Tratamento de Ar de Volume Constante

Introdução:

A Figura 1 mostra o arranjo geral para o controle de quatro canais de um sistema de tratamento de ar que atende uma zona na qual os quatro canais controlam, em sequência, aquecimento → recuperação de calor → ar fresco (resfriamento 'livre') → resfriamento à base de água resfriada.

Note-se que a recuperação de calor é opcional e só tenderia a ser utilizada nesta aplicação quando o mínimo de ar fresco no total de ar bombeado for elevado devido, por exemplo, à elevada densidade de ocupação nas zonas servidas pelo sistema de tratamento de ar. Observe também que a condição controlada passa a ser a temperatura do ar fornecido em situações em que a função do sistema de tratamento de ar é fornecer ar pré-condicionado a salas ou zonas que possuem controle local sequenciado de aquecimento e resfriamento.

Operação:

A condição controlada é a temperatura ambiente,θ_r. É habitual medir isto na conduta de ar de retorno, desde que não existam ganhos de calor intervenientes, tais como luminárias, no percurso do ar de retorno. O ar de retorno será bem misturado e o sensor de temperatura nas velocidades mais altas do ar no duto tenderá a ser mais responsivo do que nas condições de ar comparativamente paradas do espaço. Para controle de temperatura ambiente ou ambiente, as variáveis ​​manipuladas serão:

figura 1Controle para tratamento de ar em volume constante.

Durante o tempo de verão muito quente, o registo de ar fresco estará totalmente aberto e a face de recuperação de calor e os registos de bypass posicionados para desvio total, a fim de obter “resfriamento livre”. O limite do resfriamento gratuito é alcançado quando a entalpia de entrada de ar fresco excede a entalpia do ar de retorno em um ponto a jusante do ventilador de ar de retorno, uma condição que ocorre durante o pico da temporada de verão no Reino Unido, embora muitas vezes tenha vida curta . Nesta condição, é necessário sinalizar ao damper de ar fresco o retorno à sua posição mínima e que a face de recuperação de calor e os dampers de bypass sejam reposicionados de modo a permitir a recuperação total de calor (o que agora, com efeito, fornecerá pré- resfriamento do ar fresco proveniente do ar frio de exaustão do edifício). Sensores de entalpia h_eeh_fforneça isso e a maioria dos fabricantes de sistemas de controle permitirá módulos plug-in adicionais para seus controladores multicanal para atingir essas condições de reinicialização de verão. No arranjo mostrado, quandoh_e– h_fproduz um sinal negativo, as condições de reinicialização descritas são executadas.

Para fornecer proteção contra congelamento, existem dois recursos. Em primeiro lugar, o permutador de calor de recuperação de calor (se presente) é protegido contra formação de gelo durante tempo muito frio por uma serpentina de gelo a montante no lado do ar fresco. Devido à natureza altamente temporal das chamadas na bobina de congelamento, um simples controle termostático através de uma válvula de controle de duas posições e duas portas geralmente é suficiente. Termostato de geloFT_Hprevê isso. Em segundo lugar, caso qualquer instalação de aquecimento primário, tal como caldeiras centrais ou bombas, falhe, todas as serpentinas no arranjo são vulneráveis ​​ao congelamento dos seus respectivos conteúdos de água durante tempo muito frio, especialmente a própria serpentina de congelamento. Para fornecer proteção de última linha contra isso, o termostato de congelamentoFT_F atua para desarmar ambos os ventiladores (uma precaução adicional pode ser fornecer um amortecedor de isolamento de duas posições na entrada de ar fresco que coincidentemente fecha nessas condições, eliminando assim qualquer seca natural através da planta quando ociosa). Tipicamente,FT_Hteria um ponto de ajuste de 5°C, eFT_F, 3°C.

Sequenciamento:

A Figura 2 mostra a sequência desse arranjo. Essencialmente, o sequenciamento garante que todas as ações de controle sejam mutuamente exclusivas. A partir de um valor de condição controlada muito baixo, o aquecimento modula à medida que a recuperação de calor é mantida no máximo, o ar fresco é mínimo e o resfriamento é desligado. Com o aumento do valor da condição controlada, o aquecimento eventualmente atinge a posição desligada. A recuperação de calor pode então modular com o mínimo de ar fresco e resfriamento, e o resfriamento livre pode prosseguir quando a recuperação de calor atinge sua posição desligada. Somente quando o resfriamento livre máximo é efetuado é que o resfriamento com água gelada pode modular no alto valor de condição controlada. Através desta sequência de eventos é garantido um consumo mínimo de energia.

Zonas mortas pode ser programado nas configurações de cada canal de controle, pois cada canal receberá uma faixa do valor da variável de controle dentro da qual está ativo. Uma zona morta, por exemplo, entre uma ação de aquecimento e arrefecimento pode ajudar a garantir não só a exclusividade mútua do aquecimento e do arrefecimento, mas também a existência de uma lacuna entre o ponto de regulação de aquecimento no inverno e o ponto de regulação de arrefecimento no verão, minimizando assim a utilização de energia ao longo das estações.

Figura 2Sequenciamento para tratamento de ar em volume constante.