

Sistemas de HVAC

Conforto Trmico.

Fatores de influncia (ocupante) Temperatura;

Umidade relativa;

Velocidade do ar;

Temperatura radiante;

Atividade fsica do ocupante;

Tipo de vestimenta do ocupante;


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Sistemas de HVAC rea produtiva.

Fatores de influncia (processo, produto,operador e meio ambiente). Temperatura de bulbo seco. Umidade relativa. Velocidade. Pureza (biolgica, qumica e fsica).

Presso do ambiente com relao ao ambiente externo oucontguo (conteno de contaminantes). Contaminao do meio ambiente externo.


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OVERVIEW1. Introduo e definies:

2. Alguns Fundamentosnecessrios:

Unidades de medida. Transferncia de calor. Psicrometria. Fluidomecnica. Eletrotcnica. Controles.

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2. FUNDAMENTOS

UNIDADES DE MEDIDA

SI SIGLAS E CONVERSO DEUNIDADES

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2. FUNDAMENTOSSISTEMA BASE UNIDADES (SMBOLO)

ABSOLUTOSI (SistemaInternacional)

comprimento; massa;tempo; corrente eltrica;intensidade luminosa;temperaturatermodinmica;quantidade de substncia.

metro (m); quilograma(kg); segundo(s); ampre (A); candela (cd); kelvin(K); mole (mol)

SISTEMAINGLS

comprimento; massa;tempo

p (ft); libra (lb massa); segundo (seg)

SISTEMAMTRICOMKS GIORGI


metro (m); quilograma(kg); segundo (s)

SistemaGSC**


centmetro (cm); grama(g); segundo(s)

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2. FUNDAMENTOSTabela 1.1 Unidades Bsicas

Grandeza Fsica Nome da unidade Smbolocomprimento metro mmassa kilograma kgtempo segundo scorrente eltrica ampre Atemperaturatermodinmica

kelvin K

quantidade de

substncia

mole mol

intensidade luminosa candela cdUnidadessuplementares

radiano ngulo plano radesterradiano ngulo slido sr

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2. FUNDAMENTOS

TERMODINMICA ETRANSFERNCIA DE CALOR.

SEGUNDA LEI DA TERMODINMICA. impossvel uma mquina que converta aenergia de um nvel mais baixo de temperaturapara um nvel mais alto de temperatura semuma fonte externa de trabalho.

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2. FUNDAMENTOS TRANSFERNCIA DE CALOR.

Trocadores de calor. Corrente paralela Corrente cruzada

transferencia de calor e esttica fluido.pdf

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2. FUNDAMENTOS

0 10 20 30 40 50

60

70

80

90

100

110

110

120

120

ENTHALPY- KJPER KILOGRAM OF DRYAI R

20

30

40

50

60

70

80

90

100

ENTH

ALPY-KJPERKILO

GRAM

OFDRY

AIR

SATU

RATIONTEMPERA

TURE

-C

5 10

15

20

25

30

35

40

45

50

DRYBULBTEMPERATURE-C

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

10%RELATIVE HU

MIDITY

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

5

5

10

10

15

15

20

20

25

25

30WETBULBTEMPERATURE-C

30

0,84

0,86

0,88

0,90

0,92VOLUME-C

UBICMETERPERkgD

RYAIR

0,94

0,96

0,98

1,001,02

HUMIDITYRATIO-

GRAMSMOISTUREPER

KILOGRAMD

RYAIR

R R

ASHRAE PSYCHROMETRIC CHART NO.1NORMAL TEMPERATURE

BAROMETRIC PRESSURE: 94,324 kPa

Copyright 1992

AMERICAN SOCIETY OF HEATING,REFRIGERATING ANDAIR-CONDITIONING ENGINEERS,INC.

600 METERS

0

1 .0 1. 0

:

1,5

2, 0

4,0

-4,0-2

,0

-1,0

-0,5

-0,2

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 ,7

0,8

-5,0

-2,0

0,0

1,0

2,0

2,5

3,0

4,0

5,0

10,0

-

::

S EN SI BL E H EA T Q sT OT AL HE AT Q t

ENTHALPYHUMIDITYR ATIO

DhDW

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2. FUNDAMENTOS Fluidomecnica

Conceitos bsicos.

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2. FUNDAMENTOS

Fluidomecnica

Perfil de velocidades.

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Presso esttica. Presso dinmica

pd = V2/ 2

PestPdin

Pdin

PestPtotal

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2. FUNDAMENTOS

Fluidomecnica

Conceitos da dinmica dos fludos.

Q = v . A (Q = vazo; v = velocidade e A = rea doconduto). Perda de carga distribuda.

Perda de carga localizada. p = C . v2/2

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12


Conceitos da dinmica dos fludos.

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2. FUNDAMENTOS

Lei dos Ventiladores

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13

2. FUNDAMENTOS

ELETROTCNICA Motores de induo trifsicos. Inversores de frequncia. Comandos.

25

2. FUNDAMENTOS

ELETROTCNICA Motores de induo trifsicos.

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2. FUNDAMENTOS

CONTROLES

o sistema que forneceinteligncia para os

processos termodinmicos.

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Ex.: Perfil dassalas voltadaspara o leste

Ex.: Perfil dassalas voltadaspara o oeste

Necessidade de controle por zona.

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15

Controles

2. FUNDAMENTOS

29

2. FUNDAMENTOS

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16

Caixa de VAV

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3. FASES DE IMPLEMENTAO

Verificao do Projeto;

Verificao da Instalao; Verificao Operacional;

Verificao do Desempenho.

Etapas de Trabalho

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O TAB praticamente no tem atuao nestafase.

uma atribuio do Comissionamento, definiro que deve ser testado e ajustado, prover ainstalao de dispositivos e pontos de

medio para as variveis crticas, para serutilizado mais tarde pela equipe do TAB.

Falhas nesta fase impactam no resultado doTAB.

Fase de Projeto

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Fase de Instalao

Testes on-site: Estanqueidade de dutos e gabinetes. Tubulao (vazamento, solda etc.). Conformidade com projeto executivo

Testes off-site: Estanqueidade de gabinetes. Inspeo de prottipos. Equipamentos (teste de

desempenho).

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18

Fase de Instalao

Qualificao: Dados dos equipamentos obtidos em campo. Comparao com os dados do projeto. Certificados dos testes off-site. Verificao dos materiais empregados.

Emisso parcial de documentos dequalificao.

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36


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19

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Fase Operacional

Ventiladores: Ponto de operao Nvel de rudo

Presses para filtros inicial e final. Efeito de sistema.

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20

VENTILADORES Tipos de ventiladores

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40


21/56

21

41

42


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22

VENTILADORES Efeito de sistema.

43

CURVA DE SISTEMA

44


23/56

23

Pg. 45

H [m]

Q [m/h]

CCBPARALELO

CCI

QPARALELO

H(Qparal)

Ponto de

Funcionamento

Paralelo

CCBSIMPLES

QSIMPLES

H(Qsimp)

Ponto de

Funcionamento

Simples

Fase Operacional

Serpentinas. Capacidade trmica (sensvel e latente). Perda de presso lado do ar e da gua. Vazo de gua gelada.

Rede de dutos e distribuio de ar. Teste, Ajuste e Balanceamento Pressurizao entre salas (interferncia

com arquitetura). Aferio de VAVs e Sensores

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24

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DifusoresDistribuio de ar Grelhas

Resgistros

Troffers ( argh!!!)

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25

49

50


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26

Fase Operacional

Filtros de Ar: Eficincias de filtragem. Posicionamento relativo dos filtros Limites de aceitao para testes de

campo.

Condicionadores de Ar: Acesso para manuteno e teste dos

filtros Tomadas de presso e medidores devazo.

Estanqueidade do gabinete. Estrutura dos filtros.

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52

EN 779 2003 Particulate air filter for generalventilation.

Filtros de ar


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27

Condicionador de ar Nomes dados este equipamento:

Fan Coil. Air Handling Unit (AHU) Condicionador de ar.

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Condicionador de ar

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28

Fase Operacional

Chillers Capacidade e Performance. Monitoramento das Etapas de Operao

Bombas

Corrente nos Motores

Operao em Paralelo Rede Hidrnica

Teste, Ajuste e Balanceamento(HIDRNICO).

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Expanso Indireta

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29/56

29

Sistemas de distribuio. Vlvula de 2 vias com descoplamento

(anel primrio e secundrio.

Componentes dos sistemas. Vlvula de balanceamento


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30

Componentes dos sistemas. Sistema Ptplug.

59

SISTEMAS HIDRNICOS

Curva caracterstica da bomba centrfuga.curva bomba exemplo.pdf

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31/56

31

SISTEMAS HIDRNICOS Comportamento da bombacentrfuga.

61

Fase Operacional

Torres de Resfriamento Capacidade. Corrente no Motor do Ventilador. Distribuio de gua nos Bicos. Equalizao das Bacias - Ajuste do Nvel.

Tanques de Termo-Acumulao

Monitoramento dos Ciclos de Carga eDescarga.

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Verificao do Desempenho

o momento em que o sistema deveoperar como um todo incluindo o BMS.

quando deve ser provado que osistema atinge e mantm as variveisestveis.

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Verificao do Desempenho

Para esta verificao necessrio que

atravs de instrumentos eprocedimentos seja conhecido ocomportamento da instalao.

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33

Expanso Indireta

65

66


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34

O ciclo frigorfico para o sistema deresfriamento

67

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00

EficinciaEnergtica-EER(kW/TR)

22/10/01 - Hora (hh:mm)

Central de gua GeladaChiller UR-01A - Eficincia Energtica

O ciclo frigorfico para o sistema deresfriamento

68

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00

Efic

inc

iaEnerg

tica-E

ER(kW/TR)

04/12/01 - Hora (hh:mm)

Central de gua GeladaChiller UR-01A - Eficincia Energtica


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35

Expanso Indireta

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SISTEMAS HIDRNICOS Associao de bombas centrfugas.

Ponto de operao em associao em paralelo

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

vazo em m3/ h

70


36/56

36

Expanso Indireta

71

Expanso Indireta

72


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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB

Medio X Monitorao

Qual a diferena? Erros de leitura. Propagao de erro.

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Medio e monitorao: De vazo, temperatura e presso de ar. De vazo, temperatura e presso de lquidos.

Das condies temohigromtricas do ar. Outras grandezas pertinentes. Medio das grandezas eltricas.

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38

4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar.

Mtodo Pitot Transverso. Presso dinmica.

Pd= v2 (16 a 64 leituras)

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Medio de vazo de ar. Detalhes do Pitot

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Termoanmmetro. Velocidade direto da leitura.

(16 a 64 leituras)

77


Medio de vazo de ar.

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40


Medio de vazo de ar.

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Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).

Velocidade direto da leitura.(16 a 64 leituras)

Efeito de Vena contracta Necessidade de

corrigir valor para clculo da vazo.

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41

4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).

Correo do valor da vazo lida na sada daserpentina por causa do efeito de venacontracta.

AABC Test & Balance Procedures.

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Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).

Correo do valor da vazo lida na entrada dofiltro (tambm precisa de correo)

82


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Balmetro (Balometer). Leitura feita em uma seco conhecida. Necessidade de correo devido ao desvio de

leitura com valor com pitot. Influncia do perfil de velocidade na grade de

leitura

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Medio de vazo de ar. Grade de Wilson.

Interpolao da mdia. Normalmente dispositivo fixo. Influncia do perfil de velocidade na grade de

leitura

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43

4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de presso de ar.

Tubo em U. Tubo Inclinado. Micromanmetro. Magnehelic.

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Medio de vazo de lquidos. Ultrasnico (efeito Doppler)

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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de lquidos.

Ultrasnico Transit Time

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Medio de vazo/presso diferencialde lquidos. Vazo a partir da presso diferencial;

V = K P1/2

K = constante que depende da singularidade(ou placa de orifcio).

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45/56

45

4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de presso de lquidos.

Manmetros; Tubo de Boudon. Eletrnico (clula de carga).

Uso do PT Plug; Com manmetro. Com termmetro.

P/T Plug de de Bronze BBNO-500http://www.vectus.com.br/maletas-testes.html

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Medio das condies termohigromtricas do ar. Psicrmetro;

Manual. Com bateria.

Termo-higrmetro;

http://www.vectus.com.br/psicrometro.html

90


46/56

46

4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de rotao.

Tacmetro mecnico; Contato com o elemento girante.

Tacmetro tico Sem contato com o elemento girante

Luz Estroboscpica (estroboscpio)

Sem contato com o elemento girante

Tacmetro - Tacmetro tico - Tacmetros -Instrumentos de Medio - Vectus

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5. ESTUDOS DE CASOS

Medio de vazo. Medio de desempenho de

ventilador. Medio de desempenho de

bombas e chillers.

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47

Estudo de Caso - Erros de medio

causados por difusores

VAC

A B

C D

Duto principal de chapagalvanizada;

Dutos flexveis interligam o dutoprincipal s caixas dos difusores;

VAC um regulador automticopara vazo constante;Os difusores so de fabricaoTrox, modelo VDW (alta induo);

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Problema encontrado

Diferenas significativas entre as leituras devazo de ar obtidas por dois balmeters demodelos APM 150 e EBT 721, comcertificados de calibrao vlidos;

DIFUSORESVazo de projeto

(m3/h)Vazo APM 150

(m3/h)Vazo EBT 721

(m3/h)

A 615 550 920B 615 600 860C 615 660 790D 625 470 810

SOMATRIO 2470 2280 3380

DIFERENAS-7,7% 36,8%

48%94


48/56

48

Leitura com tubo de Pitot no duto principal:

Leitura com aletas defletoras do difusor naposio horizontal:

DIFUSORESVazo de projeto

(m3/h)Vazo com tubo

de PitotVazo APM 150

(m3/h)Vazo EBT 721

(m3/h)

SOMATRIO 2470 2785 2280 3380

DIFERENAS-18,1% 21,4%

48%

DIFUSORES

Vazo de projeto

(m3/h)

Vazo com tubo

de Pitot

Vazo APM 150

(m3/h)

Vazo EBT 721

(m3/h)

