SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS DE DESEMPENHO TERMOENERGÉTICO DE CLIMATIZADOR EVAPORATIVO EM SALAS DE AULA

  • Elisa Cristina de Barros Casaes Instituto Federal da Bahia - IFBA
  • Victor Menezes Vieira Universidade Salvador - UNIFACS
Palavras-chave: Consumo de Energia, Conforto Térmico, Resfriamento Evaporativo, Simulação Termo Energética.

Resumo

A energia elétrica é um recurso essencial para a sociedade e o seu uso consciente e eficiente contribui para a minimização dos impactos econômicos, ambientais, sociais e culturais. A preocupação com o crescente aumento do consumo elétrico, tem impulsionado a busca por soluções eficazes. Neste contexto, o condicionamento de ar por resfriamento evaporativo - processo natural e energeticamente eficiente, que utiliza água como fluido de trabalho, pode ser uma alternativa aos condicionadores de ar convencionais, que têm alto consumo de energia. Este trabalho, originário da dissertação apresentada ao Mestrado em Energia da Universidade Salvador, tem como objetivo analisar, por meio de simulações computacionais, a viabilidade técnica para implantação de climatizadores evaporativos em salas de aula do Instituto Federal da Bahia (IFBA) - Campus Camaçari, visando o conforto térmico com o menor consumo de energia elétrica. Para tal, foram realizadas pesquisas bibliográficas e documentais, medições in loco das variáveis ambientais, além de experimento com simulações termoenergéticas por meio de um conjunto de softwares (SketchUp, OpenStudio e EnergyPlus). Os programas levam em consideração as características físicas da edificação e as condições climáticas da cidade de Salvador, cidade mais próxima de Camaçari, conforme recomendação da NBR 15575/2013. As simulações indicaram que o sistema proposto tem um ótimo desempenho energético. Entretanto, quanto à condição de conforto térmico apresentou baixo desempenho. Foi identificado, ao comparar as medições in loco e os resultados das simulações, que dados climáticos locais, reais e atualizados de data, temperatura e umidade do ar são determinantes para resultados precisos de desempenho térmico. O arquivo climático disponível, e utilizado, não possibilita a manipulação dessas variáveis. A ineficácia desses dados reproduz incertezas nos resultados. Simultaneamente foi observado a importância da aplicação das técnicas de arquitetura bioclimática para a melhoria do conforto térmico e da eficiência energética.

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Biografia do Autor

Elisa Cristina de Barros Casaes, Instituto Federal da Bahia - IFBA

Bacharelado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal da Bahia, Mestrado em Energia pela Universidade Salvador. Professora das disciplinas de Desenho Técnico e Informática Aplicada do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia em Camaçari / BA

Victor Menezes Vieira, Universidade Salvador - UNIFACS

Bacharelado em Engenharia Ambiental pela Faculdade de Tecnologia e Ciências de Salvador, Mestrado e Doutorado em Geologia Ambiental, Recursos Hídricos e Hidrogeologia pela Universidade Federal da Bahia. Coordenador do Programa de Pós Graduação em Energia e Professor dos Cursos de Engenharia de Petróleo e Ambiental da Universidade Salvador (UNIFACS) em Salvador / BA

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 15220: Desempenho Térmico de Edificações. Rio de Janeiro, 2005.

______.NBR 16401-2: Instalações de ar condicionado – Sistemas centrais e unitários. Parte 2: Parâmetros de conforto térmico. Rio de Janeiro, 2008.

______. NBR 15575-1: Edificações Habitacionais - Desempenho. Parte 1: Requisitos Gerais. Rio de Janeiro, 2013.

AMER, O.; BOUKHANOUF, R.; IBRAHIM, H.G. A Review of Evaporative Cooling Technologies. International Journal of Environmental Science and Development, v.6, n.2, p.110-117, 2015.

ASHRAE. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers Standard 55-2013. Thermal environmental conditions for human occupancy. Inc. Atlanta, GA, 2014.

BRASIL. MMA - MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Projeteee – Projetando Edificações Energeticamente Eficientes. Estratégias Bioclimáticas. ©2018. Disponível em: < http://projeteee.mma.gov.br/estrategias-bioclimaticas/>. Acesso: 6 maio 2018

BP. British Petroleum. BP Statistical Review of World Energy. Londres, 2019.

CAMAÇARI. Prefeitura Municipal de Camaçari. Publicação Eletrônica. Dados Gerais. ©2018. Disponível em: < http://www.camacari.ba.gov.br/municipio-de-camacari/#dados-gerais>. Acesso: 3 maio 2018.

CAROSSI, G. A. B. Resfriamento evaporativo: estudo do potencial de sua aplicação no Brasil. 2006. 110 f. Dissertação (Mestrado)- Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Minas Gerais, 2006.

CAMARGO, J. R. Resfriamento evaporativo: poupando a energia e o meio ambiente. Revista Ciências Exatas, Taubaté, v. 9/10, n. 1-2, p. 69-75, 2003/2004. Disponível em: <http://periodicos.unitau.br/ojs/index.php/exatas/article/download/330/516 >. Acesso: 18 jul. 2016.

