Sistema de climatização ambiental automatizado em modo misto para uso em edificações residenciais na zona bioclimática brasileira 2
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2018-08-28Metadatos
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A estratégia de Ventilação Híbrida(VH) ou modo misto (MM), alternância entre o uso da
ventilação natural(VN) e do ar condicionado(AC), é uma maneira de reduzir os gastos com sistemas
de condicionamento artificial e atingir o conforto térmico residencial, além dos ganhos em qualidade
do ar interno, uma vez que na VH o uso do sistema artificial de climatização é parcial, ocorrendo
apenas nos momentos do dia em que as condições internas estão fora dos padrões de desempenho
estabelecidos e de forma integrada com a estratégias passivas de condicionamento (VN). O objetivo
deste trabalho é avaliar a estratégia de VH quanto ao conforto térmico e potencial de economia de
energia elétrica em uma edificação residencial, na Zona Bioclimática Brasileira 2 (ZB 2). A Influência
da ventilação hibrida no conforto térmico e consumo energético foi investigada por meio de simulação
temoenergética de uma residência unifamiliar, a Casa Popular Eficiente implantada na cidade de
Santa Maria/RS, com o software EnergyPlus. Foram definidas 2 simulações de referência, uma com
climatização artificial e outra apenas com ventilação natural controlada por temperatura e 2 casos -
base com 3 cenários de climatização cada, estes cenários foram simulados com variações nos tipos
de controles para ventilação híbrida(VH), os quais incorporam também, o controle da radiação solar
através da automação de persianas. Por fim, as aberturas para ventilação natural foram controladas
por meio do Energy Management System (EMS) recurso avançado do software EnergyPlus. Os
resultados obtidos demonstram que a estratégia de ventilação híbrida em sua melhor configuração
reduziu o consumo com ar condicionado em 51,40% para o controle com base na normativa ASHRAE
55 e 16,05% no controle por temperatura otimizado através de algoritmo via EMS, em relação a
configuração utilizando apenas a climatização artificial. O uso de proteções solares (persianas) se
mostrou eficiente na redução de 1.38% no consumo anual de energia elétrica, quando utilizada a
estratégia em modo misto de climatização, obtendo melhor desempenho para o controle baseado na
ASHRAE 55. No que se refere a conforto térmico, no verão, a pior situação, ocorre quando a
edificação se utiliza apenas da ventilação natural(VN) controlada por temperatura, havendo redução
no desconforto térmico ao adotar a ventilação híbrida, mantendo a temperatura interna por mais
tempo na faixa das temperaturas desejáveis para a sensação de conforto térmico e representando
uma redução de 2337.71 GHR para o controle por temperatura otimizado através do algoritmo de
controle e de 1645.62 GHR para o controle com base na. ASHRAE, comparados a configuração de
referência, apenas com ventilação natural. O uso de proteções solares também mostrou-se eficiente
na redução do parâmetro Graus-Hora Independente do controle adotado ao optar pelo modo misto de
climatização ou ventilação híbrida a edificação reduziu o consumo energético melhorando o conforto
térmico. Portanto, esta pesquisa demonstrou que através dos recursos de gerenciamento, controle e
integração, possíveis através da automação, é viável otimizar a climatização ambiental através da
implantação da ventilação híbrida em conjunto com o sombreamento para controle dos ganhos
térmicos através da radiação e, desta forma, melhorar os níveis de conforto térmico e reduzir o
consumo de energia elétrica.
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