Dimensionamento e Seleção de Elementos em Sistemas de Ventilação

REFRIGERAÇÃO CONDICIONAMENTO DE AR E VENTILAÇÃO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Dimensionar bocas e grades de insuflamento Selecionar bocas de saída e tomadas de ar exterior e filtros Desenvolver cálculos aplicados a ventiladores Introdução Nos sistemas de ventilação mecânica geral diluidora os ventiladores são essenciais pois suprem a energia necessária para a movimentação do ar a ser insuflado ou exaurido do ambiente Assim como os ventiladores os acessórios que compõem os sistemas de ventilação devem ser corretamente dimensionados ou selecionados a partir de catálogos de fabricantes considerando as características do sistema e as recomendações de utilização Neste capítulo você vai ver como dimensionar e selecionar elementos essen ciais de sistemas de ventilação como tomadas de ar exterior bocas de insufla mento saídas de ar filtros e ventiladores Além disso vai conhecer quais fatores devem ser considerados nesse processo de seleção Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora Debora Lima Molter Bocas de insuflamento As bocas e grades de insuflamento são aberturas existentes nos dutos de ventilação que introduzem no ambiente interno o ar externo que foi aspirado e impulsionado pelo ventilador Essas bocas podem ser posicionadas na parede teto ou piso As bocas de parede são mais conhecidas como grades ou grelhas e as bocas de insuflamento de teto são mais conhecidas como difusores Tanto as grelhas quanto os difusores podem ser usados tanto para o insuflamento quanto para o retorno do ar As bocas de insuflamento podem ter área retangular quadrada ou circular Em geral as grelhas são retangulares ou quadradas e os difusores são retan gulares quadrados lineares ou radiais As grelhas e difusores têm palhetas ou réguas que direcionam o jato de ar Tais réguas podem ser horizontais ou verticais retas ou de anéis concêntricos que podem ser móveis ou fixos As réguas móveis possibilitam o controle da vazão de ar Em geral os difusores apresentam maior espalhamento do ar MILLER MILLER 2014 As grelhas costumam ser elementos mais simples e baratos que os difuso res O material de fabricação desses itens são em geral o aço ou o alumínio e em alguns casos material polimérico Grelhas e difusores A seleção de um difusor ou grelha envolve o conhecimento das característi cas do sistema como volume de ar pressão e alcance do jato de ar além de requisitos de ruído tipo e estilo desejados MILLER MILLER 2014 As grelhas e difusores devem ser posicionados em uma altura adequada de forma que todas as correntes de ar sejam formadas acima da linha de respiração que deve ficar cerca de 15 m acima do piso CREDER 2004 MILLER MILLER 2014 Para o dimensionamento ou seleção de grelhas e difusores de tamanho adequado independentemente da sua forma é importante saber a área livre ou seja a área total disponível menos a área ocupada pelas palhetas ou réguas desconsiderando a dimensão da moldura da grelha nos cálculos A área livre de grelhas de insuflamento varia entre 75 e 85 da área da face e as de retorno entre 60 e 90 CREDER 2004 A área útil da grelha geralmente é fornecida em tabelas dos fabricantes A Figura 1 mostra grelhas e difusores com diferentes formas e configura ções das palhetas o que resulta em diferentes formas de espalhamento do ar Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 2 Figura 1 Exemplos de grelhas e difusores Fonte Adaptada de Miller e Miller 2014 O dimensionamento de grelhas e difusores além de ser função da vazão também depende do alcance do jato de ar que expele em metros ou pés O dimensionamento da distância entre as grelhas também é função do alcance do jato Os jatos de ar no insuflamento devem ser capazes de cobrir toda a distância entre a parede da grelha e a parede oposta O alcance do jato e o seu modo de dispersão dependem da posição das palhetas da grelha ou do difusor Grelhas com palhetas verticais com 0 de deflexão vão apresentar um valor máximo de alcance do jato de ar enquanto palhetas paralelas horizontais têm uma divergência do jato de ar de cerca de 20 MILLER MILLER 2014 Palhetas divergentes formam um cone de ar logo na saída da boca de insuflação No caso de palhetas convergentes o raio de