RapidHvac – Características gerais

Características gerais #

Estima as cargas térmicas que afetam um edifício e determina as características do equipamento de ar condicionado: capacidade de refrigeração, capacidade de aquecimento, fluxo de ar, ventilação, parâmetros da bateria, etc…

• Permite importar uma planta do edifício previamente feita com um programa CAD em formato DXF  ou DWG para que todas as dimensões e medidas sejam tiradas diretamente do programa e não seja necessário ter a planta em papel e a escala na mesa.
• Confortável ambiente gráfico com informações na tela sobre os elementos que compõem o edifício relacionados de forma hierárquica: Edifício, sistemas, zonas, fechamentos, vidros, ocupação, iluminação…
• Contém bancos de dados com os elementos construtivos mais utilizados, mas também é totalmente aberto a modificações do usuário. Inclui o Catálogo de elementos construtivos do CTE-HE.
• Aplica as condições de cálculo e dimensionamento estabelecidas no “Regulamento de Instalações Térmicas em Edifícios” RITE de 2007 e alterações posteriores.
• Calcula ganhos instantâneos de calor e sua transformação em cargas de resfriamento de acordo com dois métodos de cálculo: funções de transferência (TFM) ou séries temporais radiantes (RTS), ambos métodos desenvolvidos pela ASHRAE.
• Calcula os parâmetros de funcionamento da serpentina do evaporador, obtendo as vazões de ar tratado, de retorno e de ventilação, com suas propriedades higrotérmicas.
• Adequado para cálculos de edifícios localizados em qualquer situação do mundo e para qualquer hora e dia do ano.
• Possibilidade de especificar e armazenar horas de funcionamento de iluminação, pessoal, ventilação e equipamentos elétricos para facilitar a definição de cargas.
• Opções para estudar a sombra produzida por beirais e beirais ao longo do ano e sua influência na carga térmica.
• Gera gráficos da evolução dos ganhos instantâneos e da carga térmica ao longo do dia.
• Gera extensa documentação composta por tabelas com repartição de cargas por aquecimento, arrefecimento, resumo por zonas, por sistemas ou por edifício, etc. Esta documentação é apresentada pelo editor padrão do Windows para imprimir, armazenar ou modificar.

Uso do programa #

O primeiro passo é executar o comando Arquivo/Novo. Aparecem automaticamente várias caixas de diálogo para introduzir os dados principais: Condições de projeto exterior, importar um plano CAD que será usado para fazer as medições (não é essencial), propriedades do primeiro sistema e propriedades da primeira zona.

As condições de desenho exterior são extraídas de uma tabela onde estão inicialmente disponíveis as cidades que constam no Guia IDAE 12 “Condições exteriores de projeto” e na norma UNE 100-001-2001, embora o programa esteja aberto para introduzir novas cidades e especiais condições de trabalho.

As características de uma área incluem o tipo de uso a que se destina, as taxas de ventilação, pé-direito e as condições interiores que se deseja obter.

Terminado o assistente de novos projetos, aparece a tela do programa conforme a figura a seguir dividida em duas partes: A esquerda representa uma árvore de elementos construtivos, e a direita a planta baixa onde a posição e o tamanho dos fechamentos, divisórias e elementos de fontes internas. Abaixo da tela de desenho está o painel de informações e o painel de erros.

Para adicionar qualquer novo elemento ao edifício, basta acessar o menu Inserir ou pressionar o botão correspondente na barra de elementos localizada na vertical esquerda.

Os fechamentos verticais podem ser definidos graficamente indicando o ponto inicial e final. O RapidHvac calcula automaticamente a orientação e a superfície (mesmo descontando os furos) e atribui o elemento de construção padrão para o uso escolhido.

As operações de medição de comprimentos de recintos e superfícies de locais são complementadas por uma calculadora que permite a sua utilização, por exemplo, a área de um recinto pode ser subtraída à superfície dos seus furos, as superfícies de vários locais podem ser adicionado, o comprimento de uma partição pela altura de sua área, etc.

Uma vez definidos todos os elementos do edifício, inicia-se o cálculo pressionando a opção Cálculos/Equilíbrio térmico. Como resultado, o programa calcula os ganhos instantâneos de calor e os transforma em cargas de resfriamento. É capaz de obter a época do ano de carga máxima, embora também possa ser calculada para um tempo pré-determinado.

O painel de resultados informa as cargas térmicas em cada espaço e sistema, os fluxos de ventilação e a relação por unidade de superfície. É possível ordenar a lista clicando em qualquer uma das colunas, o que facilita a interpretação dos resultados.

Para cada zona ou elemento térmico é possível visualizar os gráficos de evolução de carga e ganhos instantâneos.

Como documentos de resultados, são geradas tabelas de cargas térmicas para zonas e sistemas em aquecimento e resfriamento, e memória de projeto com as seções do RITE-2007. Os documentos são obtidos em formato RTF e são abertos automaticamente no processador de texto instalado no computador.

O RapidHvac também é capaz de calcular a bateria fria necessária para climatizar o local, determinando o fluxo de ar, as temperaturas seca e úmida em cada ponto do sistema, a operação e as linhas do sistema, etc. Os resultados podem ser obtidos em formato de tabela ou na carta psicrométrica.

uso internacional #

O RapidHvac permite configurar as condições externas do projeto para o Hemisfério Sul.

Existem versões do RapidHvac  para vários países da América do Sul, como Chile e Colômbia.

O documento ” Condições climáticas de projeto para localidades internacionais ” descreve o processo de definição das condições climáticas de projeto para aquelas localidades que não constam nas bases de dados originais do programa.

métodos de cálculo #

1-  Método da Função de Transferência (TFM) : Este método apareceu inicialmente no ASHRAE Handbook, HVAC Fundamentals, 1977, e foi o método mais aproximado e rigoroso até o surgimento do método de balanço térmico (HBM). É uma metodologia complexa, que requer grande poder computacional para a resolução iterativa das equações ou funções de transferência com as quais se modela a conversão de ganhos instantâneos em cargas de refrigeração.

2-  Radiant Time Series Method (RTSM) : Este é um método relativamente novo, aparecendo pela primeira vez na edição de 2001 do ASHRAE Handbook Fundamentals, e é derivado diretamente do método de balanço de calor (HBM), atualmente considerado o método mais preciso.

É um método tão rigoroso quanto o  TFM  , mas requer menos poder computacional. Além disso, os fatores de resposta periódica e os fatores de tempo radiante adicionam significado físico que permite ao usuário visualizar claramente os efeitos do armazenamento e atraso nos ganhos de calor por condução e radiação e a resposta térmica de cada zona.

Este método é descrito em detalhes no “Manual de Aplicações de Cálculo de Carga” de Jeffrey D. Spitler, publicado pela ASHRAE.

Ambos os métodos compartilham os mesmos procedimentos de cálculo de ganho instantâneo, diferindo apenas em sua conversão para cargas de refrigeração. A  metodologia TFM  utiliza para esta conversão as funções de transferência, em que a carga térmica de cada momento depende tanto dos ganhos instantâneos quanto da carga térmica dos períodos anteriores.

No caso do  método RTSM  , a conversão para cargas de resfriamento é realizada por meio de uma série de fatores de distribuição temporal que são aplicados apenas aos ganhos instantâneos de radiação gerados nas 24 horas anteriores.

Vídeo de operação básica #

O seguinte vídeo-tutorial explica a operação básica do software RapidHvac: