Distribuição de Ar em Sistemas HVAC

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No mundo, os espaços que possuem, ou não, condicionamento do ar geram uma sensação de conforto dependendo de sua localização e de diversas características físicas do ar, tais como; umidade, temperatura, velocidade do fluxo de ar e nível de ruído.

Os dois primeiros fatores podem ser tratados durante a climatização, ou seja, são tratados com a unidade de tratamento (Ventilador e Bobina, Unidade de Manuseio, etc) e os dois fatores seguintes são tratados com as unidades terminais (Difusores, Grelhas), ou seja, ou seja, é calculado e selecionado com níveis baseados em um padrão para distribuir o ar nas instalações com velocidades ótimas e com o mínimo de ruído possível, usando a técnica chamada “difusão de ar”.

Distribuição do ar no sistema HVAC

Difusão de ar

Difusão de ar Para fornecer ar em uma sala, é necessário o uso de “difusão de ar”, cujo objetivo principal é distribuir o ar corretamente, evitando gerar áreas de estagnação do ar que levam a áreas não ventiladas com maior concentração de CO2, ou seja, áreas contaminadas que por sua vez nos impedem de ter um espaço com temperatura e qualidade do ar homogêneas em toda a área ocupada. Quando falamos de difusão do ar, devemos levar em conta que o fator que afeta diretamente o comportamento do ar é a velocidade, o ar antes de passar por algum elemento de difusão (grade ou difusor) avança com certa velocidade, naquela velocidade é chamada de velocidade de pescoço, quando o ar está passando pelas aletas é chamada de velocidade efetiva, e uma vez que o ar deixa as aletas é chamada de velocidade de saída, essas velocidades dão ao ar o impulso para atender a certas distâncias (intervalos) e gerar níveis de ruído aceitáveis ​​para diferentes aplicações, mas também oferece a possibilidade de gerar espaços confortáveis ​​quando a velocidade terminal é atingida, que é o que afeta diretamente os ocupantes e é responsável por gerar um bom conforto térmico.

Velocidade terminal

As velocidades que são geradas quando o ar passa por um elemento de difusão nos permitem gerar espaços confortáveis ​​através da velocidade terminal, essa velocidade é a encontrada nas áreas ocupadas e é a que está em contato direto com os ocupantes (ver imagem) , normalmente existe um valor que você quer atingir para gerar um bom conforto térmico, para níveis comerciais fica entre 0,2 m/s e 0,3 m/s, como eu chego a essas velocidades? o comportamento que o ar está indo ter na saída do difusor ou grade, atualmente existem elementos que fornecem o ar gerando diferentes padrões de distribuição e deflexões da corrente de ar, essas deflexões nos ajudam a saber como o ar estará entrando nos espaços condicionados; quando o ar é fornecido verticalmente (sem deflexão), deve-se levar em consideração que a velocidade transportada pelo ar pode afetar a velocidade terminal, ou seja, a altura desempenha um papel importante no fornecimento do ar, por outro lado, quando fornecer ar com deflexão horizontal, podendo fazer uso do chamado “efeito coanda”, que consiste no comportamento que o ar tem quando está a menos de 30 cm do teto ou teto, este efeito é útil quando há alturas de 4 metros, pois permite misturar o ar acima da área ocupada e gerar uma temperatura homogênea em toda a sala climatizada.

Aplicação do efeito Coanda

Quando se pretende fazer uso do efeito coanda, é imprescindível conhecer o comportamento do ar sob o referido efeito; O efeito coanda será gerado enquanto existir um tecto ou plafond nas proximidades com uma distância inferior a 30cm, e não será gerado se estas condições não forem satisfeitas, como é o caso das instalações aparentes. Quando o efeito coanda é gerado, deve-se levar em consideração que o ar avança próximo ao teto enquanto sua velocidade diminui e sua temperatura aumenta, ou seja, ele se mistura com o ar do espaço até se desprender do teto e poder para entrar na área ocupada com as condições necessárias para um bom conforto térmico, o método ou ponto para saber quando o ar é liberado do teto pode ser encontrado nas fichas técnicas dos fabricantes (ver imagem) normalmente os fabricantes fornecem em suas fichas técnicas os valores de seleção como; fluxo de ar, queda de pressão, velocidade, níveis de ruído e alcance, sendo este último o valor para alcançar velocidades terminais confortáveis ​​e comportamento de efeito coanda. Normalmente, os fabricantes mencionam três valores de faixa em suas fichas técnicas, esses valores referem-se a velocidades do ar, por exemplo; escopo 🡪 X1-X2-X3 , o primeiro valor (X1) refere-se quando o ar tem velocidade de 0,75 m/s, o segundo valor (X2) refere-se ao ar quando tem velocidade de 0,5 m/s, e o último valor (X3) refere-se ao ar quando carrega 0,25 m/s, quando o ar avança com o efeito coanda vai gerar o chamado “ponto crítico” que é quando o ar se desprende do teto, o ponto crítico ocorre quando o ar desce a uma velocidade de 0,5m/s, ou seja, na faixa X2, uma vez que este ponto ocorre, o ar descendente continua a se misturar fora da zona ocupada, até que sua temperatura aumente e sua velocidade diminua para condições de conforto.

Efeito Coanda

O chamado efeito coanda é muito útil para poder distribuir o ar corretamente dentro de um espaço condicionado, obedecendo a algumas limitações como; ter um teto ou teto a uma distância não superior a 30 cm e gerar o efeito coanda em alturas superiores a 3,5 – 4 metros. Quando o efeito coanda não é gerado, os valores de alcance fornecidos pelos fabricantes são reduzidos em aproximadamente 25% do alcance mostrado nas tabelas, pois o ar não gera esse efeito e não tem a possibilidade de avançar próximo ao teto. que desce antes de cumprir o escopo mostrado nas tabelas (instalações aparentes, espirodutos, entre outros.), este valor é considerado uma correção ao escopo sem efeito coanda, porém existe outra correção ao escopo, tal correção consiste em o delta T do ar, por exemplo; quando o ar de insuflação tem um delta T de 11°C em relação ao ar ambiente, ou seja, na zona condicionada há uma temperatura de 23°C e o ar de insuflação tem uma temperatura de 12°C, este caso é denominado conhecida como faixa não isotérmica, que nos diz que se o ar de insuflação for mais frio que o ar ambiente, ele é reduzido em 1,5% para cada °C de diferença de temperatura (ver fórmula 1) e também é afetado se o ar de insuflação for mais quente do que o ar ambiente, caso em que a faixa aumenta em 2% para cada °C de diferença de temperatura (ver fórmula 2).

Conclusões

O principal objetivo da difusão de ar deve ser gerar um bom conforto térmico e cumprir a parte correspondente ao movimento do ar, projetar ou instalar elementos de difusão de ar deve ser considerado como a única parte tangível para o ser humano, ou seja, se as sensações de conforto não são gerados dentro das áreas condicionadas, aumenta o número de pessoas insatisfeitas, o que leva a classificá-las como má difusão do ar. É notável considerar que o comportamento do ar pode ser afetado pelo efeito coanda e pela temperatura com que é injetado, por isso é necessário recorrer ao estudo e análise das correções que podem surgir ao selecionar meus elementos terminais como grades e difusores.

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