difusão será mais curto Também podem ser utilizadas palhetas paralelas com ângulo de inclinação ajustável a fim de obter um raio de difusão de ar grande e direcionável para o local pretendido Nesses casos os jatos de ar no insuflamento são unidirecionais mas também podem ser selecionadas grades com jatos multidirecionais Na prática são utilizados gráficos e tabelas que relacionam o alcance do jato com as dimensões da grelha em polegadas a altura em que a grelha deve ser instalada em relação ao piso e a distância entre as grelhas em função da vazão em CFM do inglês cubic feet per meter ou pés cúbicos por metro e da Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 3 velocidade em FPM do inglês feet per minute ou pés por minuto Tabelas e gráficos também são utilizados na seleção de difusores A pressão mínima do difusor ou da grelha para um dado volume de ar tem impacto sobre os requisitos de potência do ventilador a ser instalado As bocas de insuflamento assim como outros acessórios dos sistemas de ventilação curvas transições derivações alargamentos reduções en tradas e unidades terminais de ar causam uma perda de carga ao sistema Uma das formas de obtenção da perda de carga em bocas de insuflamento é por meio de catálogos de fabricantes Tendo a vazão de ar e o alcance do jato obtêmse o diâmetro e a perda de carga que esse acessório causa ao sistema Os catálogos também informam o nível de ruído que a boca de insuflamento provoca A pressão mínima do difusor ou da grelha para um dado volume de ar se reflete nos requisitos finais de potência do ventilador para o sistema Os difusores e grelhas devem ser selecionados de acordo com o critério de ruído recomendado para uma determinada aplicação MILLER MILLER 2014 Zona de respiração é a região ocupada de um espaço ventilado entre planos horizontais de 08 a 18 m do piso e distante de 06 m das paredes ou de componentes do sistema ABNT 2008 Vazão e velocidade do ar Em análises de sistemas de ventilação devese estabelecer a princípio a taxa de renovação de ar que se deseja obter Com isso é possível dimensionar ou selecionar os elementos que vão compor o sistema A taxa de renovação do ar é função da taxa de geração de compostos con siderados contaminantes e seus limites aceitáveis Tais limites são chamados de TLV do inglês threshold limit value e são baseados nas condições de saúde e bemestar das pessoas que se encontram no ambiente MESQUITA GUIMA RÃES NEFUSSI 1985 O Quadro 1 apresenta valores de TLV e TWA do inglês time weight average ponderados pelo tempo de trabalho em uma jornada de 8 horas diárias para algumas substâncias consideradas contaminantes e os valores de tolerância Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 4 Quadro 1 Valores de TLV para algumas substâncias contaminantes Substância ppm mgm³ ppm Acetona 750 1780 780 Amônia 25 17 20 Ácido sulfúrico 1 Dióxido de carbono CO₂ 5000 9000 3900 Cloro 01 03 08 Gasolina 330 900 Fonte Adaptado de Brasil 1978 e Macintyre 1990 A taxa de renovação do ar T é função do volume de ar V requerido no ambiente e da vazão de ar Q a ser insuflado Essa taxa representa o número de vezes por hora que o ar do ambiente deve ser renovado e o volume de ar requerido é determinado pelo tamanho do espaço a ser ventilado MILLER 2014 Veja a equação T QV Segundo Macintyre 1990 o volume de ar necessário para uma boa ventilação também pode ser estimado em CFM do inglês cubic feet per minute ou pés cúbicos por minuto da seguinte forma número de ocupantes 75 para o caso de não haver fumantes número de ocupantes 15 para o caso de fumo moderado número de ocupantes 40 para o caso de fumo intenso A taxa de renovação do ar também pode ser calculada considerandose a taxa de geração de compostos contaminantes MACINTYRE 1990 como T G 387P 106TLV k onde G é a taxa de geração do composto que se pretende diluir P é o peso molecular desse composto k é um fator de segurança relativo ao limite de concentração do composto no ambiente que varia entre 3 e 10 Veja a seguir no Quadro 2 algumas taxas de renovação do ar para ambientes específicos Quadro 2 Taxas de renovação de ar recomendadas para diferentes tipos de ambientes Área funcional Taxa de renovação renovaçõesh Auditórios 1325 Salas de conferência 2535 Restaurantes 25 Escritórios 1030 