DUAN, Z.; ZHAN, C.; Zhang, X.; MUSTAFA, M.; ZHAO, X.; ALIMOHAMMADISAGVAND, B.; HASAN, A. Indirect evaporative cooling: Past, present and future potentials, Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.16, ed.9, p. 6823-6850, 2012.

EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA, EPE. Resenha Mensal do Mercado de Energia Elétrica. Ano VII, n. 77, 2014.

_________. Balanço Energético Nacional (BEN) 2015 │Relatório Síntese ano base 2014, Rio de Janeiro: EPE, 2015.

_________. Balanço Energético Nacional (BEN) 2016 │Relatório Síntese ano base 2015, Rio de Janeiro: EPE, 2016.

_________. Nota Técnica, DEA 12/16 – Avaliação da eficiência energética e geração distribuída para os próximos 10 anos (2015-2024). Rio de Janeiro: EPE, 2016.

_________. Balanço Energético Nacional (BEN) 2017 │Relatório Síntese ano base 2016, Rio de Janeiro: EPE, 2017.

_________. Balanço Energético Nacional (BEN) 2018 │Relatório Síntese ano base 2017, Rio de Janeiro: EPE, 2018.

_________. Balanço Energético Nacional (BEN) 2019, Rio de Janeiro: EPE, 2019.

_________. Consumo Nacional de Energia Elétrica na Rede por Classe: 1995 - 2019. ©2020. (http://epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/Consumo-Anual-de-Energia-Eletrica-por-classe-nacional). Acesso: 07 de fev. 2020.

¬¬¬¬ENERGYPLUS. EnergyPlus. ©2019. Disponível em: <https://energyplus.net/>. Acesso em: 3 out. 2018.

FERREIRA, D. B. Publicação Eletrônica. AECweb. Por uma arquitetura bioclimática brasileira. ©2018. Disponível em: <https://www.aecweb.com.br/cont/a/por-uma-arquitetura-bioclimatica-brasileira_10869>. Acesso: 3 maio 2018

FROTA, A. B.; SHIFFER, S. R. Manual do conforto térmico. 5 ed. São Paulo: Studio Nobel, 2001.

GARLET, L.; CUNHA, E.G.; PIZZUTTI, J.C. Uso do resfriamento evaporativo em climas úmidos: estudo de caso em pavilhão industrial na cidade de Santa Maria/RS. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, São Paulo, 2016. Anais eletrônicos... Porto Alegre: ENTAC, 2016. Disponível em: <http://www.infohab.org.br/entac/2016/ENTAC2016_paper_49.pdf>. Acesso: 20 jun. 2017.

IEA. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Capturing the Multiple Benefits of Energy Efficiency. Paris: OECD, 2014. Disponível em: <http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Captur_the_MultiplBenef_ofEnergyEficiency.pdf>. Acesso: 3 set. 2017.

______. Energy Efficiency 2016. Market Report. Paris: OECD, 2016. Disponível em: <https://www.iea.org/eemr16/files/medium-term-energy-efficiency-2016_WEB.PDF>. Acesso: 2 fev. 2018.

______. World Energy Outlook 2018. Executive Summary. Paris: OECD, 2018(a).

______. Energy Efficiency 2018. Analysis and outlooks to 2O4O. Market Report Series. Paris: OECD, 2018(b).

_________. Key World Energy Statistics 2019. Executive Summary. Paris: OECD, 2019.

IFBA - INSTITUTO FEDERAL DA BAHIA. Projeto Arquitetônico Campus Camaçari: Planta de Situação. Julho. 2014. Projeto Final: PróReitoria de Desenvolvimento e Infraestrutura (PRODIN). Folha 01.

______. Projeto Arquitetônico Campus Camaçari: Planta Baixa Edifício Principal. Dezembro. 2009. Projeto Final: PróReitoria de Desenvolvimento e Infraestrutura (PRODIN). Folha 05.

______. Projeto Arquitetônico Campus Camaçari: Planta de Cortes Edifício Principal. Setembro. 2009. Projeto Final: PróReitoria de Desenvolvimento e Infraestrutura (PRODIN). Folha 06.

_________. Projeto de Extensão: Climatização Sustentável do IFBA/Campus Camaçari. Diagnóstico Energético. Planilha Inventário de Cargas. Anexo 1. 2016.

JOSÉ NILSON. Pisos, Decorações, Climatizadores e móveis. Climatizador-Esquema. ©2017. Disponível em: <http://josenilson.com.br/site/climatizadores/#!fancybox/0/>. Acesso em: 20 jun. 2017.

KING, A. J. Passive downdraft evaporative cooling towers. Advanced Studies in Construction Technology. 2013. (TTU). College of Architrcture, 2013. Disponível em:

< http://www.arch.ttu.edu/courses/2013/fall/5334/Students/King/13/Default.htm>. Acesso: 31 ago. 2018.

