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7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
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PRTICAS PARA MEDIO, TESTE,AJUSTE E BALANCEAMENTO (TAB) EM
SISTEMAS DE HVAC
Wili Colozza HoffmannPorto Alegre RS 10/11/2010
OVERVIEWTestes, Ajustes e Balanceamento
(TAB), muito mais do que obalanceamento do sistema dedistribuio de ar e o balanceamentohidrnico uma etapa crtica doprocesso de comissionamento, ondeos sistemas so realmentedesafiados e qualificados quanto operao e desempenho.
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OVERVIEW
Os testes de desempenho envolvemchillers, bombas, torres deresfriamento, condicionadores de ar,(multi) splits e iluminao. Os testesfuncionais de desempenho dossistemas, envolvendo automao e
sistemas de proteo, so cruciaispara entrega dos sistemas sequipes de operao.
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OVERVIEW
Os testes devem ser definidos demaneira criteriosa pela Autoridadede Comissionamento e conduzidapor uma equipe independente dosenvolvidos na construo.
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OVERVIEW1. Introduo e definies:
2. Alguns Fundamentosnecessrios:
Unidades de medida. Transferncia de calor. Psicrometria.
Fluidomecnica. Eletrotcnica. Controles.
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OVERVIEW3. Fases da implementao
Verificao de PROJETO. Verificao de INSTALAO. Verificao de OPERAO. Verificao de DESEMPENHO (PERFORMANCE).
4. Instrumentos para TAB e medies. Medio de vazo de ar.
Medio de vazo de lquidos. Medio das condies temohigromtricas do ar. Medio de presso.
5. Estudo de caso e exemplos prticos:
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Sistemas de HVAC
Necessidade de climatizao em escritrios: Ambiente que proporcione o conforto aos ocupantes ou Produtividade do usurio. Sade do usurio.
Necessidade de climatizao em rea produtivas (farmacuticas): Proporcione uma proteo ao processo e produto.
Proporcione uma proteo ao operador. Proporcione, se possvel o conforto do operador.
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1- INTRODUO E DEFINIES
Sistemas de HVAC
Conforto Trmico.
Fatores de influncia (ocupante) Temperatura;
Umidade relativa;
Velocidade do ar;
Temperatura radiante;
Atividade fsica do ocupante;
Tipo de vestimenta do ocupante;
1- INTRODUO E DEFINIES
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Sistemas de HVAC rea produtiva.
Fatores de influncia (processo, produto,operador e meio ambiente). Temperatura de bulbo seco. Umidade relativa. Velocidade. Pureza (biolgica, qumica e fsica).
Presso do ambiente com relao ao ambiente externo oucontguo (conteno de contaminantes). Contaminao do meio ambiente externo.
1- INTRODUO E DEFINIES
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OVERVIEW1. Introduo e definies:
2. Alguns Fundamentosnecessrios:
Unidades de medida. Transferncia de calor. Psicrometria. Fluidomecnica. Eletrotcnica. Controles.
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2. FUNDAMENTOS
UNIDADES DE MEDIDA
SI SIGLAS E CONVERSO DEUNIDADES
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2. FUNDAMENTOSSISTEMA BASE UNIDADES (SMBOLO)
ABSOLUTOSI (SistemaInternacional)
comprimento; massa;tempo; corrente eltrica;intensidade luminosa;temperaturatermodinmica;quantidade de substncia.
metro (m); quilograma(kg); segundo(s); ampre (A); candela (cd); kelvin(K); mole (mol)
SISTEMAINGLS
comprimento; massa;tempo
p (ft); libra (lb massa); segundo (seg)
SISTEMAMTRICOMKS GIORGI
comprimento; massa;tempo
metro (m); quilograma(kg); segundo (s)
SistemaGSC**
comprimento; massa;tempo
centmetro (cm); grama(g); segundo(s)
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2. FUNDAMENTOSTabela 1.1 Unidades Bsicas
Grandeza Fsica Nome da unidade Smbolocomprimento metro mmassa kilograma kgtempo segundo scorrente eltrica ampre Atemperaturatermodinmica
kelvin K
quantidade de
substncia
mole mol
intensidade luminosa candela cdUnidadessuplementares
radiano ngulo plano radesterradiano ngulo slido sr
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2. FUNDAMENTOS
TERMODINMICA ETRANSFERNCIA DE CALOR.