Cozinhas 1530 Sanitários 1220 Garagens 630 Túneis 6 Lavanderias 2060 Igrejas 1530 Fonte Adaptado de ABNT 1980 Creder 2004 e Miller e Miller 2014 Com base nas equações de continuidade e conservação de energia são obtidas as equações para vazão de ar Q e velocidade do ar v apresentadas a seguir ÇENGEL CIMBALA 2015 onde Q é a vazão volumétrica v é a velocidade média A é a área de seção transversal As unidades de vazão usuais são m³hora e ft³min pés³min também conhecido como CFM A velocidade média do ar é dada por v dt onde v é a velocidade média d é a distância percorrida t é o tempo As unidades de velocidade usuais são ms e ftmin pémin também chamado de FPM O Quadro 3 apresenta vazões em pés³h sugeridas para alguns ambientes em função da área do piso em pés² em CFMpés² Quadro 3 Vazões recomendadas para diferentes tipos de ambientes Área funcional Vazão pés³hpés² Indústrias em geral 60 Ginásios 90 Cozinhas de restaurantes 240 Pequenas oficinas mecânicas 180 Área funcional Vazão CFMpé² carrier Salas de reuniões 125 Escritórios privativos 025 Fábricas 010 Sanitários 20 Garagens 10 Cozinhas de restaurantes 40 Fonte Adaptado de Macintyre 1990 A vazão de ar também pode ser estimada em função de alguma necessi dade específica de troca Um exemplo é o Quadro 4 que apresenta a vazão necessária de ar para diluição de odores corporais no ambiente Sabendose a vazão de ar é possível selecionar uma grelha as dimensões a área da face e outras características por meio de catálogos de fabricantes Quadro 4 Suprimento de ar necessário para diluição de odores corporais por volume do ambiente e número de pessoas Volume de espaço m³pessoa Suprimento de ar exterior m³minpessoa 28 070 56 045 84 034 144 019 Fonte Adaptado de Macintyre 1990 A velocidade do ar a ser insuflado também deve considerar o valor aceitável de movimentação de ar sobre o trabalhador como apresentado no Quadro 5 Continuação Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 8 Quadro 5 Velocidade de ar aceitável sobre o trabalhador Velocidade do ar pésmin Exposição contínua Local de trabalho fixo com ventilação geral ou sopro 75125 Exposição intermitente Pouca carga elétrica e pouca atividade 10002000 Carga de calor e atividade moderadas 20003000 Forte carga de calor e grande atividade 30004000 Fonte Adaptado de Macintyre 1990 O Quadro 6 apresenta valores de velocidade máxima de ar recomendados para alguns tipos de ambientes Quadro 6 Velocidade máxima recomendada de ar em dutos de ventilação Ambiente Velocidade máxima ms Residências 6 Escolas teatros 8 Indústrias 10 Fonte Adaptado de ABNT 1980 Tanto as informações recomendadas por normas e guias quanto os dados do sistema de ventilação calculados por meio das equações são fundamentais para a seleção de elementos para compor um sistema de ventilação mecânica diluidora Como visto até aqui as bocas de insuflamento são locais no sistema de ventilação pelos quais o ar é insuflado no ambiente interno Esse ar é aspirado do ambiente externo por meio de acessórios conhecidos como tomadas de ar exterior O ar aspirado passa por sistemas de purificação entra no ambiente interno e é exaurido do ambiente por meio das bocas de saída A seguir abordaremos esses acessórios Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 9 Tomadas de ar exterior filtros e bocas de saída Nesta seção estudaremos em mais detalhes outros acessórios que compõem os sistemas de ventilação mecânica Tomadas de ar exterior e bocas de saída As tomadas de ar exterior são os elementos por meio dos quais se faz a aspiração do ar externo Elas devem obrigatoriamente estar na parte externa da edificação e proteger as entradas de ar contra ingresso de chuva pequenos animais e objetos As entradas de ar são selecionadas sabendose a vazão de ar desejada Elas causam uma perda de carga ao sistema que pode ser obtida por meio de catálogos de fabricantes pela razão entre a vazão de operação e a vazão efetiva da grelha que é função da área efetiva da face Os níveis de potência sonora que esse acessório causa também são considerados nos catálogos de fabricantes Algumas das velocidades de ar recomendadas para tomadas de ar exterior segundo Creder 2004 são de 150 a 240 mmin para residências de 150 a 270 mmin para prédios públicos de 150 a 360 mmin para edifícios