aquecimento de ambientes: calefação de pisos · 2015. 11. 9. · nbr 15220-3 5 a nbr 155220-3:...
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aquecimento de
ambientes:
calefação de pisos
André Viana Antunes Amaral
Felipe Sartori
Marilice da Silva e Souza
Vitor Cariolick
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SISTEMA DE CALEFAÇÃO
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O principal proposito dos sistemas de calefação é manter as
condições mínimas para o conforto térmico dos humanos.
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CALEFAÇÃO NO BRASIL
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O Brasil, um país de tamanho continental, possuí
predominantemente 3 climas que são:
• Equatorial;
• Tropical;
• Temperado.
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CALEFAÇÃO NO BRASIL
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Pesquisas indicam que nas regiões ao sul do nosso país as
temperaturas tornam propícia a utilização de sistemas de
calefação nos meses mais frios de inverno. (GOULART, 1993)
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NBR 15220-3
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A NBR 155220-3: Desempenho Térmico de Edificações,
estabelece diferentes estratégias de condicionamento
térmico para as edificações, aconselhando amenizar o
desconforto térmico por frio mediante o uso de aquecimento
artificial para as zonas bioclimáticas 1 e 2.
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MAPA DE ZONAS BIOCLIMÁTICAS
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Figura 1: Mapa das zonas bioclimáticas brasileiras e percentual de abrangência
em território
Fonte:
http://www.kommerling.com.br/ecomaXL/flash/KOE_BR_PT_rentabl/_imgs/map
a.png
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CALEFAÇÃO NO RIO GRANDE DO SUL
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O estado do Rio Grande do Sul apresenta as maiores
amplitudes térmicas anuais, atingindo temperaturas no
entorno ou abaixo de 0ºC durante o inverno, e facilmente
superando os 30ºC durante o verão. (INMET, 2011)
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CALEFAÇÃO NO RIO GRANDE DO SUL
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Rio Grande do Sul
Alegrete 2
Bagé 2
Bom Jesus 1
Caxias do Sul 1
Cruz Alta 2
Encruzilha do Sul 2
Passo Fundo 2
Pelotas 2
Santa Maria 2
Santa Vitória do Palmar 2
São Francisco de Paula 1
São Luiz Gonzaga 2
Uruguaiana 2
Tabela 1: Cidades do RS com recomendação de uso
de calefação artificial
Fonte: NBR 15220:3 – Desempenho Térmico de
Edificações
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CALEFAÇÃO POR PISO RADIANTE
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Neste sistema, o piso é a fonte principal de energia.
• Utiliza a água como principal meio de transporte do calor
• Recentemente existem estudos que consideram o ar como
principal elemento condutivo.
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CALEFAÇÃO POR PISO RADIANTE
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Ao produzir-se a calefação desde o piso para o ambiente, as
diferenças de temperatura na direção vertical, produzem um
gradiente negativo, o que significa menores temperaturas na
parte da cabeça, provocando uma melhor sensação térmica
desde o ponto de vista do usuário (OLESEN, 2002).
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COMPARAÇÃO DE SISTEMAS
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Figura 2: Fluxo de calor num sistema de piso radiante.
Fonte: Google Imagens. Figura 3: Fluxo de calor num sistema de calefação a ar quente.
Fonte: Google Imagens.
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PISO RADIANTE PELO MUNDO
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Na Coréia do Sul, cerca de 90% das residências utilizam este
tipo de sistemas. (OLESEN, 2002).
Na Europa, o uso deste sistema já representava mais de 50%
das residências novas na década de 90 (ATHIENITIS et al.,
1993)
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PISO RADIANTE PELO MUNDO
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Na Europa, os esses sistemas são uma tecnologia frequentemente
utilizada em prédios comerciais e residenciais e a sua popularidade
continua aumentando (McGRAW, 2008)
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PISO RADIANTE NO BRASIL
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No Brasil, existe uma limitação a implementação desse
sistema pelo preço de instalação oferecido no mercado.
Devido os materiais utilizados para instalar essa tecnologia
são, na maioria das vezes, importados dos EUA e da Europa, o
que aumenta significativamente o seu valor.
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PISO RADIANTE NO BRASIL
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Devido aos custos de instalação e importação do sistema, seu
uso é restrito e exclusivamente residencial. Com a ampliação
da utilização e pesquisas o sistema de piso radiantes podem
aumentar sua importância no mercado nacional.
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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A base do funcionamento do sistema de calefação por piso
radiante pode ser dividida em duas fases:
1º Fase: Fluido – Piso.
2º Fase: Piso – Ambiente.
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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1º Fase: Fluido – Piso.
Consiste na transferência do calor entre o fluido aquecido (Ar
ou Água) que circula pelos tubos incorporados no interior do
piso e sua superfície.
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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2º Fase: Piso – Ambiente.
Nesta fase ocorre a transferência de calor entre a superfície
do piso e o ambiente.
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 4: Corte de funcionamento de um modelo de
sistema de aquecimento por piso radiante.
Fonte:
http://www.aquamec.com.br/UserFiles/infografico.jpg
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 5: Corte de funcionamento de um modelo de
sistema de aquecimento por piso radiante.
Fonte:
http://pisotermico.com.br/App_Themes/layout/img-piso-
home-maior.jpg
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 6: Utilização de sistema de aquecimento por piso
radiante para auxiliar na criação e ovinos.
Fonte:
http://www.termopiso.com.br/arquivos/450_imag022.jpg
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SISTEMAS DE CALEFAÇÃO POR PISO
RADIANTE
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Sistemas de calefação que utilizam o piso como fonte de
radiação podem identificar-se em três tipos de instalações de
acordo com a fonte de calor:
1. Sistema Elétrico;
2. Sistema com circulação de ar;
3. Sistema de piso radiante hidráulico.
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SISTEMA ELÉTRICO
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O calor é gerado no interior do piso, através de cabos
elétricos, tipo resistências, aquecendo diretamente a massa
térmica do pisa. O total de energia consumida é transformado
em calor.
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SISTEMA COM CIRCULAÇÃO DE AR
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O calor é usado para aquecer um ar quente sob que circula
sob o piso. Existem muitos estudos que buscam maior
aproveitamento da energia solar como fonte de aquecimento
do ar circulante no piso.
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SISTEMA DE PISO RADIANTE
HIDRÁULICO
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O piso radiante hidráulico é o mais utilizado (OLESEN, 2002).
A água quente é distribuída no sistema através de tubos de
cobre ou polietileno de alta densidade, transmitindo o calor
para o piso.
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 7: Piso coberto de mangueiras de circulação de água
quente.
Fonte: Google Imagens
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 8: Ponto de controle de pressão e fluxo da água.
Fonte: Google Imagens
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FUNCIONAMENTO DO SISTEMA
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Figura 9: Figura modelo do sistema de alimentação e
fornecimento de calor para água.
Fonte: Google Imagens
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CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os sistemas de calefação por piso radiante já são consolidados
no mundo, contudo devido a questões energéticas e
tributárias existem inúmeras restrições ao mercado desse
sistema no Brasil. Somados aos altos custos de instalação e
uso afastam qualquer projeção favorável de crescimento na
implementação desse sistema.
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PRINCIPAIS REFERÊNCIAS
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• ATHIENITIS, A.K.; CHEN, T. Experimental and theoretical investigation of floor heating
with termal storage. ASHRAE Transactions, Vol. 99, Part 1, p. 1049-1057, 1993.
• GOULART, S. Dados Climáticos para Avaliação de Desempenho Térmico de Edificações.
In: Anais do II Encontro Nacional de Conforto no Ambiente Construído, p. 209-
215.Florianópolis, 1993.
• Instituto Nacional de Meteorologia (INMET)
• McGraw Hill Construction. Products and player’s trend; 2008
• OLESEN, B. W. Radiant Floor heating in theory and practice. ASHRAE Journal nº44, p.19
24, 2002.
• RASTELLO, M. C. D. Otimização de parâmetros de projeto de tubulações de sistemas de
calefação por piso radiante. Dissertação de Mestrado em Engenharia, Escola Politécnica -
USP, São Paulo, 2013.
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MUITO
OBRIGADO
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