SOMATRIO 2470 2785 2477 2865

DIFERENAS -11,1% 2,9%

16%

95

Leitura com retificador de fluxo nobalometer:

DIFUSORESVazo de

projeto (m3/h)Vazo com

tubo de PitotVazo APM150 (m3/h)

Vazo EBT 721(m3/h)

SOMATRIO 2470 2845 2680 2821

DIFERENAS-5,9% 1,3%

5%

96


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49

97

0,00%

,00%

10,00%

1,00%

0,00%

,00%

0,00%

,00%

0,00%

,00%

0

100

00

00

00

00

00

00

10 110 10 10 10 10 10

3/

3300 2500 2500

2500 3300 3300

3500 2500 00

00 00 00

98


50/56

50

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300

Altu

raManom

trica

(mca

)

Vazo (m/h)

BAGP-02 - Curva Caracterstica

Medies em Campo

Q_proj

Q_mx

Dado de Placa

Curva de Projeto

Poly. (Medies em Campo)

99

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Eficinciia(%)

Vazo (m/h)

BAGP-02 - Eficincia

Medies em Campo

Q_proj

Q_mx

Dado de Placa

Log. (Medies em Campo)


100


51/56

51

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Altu

raManomtrica(mca)

Vazo (m/h)

BAGS-01- Curva Caracterstica

Medies em Campo

Q_proj

Q_mx

Dado de Placa

Curva de Projeto


101

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Eficinciia(%)

Vazo (m/h)

BAGS-01 - Eficincia

Medies em Campo

Q_proj

Q_mx

Dado de Placa


102


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52

Aferio de campo Medidor de Vazo

tipo Vortex (famoso ventoinha)

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

100.0

10.0

10.0

10.0

0

Vazode

guaGelada(m3/h)

Frequncia da BAGS (Hz)

Medidor de Vazo - Circuito Secundrio

103

104

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00

Temperatura(C

)

29/11/2010 Hora (hh:mm)

Anlise de Torre de ResfriamentoTR-02 - "Approach" da Torre

Tempeeatura de Entrada de gua na Torre

Temperatura da gua na Bacia da Torre

Temp. Bulbo mido do Ar na Entrada da Torre

Approach da Torre


53/56

53

Qualificao de Instalao Anlisede Vlvulas Flow-Com (Vlvulas deVazo Constante)

1

11

1

1 4%

/

/

/

52%

105

Teste de Chillers ASHRAE 30-1995

100

150

200

250

300

350

400

450

100.0 100.0 99.0 99.0 98.0 94.0 83.5 83.0 83.0 82.0 69.0 68.0 67.0 65.0 41.0 40.0 40.0 39.0

Capacidade(tr)

Part Load (%)

Tag: CH-02 - Capacidade - Grfico Comparativo

Capacidade - Teste

Capacidade Mnima - Teste

Capacidade Mxima - Teste

Capacidade Estimada - COMP1

Capacidade Mnima -Tolerncia Limite

106


54/56

54

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

100.0 1 00.0 99.0 99.0 98.0 94.0 83.5 83.0 83.0 82.0 69.0 68.0 67.0 65.0 41.0 40.0 40.0 39.0

EER(kW/tr)

Part Load (%)

Tag: CH-02 - EER - Grfico Comparativo

COP -Teste

COP Mnimo -Teste

COP Mximo - Teste

COP Estimado - COMP1

COP Minimo -Tolerncia Limite

107

100

150

200

250

300

350

400

450

92.0 92.0 92.0 91.0 91.0 86.0 85.0 83.0 82.0 80.0 79.0 78.0 77.0 64.0 64.0 63.0 45.0

Capacidade(tr)

Part Load (%)

Tag: CH-01 - Capacidade - Grfico Comparativo

Capacidade - Teste

Capacidade Mnima - Teste

Capacidade Mxima - Teste

Capacidade Estimada -COMP1

Capacidade Mnima - Tolerncia L imite

108


55/56

55

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

92.0 92.0 92.0 91.0 91.0 86.0 85.0 83.0 82.0 80.0 79.0 78.0 77.0 64.0 64.0 63.0 45.0

EER(kW/tr)

Part Load (%)

Tag: CH-01 - EER - Grfico Comparativo

COP - TesteCOP Mnimo - Teste

COP Mximo - Teste

COP Estimado -COMP1

COP Minimo -Tolerncia Limite

109

Anlise Operacional - VAVs

Editora Abril - Ed. Birmann 21Verificao das VAVs/VACs

Vazo Acima do Projeto -VAV35%

Vazo Acima do Projeto -VAC19%

Diversos - VAV10%

Diversos - VAC13%

Desvios de LeituraAnsett/Veranum

18%

Vazo Abaixo do Projeto -VAV6%

110


56/56

OBRIGADO!

Eng. Wili Colozza Hoffmann

[email protected]

111

Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento

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