industriais O fluxo de ar externo a ser aspirado para a zona de respiração deve considerar a vazão por área de piso como apresentado no Quadro 3 a vazão necessária por pessoa como visto no Quadro 4 e a eficiência do sistema de ventilação A vazão de ar exterior deve ser suficiente para manter os locais em leve pressão positiva e minimizar infiltrações Saiba mais Infiltrações são fluxos de ar para dentro do ambiente de forma não intencional a partir de fendas e outras aberturas na edificação As tomadas de ar exterior devem ser posicionadas considerando a direção dos ventos predominantes no local e evitar proximidade com possíveis fontes de contaminação como descargas de exaustão ventilação de esgotos chaminés efluentes de torres de resfriamento espelhos de água parada áreas de tráfego intenso de veículos docas de caminhões ou qualquer possível fonte de poluição ABNT 2008 O Quadro 7 apresenta as distâncias mínimas recomendadas das tomadas de ar para fontes poluidoras Quadro 7 Distâncias mínimas recomendadas para tomadas de ar exterior para fontes poluidoras Fonte poluidora Distância m Garagens e estacionamentos 5 Estradas e ruas com pouco movimento 15 Estradas e ruas com muito movimento 75 Depósitos de lixo 5 Torres de resfriamento 10 Fonte Adaptado de ABNT 2008 Em sistemas de ventilação mecânica geral diluidora nos quais o ar interior é retirado do ambiente de forma não natural são utilizados ventiladores de exaustão A vazão de exaustão tem o objetivo de evitar uma concentração excessiva de contaminantes no ambiente O sistema de exaustão dos gases deve direcionar o ar para fora da edi ficação a fim de extravasar a parede ou cobertura por meio da utilização de dutos terminais Tais dutos devem ser posicionados com uma distância mínima de 3 m em relação a qualquer sistema elétrico portas janelas letrei ros ou construções vizinhas As bocas de saída de ar na exaustão devem ser configuradas para evitar a entrada de chuva Devem ser previstos equipa mentos e acessórios para o tratamento do ar a ser exaurido e descarregado na atmosfera como despoluidores ou filtros Filtros Os contaminantes trazidos pelo ar exterior e os gerados internamente e trans portados nos sistemas de ar recirculado devem ser filtrados continuamente para reduzir sua acumulação nos equipamentos e dutos do sistema e diminuir sua concentração no ambiente a níveis aceitáveis Para isso há a necessidade de que o ar ventilado passe por um sistema de purificação com filtros Diferen temente de outros elementos de sistemas de ventilação mecânica a seleção Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 11 do filtro de ar adequado para uma aplicação específica envolve julgamento e confiança em parâmetros prédefinidos para qualidade do ar e saúde Filtro é um nome geral para diversos tipos de dispositivos de purificação do ar filtros porosos ou granulares filtros de alta eficiência de retenção de partículas HEPA do inglês high efficiency particulate arrestance filtros de tecido de carvão ativado entre outros Os filtros HEPA purificam o ar com uma eficiência de 9997 MILLER MILLER 2014 Todos esses tipos podem ser usados em conjunto em sistemas de ventilação De acordo com Creder 2004 os filtros interagem com as partículas da seguinte forma por interceptação direta quando uma partícula grande colide com aderência ao material do filtro por impacção inercial quando a partícula não tem capacidade de seguir o fluxo de ar curvado e vai de encontro ao material do filtro por inércia por movimento browniano ou difusão quando partículas submicrométricas são interceptadas ao acompanhar a agitação térmica das moléculas do ar Os filtros devem ser estancos e firmemente presos e vedados Seu desempenho é definido pelos seguintes parâmetros eficiência de filtragem diferencial de pressão do ar com o filtro limpo para a vazão de ar nominal e em função da variação da vazão do ar diferencial de pressão máximo aconselhável para substituição ou regeneração do filtro capacidade de acumulação de pó do filtro saturado O Quadro 8 apresenta a classificação de filtros de acordo com sua eficiência de filtragem Os filtros grossos são classificados em ensaios gravimétricos com poeira padronizada e os filtros finos com retenção de partículas aerossóis de 04 µm Quadro 8 Tipos