Climatização

Código:

EM0056

Sigla:

C

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Fluidos e Calor

Ocorrência: 2010/2011 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Fluidos e Energia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	22	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	8	84	213

Língua de trabalho

Português

Objetivos

De uma forma geral os objectivos da disciplina dividem-se em dois grupos, um directamente associado ao edifício e respectivo conforto dos seus ocupantes, e um outro grupo relacionado com os equipamentos de climatização.
Numa primeira fase, pretende-se que os alunos aprendam os conceitos básicos ligados ao comportamento térmico de edifícios, em termos dos requisitos funcionais que determinam o estabelecimento das condições ambientais interiores pretendidas, em termos das solicitações climáticas a que estão sujeitos, e em termos da resposta dos componentes dos edifícios, individualmente e no seu conjunto, a essas solicitações, no sentido de desenvolver um espírito crítico que leve a decisões correctas aquando do projecto e dimensionamento térmico de edifícios.
É objectivo que os alunos se familiarizem com os diferentes tipos de sistemas e equipamentos de climatização, suas vantagens e inconvenientes, dominem as suas condições de funcionamento e tenham uma primeira introdução a critérios de dimensionamento e de selecção dos equipamentos. Pretende-se ainda uma familiarização com os conceitos de eficiência energética e de conservação de energia nos sistemas de climatização, bem como com a regulamentação existente para a térmica de edifícios e sistemas AVAC.

Pretende-se também que os alunos completem a aprendizagem dos conceitos básicos ligados ao comportamento térmico de edifícios com o estudo das metodologias de cálculo, dinâmico e simplificado, das cargas térmicas de aquecimento e de arrefecimento, bem como os métodos de estimar as correspondentes necessidades energéticas para climatização de um edifício durante um ano típico.

Programa

1. Psicrometria (revisão)
2. Conforto
3. Qualidade do Ar
4. Infiltrações e Ventilação Natural
5. Clima
6. Geometria e Radiação Solares
7. Balanços Térmicos e Energéticos em Edifícios
8. Prioridades de actuação na Concepção Térmica de Edifícios
9. Concepção bioclimática de edifícios (sistemas passivos)
10. Sistemas de Climatização: tipos e funcionamento
11. Sistemas de aquecimento
12. Sistemas de recuperação de energia
13. Sistemas para espaços com elevadas cargas latentes
14. Fontes de Calor e de Frio
15. Cálculo da Carga Térmica de Aquecimento para Edifícios
16. Métodos de Cálculo de Cargas Térmicas de Arrefecimento
17. Métodos de Cálculo das Necessidades Anuais de Climatização (Aquecimento e de Arrefecimento) para Edifícios
18. Regulamento das Características de Comportamento Térmico de Edifícios (RCCTE)
19. Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização em Edifícios (RSECE)
20. Análise económica de alternativas energéticas
21. Distribuição de fluidos: redes de tubagem e sistemas de armazenamento térmico
22. Princípios da Conservação de Energia em sistemas de climatização
23. Aplicação dos conceitos a um caso de estudo concreto, incluindo breves noções de utilização de “software” para dimensionamento e análise energética em edifícios e sistemas.

Bibliografia Obrigatória

Decreto-Lei n.o 79/2006 :O Regulamento dos Sistemas Energéticos de Climatização, Diário da República Portuguesa
Mendes, J. Casimiro 070; Temperaturas exteriores de projecto e números de graus-dias
NP EN 378 - 1,2 e 3: Sistemas frigoríficos e bombas de calor . Requisitos de segurança e protecção ambiente, Instituito Português da Qualidade, 2001
Santos, C. A. Pina dos; Coeficientes de transmissão térmica de elementos da envolvente dos edifícios. ISBN: 972-49-1374-0
Decreto-Lei n.o 80/2006: O Regulamento das Características de Comportamento, Diário da República Portuguesa, 2006
McQuiston, Faye C.; Heating, ventilating, and air conditioning. ISBN: 0-471-35098-2
Decreto-Lei n.o 78/2006: A Directiva n.o 2002/91/CE, do Parlamento Europeu, Diário da República Portuguesa, 2006

Bibliografia Complementar

Ergonomics of the thermal environment – Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria (ISO 7730:2005), CEN/ISO, 2005
ASHRAE; Heating, ventilating, and air conditioning applications. ISBN: 1-883413-72-9
Allard, Francis 340; Natural ventilation in buildings. ISBN: 1-873936-72-9
ASHRAE; Norma 62-2001: Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality , ASHRAE, 2001

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As matérias são leccionadas em aulas teórico-práticas de 120 minutos cada uma. Para além das matérias teóricas, são também propostos problemas e estudos aos alunos para trabalho individual ou em grupo fora das aulas, sendo estes discutidos nas aulas.
Está prevista uma visita de estudo a instalações em construção ou já construídas para familiarização dos alunos com sistemas reais e com os seus problemas práticos (local ainda a definir).
Serão realizadas duas sessão laboratoriais: uma com equipamentos para medição de humidades relativas, e uma outra sobre medição de caudais e realização e balanços energéticos a uma unidade de tratamento de ar. Os alunos deverão elaborar relatórios práticos sobre os dois trabalhos realizados em laboratório.
Os alunos elaborarão um trabalho sobre um edifício concreto, para aplicação prática dos conceitos de dimensionamento de sistemas de climatização e verificação da conformidade regulamentar (RCCTE e RSECE).

Software

CADVent
Energy+
RCCTE-STE
CADVent
Energy+

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	78,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Não exceder o limite de faltas e realizar, apresentar e discutir, os relatórios das sessões laboratoriais e do caso prático.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação distribuída:
Mini-teste ou exame finals: 60%
Relatórios das sessões laboratoriais: 45%
Opinião do docente: + ou - 1 val.

Provas e trabalhos especiais

1. Técnicas de medição de humidade relativa
Ilustração dos diversos tipos equipamentos (psicrómetro, medidor de ponto de orvalho e medidor capacitivo), comparando os resultados e inferindo a precisão de cada tipo de equipamento. Avaliação do grau pessoal de conforto térmico de cada aluno, face às condições ambientais na sala de aula, e à roupa e actividade de cada aluno. São feitas pelos alunos medições das condições ambientais objectivas.
2. Medição dos caudais de ar a circular em condutas e insuflados por difusores da UTA existente no laboratório(1 aula) Demonstração das técnicas de medição de caudais em instalações de ventilação forçada, em condutas rectangulares e circulares, incluindo pitot, fio quente, métodos integrais, etc.. Referência às normas existentes, influência da localização dos pontos de medida. Tratamento dos dados e comparação da precisão dos diferentes métodos de medição. Efectuar o balanço energético de uma instalação AVAC.
3. Cálculo das cargas térmicas aplicado ao edifício específico (caso prático), aplicação do RCCTE, determinação das necessidades energéticas, aplicação regulamentar (RSECE) e traçado de sistemas em software específico – edifício de serviços

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Avaliação será feita com um exame escrito (60%) em data a marcar pelo responsável da disciplina, e pela elaboração e entrega dos trabalhos acima indicados (40%).

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pode ser obtida de acordo com as normas em vigor.