Para alcançar alto desempenho, os sistemas prediais devem utilizar equipamentos adequados para cada aplicação. No entanto, mesmo equipamentos de alta qualidade apresentam desempenho ruim com uso incorreto, e isso geralmente ocorre quando as configurações do equipamento não estão configuradas corretamente. Os controles automáticos são frequentemente recomendados pelos engenheiros da MEP, pois mantêm sempre as configurações ideais para os sistemas prediais, sem necessidade de ajustes manuais.
Os sistemas prediais podem desempenhar suas funções de forma mais eficaz com controles automáticos. Por exemplo, os equipamentos de aquecimento e refrigeração podem controlar melhor a temperatura interior, proporcionando um ambiente mais confortável para os ocupantes. Os controlos automáticos também reduzem o custo operacional de muitos sistemas prediais, conseguindo sinergia com medidas de eficiência energética. Um período de retorno inferior a um ano é possível em alguns casos.
Este artigo se concentrará em algumas das aplicações mais comuns de controles automáticos em edifícios, mas há muitas maneiras de utilizá-los. Os sistemas de automação predial (BAS) tendem a se concentrar na iluminação e no HVAC, uma vez que essas duas áreas geralmente somam mais de 80% do consumo de energia.
Melhore o desempenho do seu edifício com controles automáticos
Controles automáticos de iluminação
As luminárias podem representar mais de 20% do consumo de energia em edifícios comerciais, onde muitas atividades de trabalho requerem iluminação abundante durante muitas horas. O consumo de energia dos sistemas de iluminação pode ser particularmente elevado se as lâmpadas utilizadas forem ineficientes – lâmpadas incandescentes, halógenas e de iodetos metálicos são alguns exemplos. As luminárias também consomem mais energia se forem deixadas acesas quando não são necessárias, um erro comum quando os ocupantes estão concentrados em outras tarefas.
A melhor forma de controlar um sistema de iluminação muda dependendo da aplicação. Os tipos mais comuns de controles automáticos de iluminação são os seguintes:
- Os controles baseados em tempo simplesmente seguem uma programação para ativar e desativar as luminárias. Esses controles são recomendados para áreas com ocupação previsível.
- Os controles de ocupação respondem à presença humana em determinadas áreas. Eles usam sensores que detectam ocupantes com luz infravermelha, ultrassom ou uma combinação de ambos.
- Os controles de luz natural respondem à iluminação natural do sol. As fotocélulas básicas simplesmente ativam as lâmpadas quando elas não recebem mais luz solar, enquanto sistemas mais complexos diminuem ou aumentam gradualmente a intensidade das lâmpadas de acordo com a luz do dia disponível.
Os controles automáticos alcançam sinergia com a iluminação LED, que tolera comutação e dimerização contínuas. Por outro lado, os tipos de lâmpadas mais antigas sofrem uma redução drástica da sua vida útil quando são trocadas frequentemente.
Os controles de iluminação mais básicos simplesmente fornecem operação ON/OFF, e dimmers são usados quando o controle de brilho é necessário. Alguns sistemas LED permitem ainda o ajuste da cor da iluminação e a criação de diferentes “cenas de iluminação” para espaços interiores.
Controles Automáticos para Sistemas HVAC
Os sistemas HVAC representam mais de 50% do consumo de energia em alguns edifícios e são possíveis poupanças significativas com a automação. Engenheiros consultores geralmente recomendam inversores de frequência variável (VFD) para manipuladores de ar, torres de resfriamento, compressores e bombas hidrônicas. Os termostatos inteligentes são uma opção econômica para instalações menores, e as caldeiras a gás podem melhorar seu desempenho com controles automáticos de purga.
Os sistemas de aquecimento e resfriamento são frequentemente controlados com configurações manuais e frequentemente operam em plena capacidade quando apenas uma saída parcial é necessária. Além de desperdiçar energia, isto pode causar aquecimento e arrefecimento excessivo dos espaços interiores, causando desconforto aos ocupantes e potencialmente problemas de saúde. Os resfriadores, caldeiras e bombas de calor modernos geralmente vêm com controles integrados e nenhum equipamento adicional é necessário nesses casos.
Outro conceito promissor é a ventilação controlada por demanda (DCV), onde a velocidade do ventilador dos manipuladores de ar é ajustada de acordo com o número de pessoas em uma área interna. O DCV pode conseguir poupanças significativas em edifícios com ocupação variável.
Os sistemas de fluxo variável de refrigerante (VRF) são um tipo específico de instalação HVAC que pode fornecer aquecimento e resfriamento, controlando o fluxo de refrigerante de acordo com a carga. Os sistemas VRF têm maior eficiência do que os equipamentos convencionais de aquecimento e resfriamento e economizam espaço ao usar linhas de refrigerante em vez de tubos hidrônicos ou dutos de ar volumosos.
Monitoramento, Alarmes e Segurança
Como os sistemas de automação predial utilizam muitos tipos de sensores, eles coletam constantemente dados valiosos sobre equipamentos e componentes associados. Os controles automáticos podem ser configurados para enviar uma notificação sempre que detectarem um problema que represente perigo ou exija atenção do pessoal de manutenção.
Os sistemas de alarme podem ser integrados com plataformas de automação predial, proporcionando visibilidade de todas as zonas e seu status. Os gestores de edifícios podem aceder a estes dados em tempo real e o sistema pode enviar notificações automáticas em resposta a condições perigosas.
Controles Automáticos para Geração e Armazenamento de Energia
Edifícios com sistemas próprios de geração e armazenamento podem obter maiores benefícios dessas tecnologias adicionando controles inteligentes. Considere o seguinte exemplo com armazenamento de eletricidade:
- Se o edifício estiver sujeito a tarifas variáveis de eletricidade, um sistema de armazenamento pode ser configurado para aproveitar os preços baixos do kWh e evitar o consumo da rede quando são aplicados preços elevados do kWh.
- O armazenamento de energia também pode ser utilizado para reduzir os picos de consumo, diminuindo os encargos de capacidade na fatura de energia.
O armazenamento de energia elimina a principal limitação dos sistemas solares fotovoltaicos e das turbinas eólicas, que é a sua dependência de insumos energéticos variáveis. Microturbinas alimentadas por gás natural ou biomassa também são viáveis em alguns edifícios, proporcionando uma fonte de energia controlável que torna o edifício menos dependente da rede eléctrica.
Recomendação Final
Os controles automáticos podem aprimorar todos os tipos de sistemas prediais, melhorando seu desempenho e reduzindo o consumo de energia. Porém, usar o dispositivo certo para cada aplicação é muito importante; as consequências da utilização de controlos errados vão desde um mau desempenho até danos no equipamento e reparações dispendiosas.
Engenheiros MEP profissionais podem projetar controles adequados para cada sistema predial, especificando os melhores sensores e dispositivos de comunicação para cada aplicação. Os controlos automáticos são frequentemente propostos após a auditoria energética, dado o seu potencial de poupança de energia e o seu curto período de retorno.
