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22/03/2018 08:04

Sistemas residenciais de ar-condicionado devem ser instalados conforme as normas técnicas

Da Redação

 

A correta instalação e seu uso e manutenção apropriados têm importância fundamental para manter o desempenho dos equipamentos. O sistema de ar condicionado ideal exige que em todas essas fases as boas práticas sejam exercidas. Dessa forma, um bom projeto é a base para que o sistema de ar condicionado proporcione simultaneamente conforto térmico, eficiência energética e economia.

A NBR 16655-1 de 02/2018 - Instalação de sistemas residenciais de ar-condicionado - Split e compacto - Parte 1: Projeto e instalação descreve os requisitos mínimos do projeto, fabricação e instalação dos suportes de fixação das unidades externas em qualquer aplicação de unidades compactas e divididas com capacidade de até 18 kW (60 000 BTU/h), e descreve os procedimentos para assegurar que a instalação, o desempenho, a operação e a confiabilidade satisfaçam o usuário final. Esta parte se aplica a instalações residenciais de condicionamento de ar para equipamentos compactos e divididos, cuja capacidade máxima é de até 18 kW (60 000 BTU/h) nas condições nominais descritas na AHRI 210/240.

A NBR 16655-2 de 02/2018 - Instalação de sistemas residenciais de ar-condicionado - Split e compacto - Parte 2: Procedimento para ensaio de estanqueidade, desidratação e carga de fluido frigorífico descreve os requisitos mínimos para o procedimento de ensaio de vazamento, desidratação e carga de refrigerante para as linhas de refrigerante para conexão da unidade interna à unidade externa do equipamento de condicionamento de ar em qualquer aplicação com capacidade de até 18 kW (60 000 BTU/h) e os procedimentos para garantir que a instalação, desempenho, operação e confiabilidade satisfaçam o usuário final. Esta parte se aplica a instalações residenciais de condicionamento de ar para equipamentos compactos e divididos, cuja capacidade máxima é de até 18 kW (60 000 BTU/h) nas condições nominais descritas na AHRI 210/240.

A NBR 16655-3 de 02/2018 - Instalação de sistemas residenciais de ar-condicionado - Split e compacto - Parte 3: Método de cálculo da carga térmica residencial apresenta um procedimento simplificado de cálculo de carga térmica de ar-condicionado para instalações residenciais, com os seguintes objetivos: a partir das informações do cliente, calcular os parâmetros de capacidade de refrigeração e aquecimento; orientar o cliente nas ações para redução da necessidade de refrigeração/aquecimento, por exemplo, vidros com tratamento térmico de reflexão e/ou absorção da radiação solar; estimar o ponto de energia elétrica necessário e a sua compatibilidade com o disponível na instalação. É recomendável o uso de programas de computador disponíveis para o cálculo de carga térmica, sendo obrigatório o cálculo completo no caso de instalações com ambientes repetitivos ou os ambientes residenciais múltiplos e repetitivos para diferentes famílias (apartamentos).

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Quais devem ser os procedimentos para a partida inicial?

Como deve ser feita a fixação em estruturas de concreto armado?

Quais os procedimentos básicos para a instalação de tubos com isolamento?

Qual deve ser o projeto básico das linhas de fluidos frigoríficos?

Como seria um exemplo de conjunto de manômetros de cinco pontos, sua interligação e operação?

Quais são as condições de temperatura e umidade do ar externo para o verão?

Qual é a carga térmica às 16 h considerando isolamento na laje e película refletiva no vidro?

As atividades de planejamento, projeto, instalação, operação e manutenção devem estar em conformidade com as recomendações dos manuais de instalação, operação e manutenção do fabricante, de normas e de legislações vigentes e devem ser realizadas por profissionais devidamente qualificados ou capacitados sob a orientação de responsável técnico habilitado, conforme as NBR 5674 e NBR 16280.

A instalação da unidade externa deve atender a NBR 15575-4, no tocante ao acesso, manutenção, carga suspensa, estanqueidade e acústica. O proprietário deve verificar a possibilidade e aprovação de instalação por parte do condomínio e/ou o responsável técnico, permitindo o acesso para manutenção.

O profissional qualificado deve verificar a existência de terraço com possibilidade de instalação; evitando a recirculação do ar e permitindo o acesso para manutenção. Para a instalação em marquise, a carga adicional deve ser aprovada por um profissional habilitado.

Para fixação externa do suporte os seguintes procedimentos devem ser atendidos, ver também o Anexo C: no caso da necessidade da instalação com suporte na fachada, o proprietário deve informar o tipo de material de base (substrato) da parede; o profissional qualificado deve informar a forma de fixação e tipo de suporte adequado, conforme o elemento estrutural e a carga a ser suportada, (ver 4.4); o profissional capacitado deve informar a posição do ponto de drenagem de água e o acesso para a manutenção.

No caso das unidades de refrigeração/aquecimento, deve ser previsto o dreno da unidade externa-interna; o proprietário deve providenciar a tubulação de drenagem da água condensada; prever o ponto de força junto à unidade externa. Para a viabilidade da instalação da unidade interna, os seguintes procedimentos devem ser verificados: a estimativa da carga térmica em função do local e uso; a distribuição de ar para conforto das pessoas (velocidade do ar e temperatura); a previsão do ponto e encaminhamento da tubulação de drenagem; o acesso para manutenção, substituição de filtros e higienização; e prever o ponto de força junto às unidades.

Para a viabilidade da instalação elétrica, os seguintes procedimentos devem ser atendidos: possibilidade ou aprovação de instalação por parte do condomínio, quando for o caso; a compatibilidade da fiação elétrica, e dos dispositivos de proteção desde o ponto de medição, por parte da concessionária de energia elétrica deve ser verificada e viabilizada por profissional habilitado; alimentação do quadro de força até as unidades deve ser independente e dimensionada por profissional habilitado; fiação elétrica de força e comando deve ser protegida por conduítes.

As unidades interna e externa devem ser protegidas de forma independente por fusíveis ou disjuntores contra sobrecarga e curto-circuito. Um único disjuntor protege a unidade externa, mas não protege a unidade interna, que em alguns casos a sobrecarga ou curto circuito pode provocar fogo na unidade. Deve ser atendido os requisitos da NBR 5410.

Para a viabilidade da instalação da tubulação do fluido frigorífico, os seguintes requisitos devem ser atendidos: respeitar os limites de distância e desnível entre a unidade interna e externa, de acordo com as orientações do fabricante; respeitar os diâmetros das tubulações frigoríficas indicados pelo fabricante; encaminhamento e suportes da tubulação; isolamento térmico com barreira de vapor, com as emendas vedadas e protegidas contra infiltração de água; acabamento compatível com as características da arquitetura da edificação.

Para o projeto da instalação, a estimativa de carga térmica deve ser elaborada por profissional qualificado, utilizando programas de computador, planilhas eletrônicas ou de forma simplificada, conforme NBR 16655-3. A escolha dos tipos e capacidades das unidades internas, bem como as externas, deve ser feita a partir dos dados abordados e da carga térmica calculada.

Após a aprovação do orçamento, deve ser elaborado um projeto de construção civil, instalações mecânicas e elétricas em conformidade com a NBR 16280. A filtragem do ar para instalações residenciais apresenta duas situações distintas: eficiência de filtragem no equipamento 5 % PM2,5 (menor que G4) a filtragem do ar externo deve ser 95 % PM2,5 (F9); eficiência de filtragem no equipamento de 15% PM2,5 (G4) a filtragem do ar externo pode ser 35% PM2,5 (M5). Os dados estão em conformidade com a NBR 16401-3.

Recomenda-se que a eficiência de filtragem G4, M5 e F9, seja conforme a ISO 16890-1. A tabela apresenta simulações com dados extraídos da NBR 16401-3 para quarto e sala de estar. Os valores utilizados no cálculo consideram um valor por pessoa somado a um valor por área útil ocupada. Como referência, calcula-se o valor combinado de pessoas e a área, dividindo este valor pela área útil ocupada, obtendo-se o valor recomendado de renovação de ar que é de no mínimo 1 L/s.m².

 

 

Dessa forma, a etapa da instalação é crítica e pode transformar um bom equipamento em uma unidade com problemas. A instalação das linhas de fluido frigorífico entre as unidades internas e externas é composta por linhas de alta e baixa pressão, conforme a tabela.

 

 

A tabela informa o ponto crítico do processo, que é entre o final do vácuo e o início da carga de fluido frigorífico, no qual um erro de procedimento permite a entrada de ar úmido no sistema, o que é fatal para o equipamento. Com o uso dos fluidos HFC, é necessário o uso de óleo POE, bastante sensível à presença de água, tornando o valor final real de vácuo, fundamental.

Para a instalação da tubulação de fluido frigorífico operar de forma confiável, conforme especificado pelo fabricante, deve-se atender as seguintes etapas: estudo básico do encaminhamento da tubulação; estimativa da perda de pressão com a determinação do diâmetro das linhas e seus acessórios; projeto básico da linha, considerando o isolamento térmico, a fixação, a possibilidade de dilatação e o acesso para eventuais verificações e correções; procedimento de montagem, fixação e solda da tubulação; ensaio de vazamento pela pressurização; processo de evacuação da umidade e de incondensáveis; processo de quebra de vácuo, carga de óleo e carga de fluido frigorífico, posta em marcha da unidade, confirmando por meio de leituras de temperatura no circuito de refrigeração e do lado do ar, se a unidade atende as suas especificações; registro dos resultados e dos eventos de todas as etapas assinadas pelo profissional habilitado.