LAMBERTS, R. Desempenho Térmico de Edificações. Aula 2: Conforto Térmico. ECV 5161, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013 (a).

_________. Desempenho Térmico de Edificações. Aula 4: Avaliação Bioclimática ECV 5161, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013 (b).

LAMBERTS, R.; DUTRA, L.; PEREIRA, F. O. R. Eficiência Energética na Arquitetura. PROCEL/UFSC. 3. ed. São Paulo: PW Editores. 2014. Disponível em:

< http://www.labeee.ufsc.br/publicacoes/livros>. Acesso: 3 maio 2018.

LAMBERTS, R.; XAVIER, A. A.; GOULART, S.; VECCI R. Conforto e stress térmico. Apostila. Atualização Junho / 2016. Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE. Florianópolis: Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina. Disponível em: <http://www.labeee.ufsc.br/sites/default/files/disciplinas/ECV4200_apostila%202011.pdf_2.pdf>. Acesso em: 3 maio 2018.

MARKET REPORTS WORLD. Publicação Eletrônica. Global Evaporative Cooler Market 2020 by Manufacturers, Regions, Type and Application, Forecast to 2025. Publicado em 08 de jan. 2020. (https://www.marketreportsworld.com/global-evaporative-cooler-market-14299981). Acesso: 05 mar. 2020.

MASIERO, D. S. F. M. Resfriamento evaporativo e condicionamento de ar convencional: estudo experimental comparativo. 2006. 121 f. Dissertação (Mestrado)- Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo - USP, São Paulo, 2006.

MANZANO-AGUGLIARO, F.; MONTOYA, F. G.; SABIO-ORTEGA, A.; GARCÍACRUZ, A. Review of bioclimatic architecture strategies for achieving thermal comfort. Renewable and Sustainable Energy Reviews, n. 49, p. 736–755, 2015.

¬¬¬¬OPENSTUDIO. OpenStudio. ©2019. Disponível em: <https://www.openstudio.net/>. Acesso em: 3 out. 2018.

ORDENES, M.; PEDRINI, A.; GHISI. E.; LAMBERTS. R. Metodologia Utilizada na Elaboração da Biblioteca de Materiais e Componentes Construtivos Brasileiros para Simulações no Visualdoe-3.1. 2003. Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE. Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

REVISTA DO FRIO. Publicação Eletrônica. Climatização evaporativa cresce e evolui no Brasil. Publicado em 01 de fev. 2010. (http://revistadofrio.com.br/2010/02/climatizacao-evaporativa-cresce-e-evolui-no-brasil/). Acesso: 30 ago. 2018.

SOUZA, A.; GUERRA, J.C.C.; KRUGER, E.L. Os programas brasileiros em eficiência energética como agentes de reposicionamento no setor elétrico. Revista Tecnologia e Sociedade, v. 7, n. 12, 2011. Disponível em: <https://periodicos.utfpr.edu.br/rts/article/view/2571>. Acesso: 23 jan. 2018.

TONIN, M. L. K. Análise da Eficiência Energética de Técnicas de Arquitetura Bioclimática: Simulação computacional em edificação escolar. 2016. 149 f. Dissertação (Mestrado)- Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana, Universidade Estadual de Maringá, Paraná, 2016.

TORRES, M. G. L. Conforto térmico e desempenho nos ambientes de ensino com inovações tecnológicas – estudos de multicasos no Nordeste brasileiro. 2016. 162 f. Dissertação (Mestrado)- Centro de Tecnologia, Universidade da Paraíba - UFPB, Paraíba, 2016.

VETTORAZZO, L. Alta dos serviços e calor mudam o pico de energia para mais tarde. Folha de São Paulo, 28 de janeiro de 2014. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/mercado/2014/01/1403798-alta-dos-servicos-e-calor-mudam-o-pico-de-energia-para-meio-da-tarde.shtml>. Acesso: 27 jul. 2016.

WEATHER SPARK, Condições Meteorológicas de Camaçari. ©2018. (https://pt.weatherspark.com/y/31065/Clima-caracter%C3%ADstico-em-Cama%C3%A7ari-Brasil-durante-o-ano#Sections-Humidity). Acesso em: 19 set. 2018.

WEBER, F. S.; MELO, A.P.; MARINOSKI, D.; LAMBERTS. R. Elaboração de uma biblioteca de componentes construtivos brasileiros para o uso no programa EnergyPlus. 2017. Laboratório de Eficiência Energética em Edificações - LabEEE. Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.

Publicado
2021-01-03
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Como Citar
Casaes, E. C. de B., & Vieira, V. M. (2021). SIMULAÇÕES COMPUTACIONAIS DE DESEMPENHO TERMOENERGÉTICO DE CLIMATIZADOR EVAPORATIVO EM SALAS DE AULA. Scientia: Revista Científica Multidisciplinar, 6(1), 62-91. Recuperado de https://revistas.uneb.br/index.php/scientia/article/view/9586