Sistemas de climatização por viga fria utilizam água gelada para remover calor do ambiente e podem oferecer baixo nível de ruído, conforto térmico e integração com sistemas centrais de climatização e automação.
O MCA-VF é um controlador desenvolvido para aplicações com vigas frias ativas e passivas. Ele pode modular a válvula de água gelada conforme a demanda térmica, utilizar informações de temperatura e umidade e integrar a aplicação ao BMS por BACnet MS/TP ou Modbus RTU.
1. Como funciona um sistema de viga fria
A viga fria utiliza uma serpentina alimentada por água gelada, instalada no teto ou próxima a ele, para retirar calor do ambiente.
| Tipo | Princípio de funcionamento |
|---|---|
| Viga fria passiva | O ar do ambiente circula pela serpentina por convecção natural. O ar aquecido sobe, é resfriado na serpentina e retorna ao ambiente sem ventilador integrado à unidade. |
| Viga fria ativa | Além da serpentina de água gelada, recebe ar primário tratado pelo sistema central. Esse ar auxilia a indução do ar do ambiente e atende às necessidades de renovação. |
2. O risco de condensação
Em aplicações com viga fria, a temperatura da serpentina deve ser controlada de forma compatível com as condições de umidade do ambiente. Se a superfície da serpentina atingir uma temperatura inferior ao ponto de orvalho, pode ocorrer condensação.
Esse risco é especialmente importante em ambientes com umidade elevada ou quando há variações rápidas de carga térmica e condições externas.
O controle da viga fria deve considerar temperatura, umidade, ponto de orvalho, temperatura da água e estratégia de ventilação/desumidificação. A configuração do controlador não substitui o correto dimensionamento e comissionamento do sistema HVAC.
3. Como o MCA-VF atua na aplicação
O MCA-VF realiza o controle da condição térmica da zona e pode modular a abertura da válvula de água gelada conforme a necessidade de resfriamento do ambiente.
A referência de temperatura pode ser obtida pelo sensor integrado, por sensor externo ou por informação disponibilizada ao controlador pela automação, conforme a configuração adotada para a aplicação.
O MCA-VF atua sobre a válvula da serpentina. Ao modular sua abertura, ele ajusta indiretamente a vazão de água gelada e a capacidade de resfriamento da viga.
4. Proteção por ponto de orvalho
O MCA-VF dispõe de recursos relacionados a temperatura, umidade e ponto de orvalho que podem ser utilizados na estratégia de proteção contra condensação.
| Recurso | Aplicação |
|---|---|
| Sensor de temperatura | Monitora a condição térmica do ambiente para o controle da zona. |
| Sensor de umidade | Permite acompanhar a umidade relativa utilizada na avaliação da condição do ambiente. |
| Ponto de orvalho | Permite acompanhar a condição em que pode ocorrer condensação. |
| DEW Limit | Define o limite utilizado pela lógica relacionada à proteção por ponto de orvalho. |
| DEW Histerese | Define a histerese da atuação associada ao limite de ponto de orvalho. |
| Entrada para condensação externa | Permite integrar um sensor externo dedicado à detecção de condensação, quando previsto no projeto. |
Os parâmetros de ponto de orvalho e histerese devem ser ajustados de acordo com o projeto hidráulico, as temperaturas de operação, a estratégia de desumidificação e as condições ambientais esperadas.
5. Sensores, entradas e estratégias de controle
Além dos sensores internos, o MCA-VF pode ser utilizado com sensores externos e diferentes estratégias de atuação conforme o projeto.
- Sensor interno de temperatura.
- Sensor interno de umidade.
- Possibilidade de utilização de sensor NTC externo.
- Controle de válvula proporcional e aplicações com válvula on/off.
- Saídas digitais para funções auxiliares previstas na aplicação.
- Alarmes e variáveis de diagnóstico para acompanhamento da operação.
6. Integração com o BMS
O MCA-VF pode ser integrado ao sistema supervisório para monitoramento e gerenciamento centralizado da climatização da zona.
| Protocolo | Aplicação |
|---|---|
| BACnet MS/TP | Integração com redes BACnet RS-485 e sistemas BMS compatíveis. |
| Modbus RTU | Integração serial com supervisórios, gateways e sistemas compatíveis com Modbus. |
A integração pode disponibilizar variáveis de operação, temperaturas, umidade, modos, alarmes e demais pontos previstos no mapa de comunicação do controlador.
7. Configuração local e pelo MConfig
Os parâmetros da aplicação podem ser ajustados diretamente no equipamento e também pelo software MConfig, utilizado pela Mercato para configuração e comissionamento do MCA-VF.
Durante o comissionamento, devem ser conferidos o tipo de válvula, os sensores utilizados, os limites de ponto de orvalho, a estratégia de controle, o endereço de comunicação e os demais parâmetros específicos do projeto.
A seleção de sensores, válvulas, saídas auxiliares, protocolo e parâmetros de controle deve seguir a estratégia definida para cada ambiente.
8. Benefícios da aplicação com MCA-VF
| Aspecto | Benefício |
|---|---|
| Conforto | A modulação da válvula permite acompanhar as variações de carga térmica do ambiente. |
| Proteção | O acompanhamento do ponto de orvalho auxilia a estratégia de prevenção de condensação. |
| Integração | BACnet MS/TP e Modbus RTU permitem supervisão e gerenciamento pelo BMS. |
| Comissionamento | Ajustes locais e pelo MConfig facilitam parametrização, testes e manutenção. |
9. Aplicação: Hospital Mater Dei Salvador
O Hospital Mater Dei Salvador é um exemplo de aplicação de vigas frias em ambientes como quartos, recepções e áreas administrativas.
Em uma aplicação desse tipo, especialmente em clima quente e úmido, o controle de temperatura precisa trabalhar em conjunto com o tratamento do ar primário e o controle de umidade. O acompanhamento do ponto de orvalho é essencial para evitar condensação nas vigas.
Na aplicação, o MCA-VF pode modular a válvula de água gelada da viga conforme a necessidade térmica da zona e participar da estratégia de proteção contra condensação, utilizando as informações de temperatura, umidade e ponto de orvalho disponíveis.
10. Boas práticas de projeto e comissionamento
- Dimensione a viga fria e a serpentina de acordo com a carga térmica real do ambiente.
- Garanta tratamento adequado do ar primário nas aplicações com viga fria ativa.
- Defina a temperatura da água gelada considerando o ponto de orvalho esperado.
- Valide sensores de temperatura e umidade antes de liberar a operação automática.
- Ajuste DEW Limit e DEW Histerese conforme o projeto.
- Teste a resposta da válvula e confirme o sentido de atuação durante o comissionamento.
- Valide alarmes e variáveis BACnet/Modbus no BMS.
- Registre os parâmetros utilizados no MConfig para facilitar manutenção futura.
Sistemas de viga fria podem contribuir para estratégias de eficiência energética, conforto e qualidade ambiental. Porém, o uso da tecnologia ou de um controlador específico não garante, por si só, certificações como LEED, BREEAM ou WELL.
11. Resumo da aplicação
- Vigas frias utilizam água gelada para remover calor do ambiente.
- Vigas passivas utilizam principalmente convecção natural.
- Vigas ativas combinam a serpentina com ar primário tratado.
- O MCA-VF modula a válvula de água gelada conforme a demanda térmica da zona.
- Temperatura, umidade e ponto de orvalho são fundamentais para a proteção contra condensação.
- BACnet MS/TP e Modbus RTU permitem integrar o controlador ao BMS.
- O MConfig pode ser utilizado para parametrização e comissionamento do MCA-VF.
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