de filtros classificação e eficiência Tipo de filtro Classe Eficiência média Grosso G1 Eg 5065 G2 Eg 6580 G3 Eg 8090 G4 Eg 90 Fino F5 Ef 4060 F6 Ef 6080 F7 Ef 8090 F8 Ef 9095 F9 Ef 95 Fonte Adaptado de ABNT 2008 O Quadro 9 mostra a classe mínima de filtragem recomendada para alguns tipos de ambientes Quadro 9 Classe de filtro recomendada para diferentes tipos de ambientes Ambiente Classe de filtro Supermercados centros comerciais G4 Aeroporto saguão de embarque F5 Bibliotecas museus F5 Hotéis G4 Teatros cinemas F5 Lanchonetes cafeterias G4 Restaurantes bares F5 Residências G3 Salas de controle com componentes eletrônicos sensíveis G3 F6 Fonte Adaptado de ABNT 2008 Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 13 Os filtros também podem ser classificados pelo valor mínimo de eficiência informado de acordo com a escala MERV do inglês minimum efficiency reporting value MILLER MILLER 2014 como mostra o Quadro 10 Quadro 10 Classificação de filtragem MERV Classe MERV Tamanho de partícula µm Eficiência de filtragem 1 a 4 3 a 10 Menor que 20 6 3 a 10 499 8 3 a 10 849 10 1 a 3 3 a 10 50 a 649 85 ou maior 12 1 a 3 3 a 10 80 a 899 90 ou maior 14 03 a 1 1 a 3 75 a 849 90 ou maior 16 03 a 1 Fonte Adaptado de Miller e Miller 2014 Algumas das velocidades de ar recomendadas para filtros segundo Creder 2004 são de 80 a 90 mmin para residências de 90 a 110 mmin para edifícios públicos 110 mmin para edifícios industriais Diferentes tipos de filtros vão impor resistências diferentes ao escoamento do ar no sistema Portanto devese considerar a perda de carga que o filtro causa ao sistema uma característica de cada tipo de filtro Tanto os elementos para tomada de ar exterior quanto os elementos para saída de ar devem ser adequadamente posicionados considerando diversos aspectos de qualidade do ar O mesmo deve acontecer com os filtros que vão purificar o ar seja o influsado ou o exaurido do ambiente para a atmosfera A seguir estudaremos o equipamento responsável pela movimentação do ar através do sistema de ventilação o ventilador Ventiladores Para obter a vazão de ar desejada em um ambiente as instalações de ventilação usam ventiladores ou sopradores para o deslocamento do ar Os ventiladores são máquinas turbodinâmicas que produzem o deslocamento de gases por meio da rotação de um rotor dotado de pás e acoplado a um eixo acionado por um motor geralmente elétrico ÇENGEL CIMBALA 2015 O contato do gás com as pás do rotor provoca a transformação da energia mecânica das pás em energia potencial de pressão e cinética para o fluido que está sendo impedido A energia que o ar adquire ao entrar em contato com as pás do ventilador faz com que ele escoe através de dutos sendo capaz de vencer as resistências ao seu deslocamento causadas pelo atrito com o próprio duto ou pela presença de outros acessórios no sistema O ventilador impõe ao ar um aumento da sua densidade e cria uma diferença de pressão no ambiente que provoca a vazão de ar Algumas propriedades do ar como massa específica peso específico e densidade devem ser corrigidas dependendo da altitude e da temperatura da instalação do sistema de ventilação o que pode ser feito por meio de tabelas existentes de propriedades de gases A American Society of Mechanical Engineers ASME limita a definição de ventilador a máquinas que aumentam a densidade do gás em não mais do que 7 enquanto ele viaja da entrada para a saída Segundo Creder 2004 as velocidades de ar recomendadas para aspiração e descarga do ventilador são respectivamente de 110 a 280 mmin e de 480 a 510 mmin para residências de 250 a 300 mmin e de 600 a 660 mmin para edifícios públicos de 300 a 430 mmin e de 720 a 840 mmin para edifícios industriais Os ventiladores podem ser classificados de acordo com o nível de energia de pressão MACINTYRE 1990 veja a seguir Baixa pressão até uma pressão efetiva de 002 kgfcm² 200 mmH₂O Média pressão para pressões de 002 a 008 kgfcm² 200 a 800 mmH₂O Alta pressão para pressões de 008 a 0250 kgfcm² 800 a 2500 mmH₂O Muito alta pressão para pressões de 0250 kgfcm² a 1 kgfcm² 2500 a 10000 mmH₂O Esses são os turbocompressores Os ventiladores também podem ser classificados de acordo com sua construção e os mais comuns são os centrífugos e os axiais CLEZAR NO GUEIRA 1999 MESQUITA GUIMARÃES