Cada fabricante deve estabelecer, conforme o seu projeto e resultados de ensaios os seguintes limites de: diâmetro máximo, em função do arraste de óleo e do volume de carga adicional de fluido frigorífico; diâmetro mínimo, em função da redução da capacidade máxima e eventualmente, o aumento do consumo de energia; sifões, duplo tubo de subida, dentre outros, para assegurar o retorno de óleo na capacidade mínima; alguns equipamentos possuem um retorno ativo de óleo que podem operar em condição especial para que o óleo retorne, sempre que constatar um baixo nível de óleo; considerar a distância entre os pontos de apoio e a forma de suportar os tubos, assegurando-se que o isolamento térmico não é prejudicado, assim como, deve permitir a dilatação da tubulação, em cada trecho reto.

Somente um ponto fixo (não permite o movimento nas três direções) e os demais fixos na direção radial e deslizante na longitudinal. O acesso para reparos que eventualmente sejam necessários, principalmente junto às uniões por solda.

Existem duas formas para se projetar as linhas de fluido frigorífico, conforme descrito a seguir: analisar todas as condições de operação e prever todos os acessórios, para que o óleo retorne e o fluido frigorífico seja aspirado, sem a presença de líquido; adotar um padrão de diâmetro para uma faixa de distância e fornecer ao projetista uma tabela ou gráfico, informando a redução da capacidade em função da maior distância, com a consequente perda de pressão.

Recomenda-se que os projetos de tubulação atendam às recomendações do fabricante para garantir um bom resultado. Deve-se observar que o aumento da base instalada de equipamentos de ar-condicionado residencial em operação, trouxe como consequência um aumento na demanda e no consumo de energia elétrica, com risco de sobrecarga no sistema de geração e de distribuição.

O cálculo da carga deve permitir a escolha de equipamentos com a capacidade correta, evitando o superdimensionamento na escolha do equipamento com um aumento desnecessário do consumo da energia elétrica. Somente como informação, se trabalha com uma carga de refrigeração típica de 6 m2/kW de área de piso por potência de refrigeração em kW (21 m2/tr) sendo que a meta em países mais desenvolvidos é de 9 m²/kW (32 m²/tr).

Uma vez definida a capacidade de refrigeração, pode-se estimar a demanda de alimentação elétrica de 1,25 kW/tr e a demanda elétrica de 0,35 kW para uma demanda de refrigeração de 1 kW, ou seja, um coeficiente de desempenho COP de 2,9 kW de refrigeração por kW elétrico. A estimativa da carga térmica tem por objetivo avaliar os valores de calor sensível (mudança de temperatura), e de calor latente (mudança da umidade), de um ambiente e desta forma a partir dos valores da carga térmica selecionar o equipamento necessário para manter as condições desejadas.

O valor deve ser calculado na condição mais crítica. Recomenda-se não acrescentar fatores de segurança no cálculo da carga térmica, a seleção do equipamento pode ser feita pelo valor aproximado e não necessariamente maior.

Para a estimativa da carga térmica, é necessário: escolher os valores de projeto da temperatura de bulbo seco e a temperatura de bulbo úmido do ar externo em função da latitude e da altitude do local; escolher as temperaturas de projeto do ambiente condicionado adequadas às pessoas em função de sua idade, atividade e roupas; averiguar possíveis condições especiais, como recintos adjacentes não condicionados, insolação, sombreamento externo, etc.; escolher os coeficientes de transferência de calor das distintas paredes da edificação com base no seu projeto.

As paredes que separam ambientes na mesma temperatura devem ser ignoradas. Os coeficientes de transmissão de calor para inverno (aquecimento) e para verão (resfriamento) podem ser diferentes. Com base nas características construtivas da edificação, no programa de operação do sistema, nos valores de projeto da velocidade do vento e da diferença de temperatura.

Estimar a taxa de infiltração (parcela não controlada), conforme NBR 15575-1 e/ou de ventilação com ar externo, conforme 4.4; determinar as características adicionais da edificação, como: localização, orientação, sombreamento externo e massa, as quais afetam o ganho de calor por insolação. Com base nas características construtivas da edificação e nas condições de projeto determinar as diferenças de temperatura para a carga de refrigeração, fatores de ganho de calor por insolação e fatores de carga de refrigeração apropriados

Deve-se determinar a taxa de transferência de calor para o recinto em função dos coeficientes de transferência de calor, áreas e diferenças de temperatura, previamente calculados. Para espaços com geração interna de calor (luzes, equipamentos, pessoas etc.) aplicar os fatores de carga de refrigeração quando necessário e as programações de uso.

 

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