OBRAS&PROJECTOS
por | Rafael Ribas e equipa técnica da Vajra
Edifício Vajra
Sistema de climatização
da Vajra com apoio solar
O
edifício da nova sede da Vajra
em Loulé dispõe de um sistema
de climatização com apoio solar que está em funcionamento desde
Setembro de 2005.
Os objectivos da instalação deste sistema são:
n Divulgação da energia solar em geral
e dos sistemas de ar condicionado
com apoio solar em particular
nDiminuição da contribuição de CO2
para a atmosfera
n Diminuição dos consumos de energia
primária na climatização
n Demonstração de capacidade técnica
da nossa empresa neste domínio
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Esta instalação foi reconhecida como
exemplo para integrar os casos de “best
practice” (www.solair-project.eu) do
projecto europeu SOLAIR para o levantamento e divulgação das tecnologias dos
sistemas solares de ar condicionado.
Este sistema climatiza a zona de escritórios e um armazém de produtos dietéticos totalizando uma área de 670m2.
Trata-se de um sistema de média dimensão com um chiller de absorção Yazaki modelo Aroace WFC-SC10 de 35kW
nominais. Este funciona com água como
refrigerante e brometo de lítio como
sorvente.
Como fonte quente temos um sistema
solar térmico com 56 colectores planos
selectivos SK500 da Sonnenkraft que
alimentam um acumulador de inércia
de 12000L sendo o sistema auxiliar do
tipo térmico através de uma caldeira a
gasóleo ROCA LAIA GT45.
Os colectores solares cedem o calor
através de um permutador de placas
externo que, conforme a temperatura
da água conseguida, fazem a carga do
acumulador na sua parte superior ou
inferior através de uma válvula de 3 vias
motorizada controlada por um dos diferenciais da central de controlo solar.
A alimentação em calor motriz do chiller é feita através do circuito de água
quente que se alimenta na parte superior do acumulador e está provido de
uma válvula de 3 vias motorizada para
moderar a temperatura da ida sempre
que a temperatura do acumulador excede os 95ºC – esta é a temperatura
máxima admitida para o funcionamento
do chiller.
Como o limite mínimo de funcionamento do chiller é de 74ºC a caldeira
entra em funcionamento sempre que
a temperatura se aproxima daquele
valor.
O sistema utiliza uma torre de arrefecimento em circuito aberto BALTIMORE
VTX20 de capacidade nominal de 88kW.
É de realçar que este é o circuito que
impõe a maior exigência em manutenção de todos: por ser em circuito aberto
há a controlar mensalmente os níveis
concentração de vários parâmetros químicos e biológicos.
O sistema de distribuição é constituído
por uma rede a 2 tubos que alimenta 22
ventilo convectores embutidos nos tectos falsos dos espaços climatizados.
Optou-se pelos ventilo convectores face
a sistemas radiantes pelas seguintes
razões:






Mais escolha
As melhores marcas
Tudo à sua disposição
Informação técnica
Atendimento mais rápido
Funcionamento das 8h30
às 13h e das 14h às 19h
1.Tirar partido das temperaturas da
água refrigerada deste chiller para
gerar desumidificação.
climatização Julho/Agosto | 77
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2.Tirar partido da sua maior velocidade
de reacção para melhor se adaptar à
utilização diurna e unicamente dos
dias laborais assim como à baixa inér cia da construção devido às divisórias
ligeiras e ao tecto falso em placas de
gesso com isolamento adjacente.
3.No modo de aquecimento não são
tão maus como normalmente espe rado: afinal, por estarem inseridos
num tecto falso com isolamento
adjacente as placas de gesso são
rapidamente e uniformemente aque cidas pela “almofada” de ar quente e
transformam-se num sistema de tec to radiante. Por um lado o sistema
tem tempos de reacção muito rápidos
e por outro promovem um aque cimento de bom nível de conforto,
já que o nível de isolamento do edi fício é bastante bom e a uniformização
das temperaturas é eficaz. Consegue se trabalhar com temperaturas de
água de 35ºC cobrindo as necessida-
Existe ainda o sistema de
produção das AQS que
consiste num módulo de
produção instantâneo
– permutador de placas
com sistemas de controlo
de temperatura – com a
capacidade de 35L/min
alimentado a partir do topo
do acumulador de inércia.
des dos dias mais frios – equivalente
ao pavimento radiante!
Existe ainda o sistema de produção
das AQS que consiste num módulo de
produção instantâneo – permutador
de placas com sistemas de controlo de
temperatura – com a capacidade de
35L/min alimentado a partir do topo
do acumulador de inércia.