SEGUNDA LEI DA TERMODINMICA. impossvel uma mquina que converta aenergia de um nvel mais baixo de temperaturapara um nvel mais alto de temperatura semuma fonte externa de trabalho.
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2. FUNDAMENTOS TRANSFERNCIA DE CALOR.
Trocadores de calor. Corrente paralela Corrente cruzada
transferencia de calor e esttica fluido.pdf
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2. FUNDAMENTOS
0 10 20 30 40 50
60
70
80
90
100
110
110
120
120
ENTHALPY- KJPER KILOGRAM OF DRYAI R
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ENTH
ALPY-KJPERKILO
GRAM
OFDRY
AIR
SATU
RATIONTEMPERA
TURE
-C
5 10
15
20
25
30
35
40
45
50
DRYBULBTEMPERATURE-C
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
10%RELATIVE HU
MIDITY
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
5
5
10
10
15
15
20
20
25
25
30WETBULBTEMPERATURE-C
30
0,84
0,86
0,88
0,90
0,92VOLUME-C
UBICMETERPERkgD
RYAIR
0,94
0,96
0,98
1,001,02
HUMIDITYRATIO-
GRAMSMOISTUREPER
KILOGRAMD
RYAIR
R R
ASHRAE PSYCHROMETRIC CHART NO.1NORMAL TEMPERATURE
BAROMETRIC PRESSURE: 94,324 kPa
Copyright 1992
AMERICAN SOCIETY OF HEATING,REFRIGERATING ANDAIR-CONDITIONING ENGINEERS,INC.
600 METERS
0
1 .0 1. 0
:
1,5
2, 0
4,0
-4,0-2
,0
-1,0
-0,5
-0,2
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 ,7
0,8
-5,0
-2,0
0,0
1,0
2,0
2,5
3,0
4,0
5,0
10,0
-
::
S EN SI BL E H EA T Q sT OT AL HE AT Q t
ENTHALPYHUMIDITYR ATIO
DhDW
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2. FUNDAMENTOS Fluidomecnica
Conceitos bsicos.
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2. FUNDAMENTOS
Fluidomecnica
Perfil de velocidades.
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2. FUNDAMENTOS Fluidomecnica
Presso esttica. Presso dinmica
pd = V2/ 2
PestPdin
Pdin
PestPtotal
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2. FUNDAMENTOS
Fluidomecnica
Conceitos da dinmica dos fludos.
Q = v . A (Q = vazo; v = velocidade e A = rea doconduto). Perda de carga distribuda.
Perda de carga localizada. p = C . v2/2
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2. FUNDAMENTOS Fluidomecnica
Conceitos da dinmica dos fludos.
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2. FUNDAMENTOS
Lei dos Ventiladores
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2. FUNDAMENTOS
ELETROTCNICA Motores de induo trifsicos. Inversores de frequncia. Comandos.
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2. FUNDAMENTOS
ELETROTCNICA Motores de induo trifsicos.
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2. FUNDAMENTOS
CONTROLES
o sistema que forneceinteligncia para os
processos termodinmicos.
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Ex.: Perfil dassalas voltadaspara o leste
Ex.: Perfil dassalas voltadaspara o oeste
Necessidade de controle por zona.
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Controles
2. FUNDAMENTOS
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2. FUNDAMENTOS
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Caixa de VAV
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3. FASES DE IMPLEMENTAO
Verificao do Projeto;
Verificao da Instalao; Verificao Operacional;
Verificao do Desempenho.
Etapas de Trabalho
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O TAB praticamente no tem atuao nestafase.
uma atribuio do Comissionamento, definiro que deve ser testado e ajustado, prover ainstalao de dispositivos e pontos de
medio para as variveis crticas, para serutilizado mais tarde pela equipe do TAB.
Falhas nesta fase impactam no resultado doTAB.
Fase de Projeto
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Fase de Instalao
Testes on-site: Estanqueidade de dutos e gabinetes. Tubulao (vazamento, solda etc.). Conformidade com projeto executivo
Testes off-site: Estanqueidade de gabinetes. Inspeo de prottipos. Equipamentos (teste de
desempenho).
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Fase de Instalao
Qualificao: Dados dos equipamentos obtidos em campo. Comparao com os dados do projeto. Certificados dos testes off-site. Verificao dos materiais empregados.
Emisso parcial de documentos dequalificao.
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Fase Operacional
Ventiladores: Ponto de operao Nvel de rudo
Presses para filtros inicial e final. Efeito de sistema.
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VENTILADORES Tipos de ventiladores
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VENTILADORES Efeito de sistema.
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CURVA DE SISTEMA
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Pg. 45
H [m]
Q [m/h]
CCBPARALELO
CCI
QPARALELO
H(Qparal)
Ponto de
Funcionamento
Paralelo
CCBSIMPLES
QSIMPLES
H(Qsimp)
Ponto de
Funcionamento
Simples
Fase Operacional
Serpentinas. Capacidade trmica (sensvel e latente). Perda de presso lado do ar e da gua. Vazo de gua gelada.
Rede de dutos e distribuio de ar. Teste, Ajuste e Balanceamento Pressurizao entre salas (interferncia
com arquitetura). Aferio de VAVs e Sensores
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DifusoresDistribuio de ar Grelhas
Resgistros
Troffers ( argh!!!)
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Fase Operacional
Filtros de Ar: Eficincias de filtragem. Posicionamento relativo dos filtros Limites de aceitao para testes de
campo.
Condicionadores de Ar: Acesso para manuteno e teste dos
filtros Tomadas de presso e medidores devazo.
Estanqueidade do gabinete. Estrutura dos filtros.
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EN 779 2003 Particulate air filter for generalventilation.
Filtros de ar
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Condicionador de ar Nomes dados este equipamento:
Fan Coil. Air Handling Unit (AHU) Condicionador de ar.
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Condicionador de ar
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Fase Operacional
Chillers Capacidade e Performance. Monitoramento das Etapas de Operao
Bombas
Corrente nos Motores
Operao em Paralelo Rede Hidrnica
Teste, Ajuste e Balanceamento(HIDRNICO).
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Expanso Indireta
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Sistemas de distribuio. Vlvula de 2 vias com descoplamento
(anel primrio e secundrio.
Componentes dos sistemas. Vlvula de balanceamento
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Componentes dos sistemas. Sistema Ptplug.
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SISTEMAS HIDRNICOS
Curva caracterstica da bomba centrfuga.curva bomba exemplo.pdf
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SISTEMAS HIDRNICOS Comportamento da bombacentrfuga.
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Fase Operacional
Torres de Resfriamento Capacidade. Corrente no Motor do Ventilador. Distribuio de gua nos Bicos. Equalizao das Bacias - Ajuste do Nvel.
Tanques de Termo-Acumulao
Monitoramento dos Ciclos de Carga eDescarga.
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Verificao do Desempenho
o momento em que o sistema deveoperar como um todo incluindo o BMS.
quando deve ser provado que osistema atinge e mantm as variveisestveis.
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Verificao do Desempenho
Para esta verificao necessrio que
atravs de instrumentos eprocedimentos seja conhecido ocomportamento da instalao.
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Expanso Indireta
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O ciclo frigorfico para o sistema deresfriamento
67
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00
EficinciaEnergtica-EER(kW/TR)
22/10/01 - Hora (hh:mm)
Central de gua GeladaChiller UR-01A - Eficincia Energtica
O ciclo frigorfico para o sistema deresfriamento
68
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00
Efic
inc
iaEnerg
tica-E
ER(kW/TR)
04/12/01 - Hora (hh:mm)
Central de gua GeladaChiller UR-01A - Eficincia Energtica
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Expanso Indireta
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SISTEMAS HIDRNICOS Associao de bombas centrfugas.
Ponto de operao em associao em paralelo
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
vazo em m3/ h
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Expanso Indireta
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Expanso Indireta
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio X Monitorao
Qual a diferena? Erros de leitura. Propagao de erro.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio e monitorao: De vazo, temperatura e presso de ar. De vazo, temperatura e presso de lquidos.
Das condies temohigromtricas do ar. Outras grandezas pertinentes. Medio das grandezas eltricas.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar.
Mtodo Pitot Transverso. Presso dinmica.
Pd= v2 (16 a 64 leituras)
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar. Detalhes do Pitot
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar.
Termoanmmetro. Velocidade direto da leitura.
(16 a 64 leituras)
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).