NEFUSSI 1985 Figura 2 Em geral os ventiladores centrífugos são utilizados no deslocamento de ar em uma ampla faixa de vazões e pressões enquanto os axiais são aplicados em sistemas de baixa e média pressão Os ventiladores ainda podem ser classificados de acordo com a forma e o número das pás o número de entradas de aspiração o número de rotores entre outros fatores MACINTYRE 1990 Seleção de ventiladores Para o dimensionamento ou seleção de um ventilador devem ser consideradas as características a seguir CREDER 2004 MESQUITA GUIMARÃES NEFUSSI 1985 MILLER MILLER 2014 Vazão volume de ar que passa pela saída do ventilador Em geral se considera que o volume de ar que sai do ventilador é igual ao que entra desconsiderandose variações no volume específico m³min ou pés³min CFM Velocidade de saída velocidade periférica vazão de ar na saída dividida pela área da saída do ventilador Pressão dinâmica do ventilador ou de velocidade Pdyn é correspondente à velocidade média do volume de ar na saída do ventilador É a pressão exigida para acelerar o ar ou da velocidade zero até alguma velocidade Pressão total do ventilador Ptv é a diferença entre a pressão total e a pressão dinâmica A pressão estática é a pressão que o ventilador deve proporcionar ao ar em escoamento para sua vazão não diminua ao sofrer as resistências do sistema Pode ser medida com a utilização de um manômetro MILLER MILLER 2014 A velocidade do ventilador é proporcional à sua rotação CREDER 2004 Assim a velocidade periférica do ventilador pode ser calculada da seguinte forma v π d n onde d é o diâmetro n é o número de rotações em rpm A pressão dinâmica pode ser obtida por meio da seguinte equação CREDER 2004 Pdyn 8 Q² γ 9 d⁴ π² onde Q é a vazão em m³s γ é o peso específico do ar a nível do mar em kgm³ d é o diâmetro do ventilador em m A eficiência mecânica de um ventilador é a razão da potência de saída que o ventilador entrega pela potência de entrada que é fornecida ao ventilador MILLER MILLER 2014 É possível calcular a potência de saída do ventilador ou seu rendimento mecânico em cv cavalovapor ou hp do inglês horse power da seguinte forma CREDER 2004 η Q Ptv 75 N onde N é o consumo do ventilador em cv ou a potência de entrada do ven tilador fornecida pelo motor O motor do ventilador deve ter uma potência elétrica cerca de 20 maior que a potência do ventilador ao impelir o ar CREDER 2004 A Figura 3 apresenta um esquema de ligação motorventilador centrífugo e suas principais características vazão pressão e potência de consumo Figura 3 Desenho esquemático da ligação motorventilador Fonte Adaptada de Burgess Ellenbecker e Treitman 2004 Curvas características Curvas características de ventiladores são gráfi cos que mostram o com portamento de um ventilador específi co ou seja vão depender do tipo de ventilador da confi guração do rotor e de suas pás Essas curvas indicam o consumo de energia o aumento de pressão o rendimento e outros fatores em função da vazão Em geral essas curvas são fornecidas pelos fabricantes dos ventiladores MILLER MILLER 2014 O gráfico da Figura 4 apresenta curvas genéricas de um ventilador potência fornecida ao ventilador pelo motor N potência de saída do ventilador η pressão estática do ventilador Pev curva de pressão em função da vazão para o sistema Ps e ponto de operação MESQUITA GUIMARÃES NEFUSSI 1985 A curva do sistema representa a energia que deve ser fornecida ao ar em escoamento considerando a resistência que ele encontra no caminho e a perda energética ou de carga A curva do sistema inclui o conjunto de dutos bocas filtros e outros componentes do sistema de ventilação que causam as perdas de carga O ponto de operação é o ponto que atende ao sistema e ao ventilador e se encontra na intersecção das curvas de pressão O ponto Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 18 de encontro das duas curvas apresenta os valores de vazão e pressão com os quais o ventilador associado àquele determinado sistema vai operar MACINTYRE 1990 Figura 4 Curvas características do ventilador e curva do sistema Associação de ventiladores e leis de semelhança Em sistemas de ventilação é possível utilizar ventiladores de forma associada em série ou em paralelo Ventiladores em série vão resultar em uma mesma vazão mas terão suas pressões totais somadas Ventiladores em paralelo vão resultar em uma mesma pressão mas terão suas vazões totais somadas MESQUITA GUIMARÃES NEFUSSI 1985 Ventiladores ligados em série são chamados de ventiladores de dois está gios Em alguns casos é possível fazer a montagem em série de um ventilador insuflando ar na aspiração de outro MACINTYRE 1990 Alguns sistemas de ventilação operam com vazões maiores do que a capacidade de apenas um ventilador sendo necessário utilizar a associação em paralelo MACINTYRE 1990 Veja na Figura 5 as curvas características de dois ventiladores asso ciados em série e em paralelo Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 19 Figura 5 Curvas características de ventiladores associados Fonte Adaptada de Macintyre 1990 As leis de semelhança dos ventiladores relacionam as variáveis de de sempenho para qualquer série homóloga de ventiladores e se aplicam aos tipos de fluxo centrífugo e axial Essas leis são válidas para ventiladores geometricamente semelhantes Os cálculos de semelhança de ventiladores servem para os casos em que se deseja saber quais serão as novas caracterís ticas de vazão e pressão de um ventilador caso uma de suas características seja alterada por exemplo em situações de substituição de ventiladores MACINTYRE 1990 Um ventilador que gira com uma rotação n1 fornece uma vazão Q1 com pressão estática P1 e consome uma potência N1 é substituído por um que gira com uma rotação n2 A vazão Q2 a pressão estática P2 e o consumo N2 desse novo ventilador podem ser calculadas por meio das seguintes leis de semelhança CREDER 2004 MESQUITA GUIMARÃES NEFUSSI 1985 Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 20 Assim a capacidade do ventilador é proporcional à sua rotação a pressão do ventilador é proporcional ao quadrado de sua rotação e a potência do ventilador é proporcional ao cubo de sua rotação No exemplo a seguir é possível observar como calcular a nova vazão de ar do ventilador se a sua rotação for alterada Um ventilador insufla ar com vazão de 15 m³s e rotação de 1400 rpm Se a rotação for aumentada para 1800 rpm qual será a nova vazão Neste capítulo estudamos os principais conceitos e equações utilizados no processo de seleção de elementos para utilização em sistemas de venti lação mecânica diluidora O bom desempenho do sistema de ventilação na renovação do ar do ambiente e na diluição de contaminantes depende muito de uma seleção adequada dos equipamentos e acessórios que o compõem Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6401 instalações centrais de arcondicionado para conforto parâmetros básicos de projeto Rio de Janeiro ABNT 1980 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 164013 instalações de arcondicionado sistemas centrais e unitários parte 3 qualidade do ar interior Rio de Janeiro ABNT 2008 BRASIL Ministério do Trabalho e Emprego Norma Regulamentadora n 15 de 06071978 Atividades e operações insalubres Diário Oficial da União seção 1 Brasília p 65 6 jul 1978 Disponível em httpswwwlegiswebcombrlegislacaoid248616text Acesso em 11 maio 2021 BURGESS W ELLENBECKER M J TREITMAN R D Ventilation for control of the work environment 2nd ed Hoboken NJ WileyInterscience 2004 ÇENGEL Y A CIMBALA J M Mecânica dos fluidos fundamentos e aplicações 3 ed Porto Alegre AMGH 2015 CLEZAR C A NOGUEIRA A C R Ventilação industrial Florianópolis Editora da UFSC 1999 CREDER H Instalações de ar condicionado 6 ed Rio de Janeiro LTC 2004 MACINTYRE A J Ventilação industrial e controle da poluição 2 ed Rio de Janeiro Guanabara 1990 MESQUITA A L S GUIMARÃES F A NEFUSSI N Engenharia de ventilação industrial 2 ed São Paulo Edgar BlucherCetesb 1985 MILLER R MILLER M R Arcondicionado e refrigeração 2 ed Rio de Janeiro LTC 2014 Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 21 Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados e seu funcionamento foi comprovado no momento da publicação do material No entanto a rede é extremamente dinâmica suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo Assim os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade precisão ou integralidade das informações referidas em tais links Cálculos de elementos em instalações de ventilação mecânica diluidora 22 Conteúdo saGaH SOLUÇÕES EDUCACIONAIS INTEGRADAS