Otimização da climatização de uma unidade industrial

• Autor(a) principal: Ferreira, Pedro Nuno Pinto
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/17223
• topic: Unidades de Tratamento de Ar; DesignBuilder; Máquinas de Impressão; Pavilhão; Insuflação; Défice de ar; Subpressão; Ganhos Internos; Potência de Arrefecimento; Air Handling Unit; Printing Machines; Pavillion; Insufflation; Air Deficit; Underpressure; Internal Gains; Cooling Power

Decorrente de estudos realizados por diferentes entidades externas, foi identificada a necessidade de ter uma maior quantidade de ar tratado nos pavilhões fabris 2, 3 e 4 da Monteiro Ribas – Embalagens Flexíveis, de forma a minimizar desequilíbrios, potenciando a eficácia da extração de poluentes e, a admissão de tratado contribui para a melhoria das condições de conforto ao aumentar a capacidade de remoção da carga térmica resultante dos ganhos internos das diversas máquinas e equipamentos. Primeiramente, através da análise do balanço de caudais de insuflação de ar pelas UTAN’s e de extração de ar pelas máquinas de impressão, verificou-se a existência de um défice de ar no P3, de 14 573 m³/h, excedente de ar de 6 547 m³/h e 13 736 m³/h no P2 e P4, respetivamente. Como o objetivo de reduzir os desequilíbrios observados e simultaneamente criar no P2 e no P3 uma ligeira subpressão que limite a migração do ar contaminado dessas naves fabris para as restantes divisões do edifício é proposto a instalação de uma UTA B adicional no P3, substituição da UTAN 1 por uma UTA A no P2 e na instalação de uma UTA C e remoção das UTAN 6 e 8 no P4, tendo estas novas unidades propostas como característica crucial para alcançar o objetivo estabelecido, a capacidade de recirculação de ar. Contudo, embora a análise efetuada seja fundamental para obter informação sobre os níveis adequados de ventilação, considerou-se que esta seria bastante simplista ao contabilizar apenas as necessidades de ar das máquinas, ignorando outros parâmetros imprescindíveis para a criação de condições de conforto térmico minimamente aceitáveis, motivando a necessidade de recorrer a um software de simulação dinâmica para obter uma análise mais abrangente, sendo detalhados os diferentes níveis de preparação e definição da simulação no software DesignBuilder. Considerando os possíveis efeitos da variação de temperatura do ar de um espaço no desempenho dos ocupantes e estabelecendo como limite máximo admissível uma temperatura operativa 30°C, para efeitos comparativos, foram definidas para simulação as temperaturas de 18°C e 20°C para o período de aquecimento e, as temperaturas de 26°C e 28°C para o período de arrefecimento. Constatou-se, comparando os valores obtidos para as potências de aquecimento necessárias para os três espaços, com os ganhos internos associados a estes, que devido à sua grandeza, estes facilmente compensariam as necessidades de aquecimento, ao ponto de criar nesses espaços, em períodos de intensa atividade produtiva e condições de temperatura exterior não inferiores as 12.6°C, uma necessidade de arrefecimento, reforçando a grande importância que o arrefecimento tem ao nível da climatização destas naves fabris. Decorrente da análise subsequente das necessidades de arrefecimento, verificou-se que no P4, para ambas as temperaturas de ar simuladas são obtidas temperaturas operativas inferiores ao limite de 30°C, observando-se um excedente de potência de arrefecimento instalada de 17.3 kW para 26°C e 52.6 kW para 28°C relativamente à potência necessária, validando a solução proposta para esta nave fabril. No sentido contrário, no P2 e P3, apenas para temperaturas de ar interior de 26°C se obtém temperaturas operativas inferiores ao limite estabelecido de 30°C. Contudo, para esta temperatura observa-se um défice da potência de arrefecimento necessária de 26.6 kW para o P2 e 4.6 kW para o P3, quando comparada a potência de arrefecimento da solução proposta e a potência necessária resultante da simulação, sendo adicionalmente necessário, proceder à instalação de baterias de arrefecimento com uma maior potência de arrefecimento nas UTA’s A e B. Por último, é analisada uma proposta alternativa de otimização do sistema de climatização, nomeadamente, a admissão direta de ar para as máquinas de impressão do P3, com o objetivo de diminuir o nível de subpressão inicialmente verificado, concluindo-se através desta análise que, em termos de resultados e em termos económicos, esta solução não apresenta os mesmos benefícios, sendo claramente mais vantajoso a instalação da UTA adicional.