Para confirmação do dimensionamento
e optimização de alguns parâmetros
foi feita uma simulação em TRNSYS no
Fraunhofer Institut ISE em Freiburg.
O sistema tem trabalhado sem percalços
desde 2005 e responde às expectativas
(ver quadro). Pelo valor do período de
amortização (ver quadro) conclui-se que
sem sistema de subsídios estes sistemas têm uma viabilidade económica
rasante. É uma situação parecida (mesmo assim ligeiramente melhor) à do
fotovoltaico, que sem subsídios não teria
viabilidade económica – sublinhe-se
microeconómica.
1.
2.
Alguns dados sobre o desempenho do sistema
7.
A)Inverno 2006/2007 (11/11/06 a 12/3/07)
Consumo de gasóleo:
Previsão de consumo de gasóleo sem solar:
Fracção solar:
200L
1739L
88%
B)Verão 2006 (época de verão de 154 dias)
Consumo de gasóleo:
Previsão de consumo de gasóleo sem solar:
Fracção solar:
1798L
3655L
51%
C)Economia anual de combustível:3396L em 5394L
Fracção solar anual:
3.
4.
63%
DADOS ECONÓMICOS DO SISTEMA
Preço do sistema solar
Preço da instalação
Subtotal
58352 €
5000 €
63000 € (467€/m2)
34000€
Total
97000€
2700€/kW
Gasóleo a 0,80€/L → amortização do sistema solar em 23 anos
78 | Julho/Agosto climatização
8.
Legenda
Preço do chiller + torre de arref. c/ inst. Preço específico
6.
O sistema tem trabalhado sem
percalços desde 2005 e responde às expectativas (ver quadro).
Pelo valor do período de amortização (ver quadro) conclui-se
que sem sistema de subsídios
estes sistemas têm uma viabilidade económica rasante.
1. Colectores
2. Vista Geral da Instalação
3. Chiller de Absorção
4. Módulo AQS FWM35
5. Torre de Arrefecimento
6. Caldeira
7. Vasos de Expansão
8. Depósito Acumulador
9. Quadro de Controlo
5.
9.
climatização Julho/Agosto | 79
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Breve descrição dos principais elementos do sistema
1. Área climatizada
670m2
2. Sistema de distribuição: sistema a 2 tubos com 22 ventilo-convectores ROCA-YORK embutidos no tecto falso.
3. Chiller de Absorção: YAZAKI WFC-SC10
Funciona pelo princípio de absorção utilizando uma solução de brometo de lítio tendo água como refrigerante.
n Capacidade frigorífica nominal
n Temperatura de água de refrigeração (in/out)
n Temperatura de água de aquecimento (in/out)
n Temperatura de água de arrefecimento (in/out)
4. Caldeira de apoio: ROCA LAIA 45 GT
36,2kW
9/14ºC
88/83ºC
29,5/33ºC
40,7kW
n Capacidade calorífica
5. Torre de arrefecimento: BALTIMORE/VXT20
n Tipo:
n Capacidade
de circuito aberto
de torre (aprox.)
n Temperatura da água à entrada (max.)
n Temperatura da água à saída
n Temperatura seca do ar à entrada
n Temperatura húmida do ar à entrada
88 kW
34ºC
29ºC
33ºC
23ºC
6. Painéis solares: SONNENKRAFT SK500N
n Nº
n Disposição:
de colectores
n Inclinação
n Azimute
n Área total bruta/abertura
56
7 baterias de 8 colectores
30º
15ºW
140m2/128,8m2
7. Acumulação: reservatório SONNENKRAFT de 12000 L de água do circuito de arrefecimento/aquecimento.
n Material
n Isolamento
da cuba:chapa de aço macio com primário;
térmico:20cm de lã de rocha com forra mecânica.
8.Sistema de carga solar
Permutador de placas entre o circuito solar primário e secundário com válvula de 3 vias neste último circuito de modo
a criar 2 níveis de estratificação no acumulador conforme as temperaturas de carga.
9. Controlador Solar: SONNENKRAFT SKSR3 com 3 diferenciais controlando independentemente:
bomba circuladora do circuito primário;
bomba circuladora do circuito secundário;
n A válvula de 3 vias para criar a estratificação.
10.Águas quentes sanitárias: Módulo SONNENKRAFT FWM35
Sistema compacto de produção instantânea das A.Q.S.com permutador de placas, bomba circuladora, sensor de fluxo
e válvula termostática alimentado a partir de um circuito primário ligado à zona superior do acumulador.
nA
nA
n Capacidade
de extracção de
80 | Julho/Agosto climatização
1,5 a 35 l/min