Velocidade direto da leitura.(16 a 64 leituras)
Efeito de Vena contracta Necessidade de
corrigir valor para clculo da vazo.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).
Correo do valor da vazo lida na sada daserpentina por causa do efeito de venacontracta.
AABC Test & Balance Procedures.
81
4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar. Anemmetro rotor axial (no ventoinha).
Correo do valor da vazo lida na entrada dofiltro (tambm precisa de correo)
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de ar.
Balmetro (Balometer). Leitura feita em uma seco conhecida. Necessidade de correo devido ao desvio de
leitura com valor com pitot. Influncia do perfil de velocidade na grade de
leitura
83
4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de ar. Grade de Wilson.
Interpolao da mdia. Normalmente dispositivo fixo. Influncia do perfil de velocidade na grade de
leitura
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de presso de ar.
Tubo em U. Tubo Inclinado. Micromanmetro. Magnehelic.
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo de lquidos. Ultrasnico (efeito Doppler)
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de vazo de lquidos.
Ultrasnico Transit Time
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio de vazo/presso diferencialde lquidos. Vazo a partir da presso diferencial;
V = K P1/2
K = constante que depende da singularidade(ou placa de orifcio).
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de presso de lquidos.
Manmetros; Tubo de Boudon. Eletrnico (clula de carga).
Uso do PT Plug; Com manmetro. Com termmetro.
P/T Plug de de Bronze BBNO-500http://www.vectus.com.br/maletas-testes.html
89
4. INSTRUMENTOS PARA O TAB
Medio das condies termohigromtricas do ar. Psicrmetro;
Manual. Com bateria.
Termo-higrmetro;
http://www.vectus.com.br/psicrometro.html
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4. INSTRUMENTOS PARA O TAB Medio de rotao.
Tacmetro mecnico; Contato com o elemento girante.
Tacmetro tico Sem contato com o elemento girante
Luz Estroboscpica (estroboscpio)
Sem contato com o elemento girante
Tacmetro - Tacmetro tico - Tacmetros -Instrumentos de Medio - Vectus
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5. ESTUDOS DE CASOS
Medio de vazo. Medio de desempenho de
ventilador. Medio de desempenho de
bombas e chillers.
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Estudo de Caso - Erros de medio
causados por difusores
VAC
A B
C D
Duto principal de chapagalvanizada;
Dutos flexveis interligam o dutoprincipal s caixas dos difusores;
VAC um regulador automticopara vazo constante;Os difusores so de fabricaoTrox, modelo VDW (alta induo);
93
Problema encontrado
Diferenas significativas entre as leituras devazo de ar obtidas por dois balmeters demodelos APM 150 e EBT 721, comcertificados de calibrao vlidos;
DIFUSORESVazo de projeto
(m3/h)Vazo APM 150
(m3/h)Vazo EBT 721
(m3/h)
A 615 550 920B 615 600 860C 615 660 790D 625 470 810
SOMATRIO 2470 2280 3380
DIFERENAS-7,7% 36,8%
48%94
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Leitura com tubo de Pitot no duto principal:
Leitura com aletas defletoras do difusor naposio horizontal:
DIFUSORESVazo de projeto
(m3/h)Vazo com tubo
de PitotVazo APM 150
(m3/h)Vazo EBT 721
(m3/h)
SOMATRIO 2470 2785 2280 3380
DIFERENAS-18,1% 21,4%
48%
DIFUSORES
Vazo de projeto
(m3/h)
Vazo com tubo
de Pitot
Vazo APM 150
(m3/h)
Vazo EBT 721
(m3/h)
SOMATRIO 2470 2785 2477 2865
DIFERENAS -11,1% 2,9%
16%
95
Leitura com retificador de fluxo nobalometer:
DIFUSORESVazo de
projeto (m3/h)Vazo com
tubo de PitotVazo APM150 (m3/h)
Vazo EBT 721(m3/h)
SOMATRIO 2470 2845 2680 2821
DIFERENAS-5,9% 1,3%
5%
96
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49
97
0,00%
,00%
10,00%
1,00%
0,00%
,00%
0,00%
,00%
0,00%
,00%
0
100
00
00
00
00
00
00
10 110 10 10 10 10 10
3/
3300 2500 2500
2500 3300 3300
3500 2500 00
00 00 00
98
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
50/56
50
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150 200 250 300
Altu
raManom
trica
(mca
)
Vazo (m/h)
BAGP-02 - Curva Caracterstica
Medies em Campo
Q_proj
Q_mx
Dado de Placa
Curva de Projeto
Poly. (Medies em Campo)
99
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
Eficinciia(%)
Vazo (m/h)
BAGP-02 - Eficincia
Medies em Campo
Q_proj
Q_mx
Dado de Placa
Log. (Medies em Campo)
Poly. (Medies em Campo)
100
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
51/56
51
0
10
20
30
40
50
60
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Altu
raManomtrica(mca)
Vazo (m/h)
BAGS-01- Curva Caracterstica
Medies em Campo
Q_proj
Q_mx
Dado de Placa
Curva de Projeto
Poly. (Medies em Campo)
101
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Eficinciia(%)
Vazo (m/h)
BAGS-01 - Eficincia
Medies em Campo
Q_proj
Q_mx
Dado de Placa
Poly. (Medies em Campo)
102
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
52/56
52
Aferio de campo Medidor de Vazo
tipo Vortex (famoso ventoinha)
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
100.0
10.0
10.0
10.0
0
Vazode
guaGelada(m3/h)
Frequncia da BAGS (Hz)
Medidor de Vazo - Circuito Secundrio
103
104
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00
Temperatura(C
)
29/11/2010 Hora (hh:mm)
Anlise de Torre de ResfriamentoTR-02 - "Approach" da Torre
Tempeeatura de Entrada de gua na Torre
Temperatura da gua na Bacia da Torre
Temp. Bulbo mido do Ar na Entrada da Torre
Approach da Torre
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
53/56
53
Qualificao de Instalao Anlisede Vlvulas Flow-Com (Vlvulas deVazo Constante)
1
11
1
1 4%
/
/
/
52%
105
Teste de Chillers ASHRAE 30-1995
100
150
200
250
300
350
400
450
100.0 100.0 99.0 99.0 98.0 94.0 83.5 83.0 83.0 82.0 69.0 68.0 67.0 65.0 41.0 40.0 40.0 39.0
Capacidade(tr)
Part Load (%)
Tag: CH-02 - Capacidade - Grfico Comparativo
Capacidade - Teste
Capacidade Mnima - Teste
Capacidade Mxima - Teste
Capacidade Estimada - COMP1
Capacidade Mnima -Tolerncia Limite
106
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
54/56
54
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
100.0 1 00.0 99.0 99.0 98.0 94.0 83.5 83.0 83.0 82.0 69.0 68.0 67.0 65.0 41.0 40.0 40.0 39.0
EER(kW/tr)
Part Load (%)
Tag: CH-02 - EER - Grfico Comparativo
COP -Teste
COP Mnimo -Teste
COP Mximo - Teste
COP Estimado - COMP1
COP Minimo -Tolerncia Limite
107
100
150
200
250
300
350
400
450
92.0 92.0 92.0 91.0 91.0 86.0 85.0 83.0 82.0 80.0 79.0 78.0 77.0 64.0 64.0 63.0 45.0
Capacidade(tr)
Part Load (%)
Tag: CH-01 - Capacidade - Grfico Comparativo
Capacidade - Teste
Capacidade Mnima - Teste
Capacidade Mxima - Teste
Capacidade Estimada -COMP1
Capacidade Mnima - Tolerncia L imite
108
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
55/56
55
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
92.0 92.0 92.0 91.0 91.0 86.0 85.0 83.0 82.0 80.0 79.0 78.0 77.0 64.0 64.0 63.0 45.0
EER(kW/tr)
Part Load (%)
Tag: CH-01 - EER - Grfico Comparativo
COP - TesteCOP Mnimo - Teste
COP Mximo - Teste
COP Estimado -COMP1
COP Minimo -Tolerncia Limite
109
Anlise Operacional - VAVs
Editora Abril - Ed. Birmann 21Verificao das VAVs/VACs
Vazo Acima do Projeto -VAV35%
Vazo Acima do Projeto -VAC19%
Diversos - VAV10%
Diversos - VAC13%
Desvios de LeituraAnsett/Veranum
18%
Vazo Abaixo do Projeto -VAV6%
110
7/25/2019 Testes Ajustes e Balanceamento No Processo de Comissionamento
56/56
OBRIGADO!
Eng. Wili Colozza Hoffmann
111