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Ventiladores e exaustores

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1. Conex es el tricas As conex es s o os meios de interliga o el trica entre os componentes de um circuito realizadas por condutores S o primordiais ao bom funcionamento de qualquer equipamento ligado rede el trica e a sua qualidade implica direta mente na vida til do mesmo Quando estas conex es s o imperfeitas o funcio namento do circuito poder apresentar defeito As conex es podem ocorrer diretamente entre o condutor e o conector do com ponente O procedimento correto para fixar o conector e Retirar uma quantidade suficiente do isolamento da ponta do condutor e Encaixar na cavidade do conector e Depois apertar o parafuso at que o condutor esteja bem fixo Este procedimento mais recomendado para condutores el tricos do tipo fio N o pode sobrar condutor sem isolamento para fora do conector e tamb m n o pode ser apertado o isolamento pelo parafuso Para os cabos el tricos recomenda se utilizar terminal e emenda adequados se o do condutor O termo se o representa a rea transversal do condu tor os valores mais conhecidos s o 1 5 mm 2 5 mm 4 mm 6 mm 10 mm etc Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o Figura 45 Terminais e emendas para conex o el trica Fonte www crimper com br O procedimento para fixar o terminal parecido com o do conector e Retirar uma quantidade suficiente de isolamento da ponta do condutor Enrolar
2. e falta de espa o suficiente entre o rotor do ventilador e cone de entrada Pode se fazer um teste pr tico para detectar a vibra o dos rolamentos colo cando um bast o de madeira ou a ponta de uma chave de fenda o mais pr ximo poss vel do rolamento colocando o ouvido na outra extremidade Se o ru do ouvido for regular e uniforme o rolamento est bom Um ru do unifor me mas met lico indica falta de lubrifica o Ru dos irregulares diferentes dos j mencionados indicam que o rolamento tem defeito e deve ser substitu do Considerando a conserva o de energia al m dos componentes mec nicos o profissional de manuten o tamb m dever ficar atento aos filtros do sistema Isto ser estudado a seguir Filtros Um sistema de ventila o movimenta grandes volumes de ar que transpor tam consider vel carga de poluentes de toda natureza tanto provenientes do exterior quanto gerados no pr prio ambiente pelos ocupantes equipa mentos mobili rios Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 55 O sistema de ventila o comercial usa normalmente dois recursos para controlar a concentra o dos poluentes no ambiente e Filtros de ar para reter mecanicamente as part culas de mat ria poluidora tra zidas pelo ar de renova o e pelo ar recirculado do ambiente Renova o do ar ambiente para diminuir a carga sobre os filtros redu zir a concentra o dos poluentes que n o podem ser
3. As buchas s o usadas em ventiladores pequenos em que dif cil instalar um rolamento al m de dispendioso Muitas vezes s o encontradas junto ao motor el trico Apresentam algumas vantagens como maior resist ncia a choques e poeira e sua fun o desgastar antes do eixo porque seu material mais macio que o do eixo A substitui o das buchas devem ocorrer quando s o ouvidos sons agudos es tranhos ao funcionamento do ventilador Nesta condi o a bucha apresenta problemas de lubrifica o Em alguns casos o custo de sua substitui o pode ser maior que o pre o de um ventilador novo Polias e correias Quando se fala em ventilador a primeira imagem que vem cabe a a do ven tilador dom stico no qual as p s das h lices est o conectadas diretamente ao motor el trico Mas quando se trata de ventiladores de grandes sistemas de ventila o como os de uma ind stria a transmiss o do movimento se d por meio de um acopla mento composto por polias e correias Isto pode ser observado na ilustra o a seguir Figura 29 Exemplo de um esquema de montagem de um sistema de ven tila o e a b Fola f r aca co da 12 ES 2 Hi ZEE k E 5 L Rotor 1 As correias podem ter diversos formatos dependendo do local em que sao cadas Elas s o formadas por uma s rie de cord es bem finos cobertos por uma
4. o primeiro passo para aprender a reduzir o consumo de energia deste tipo de equipamento Objetivos O estudo dos temas abordados neste cap tulo t m como objetivos e Definir um ventilador e Identificar os tipos de ventiladores e Identificar os conceitos de press o vaz o e velocidade de um ventilador e Identificar os instrumentos de medi o de press o e velocidade de sistemas de ventila o Um desafio para voc Seguindo as diretrizes da ind stria farmac utica Ipiranga o seu gerente de manu ten o implantou na ltima reuni o um novo plano de metas para a redu o do consumo de energia el trica dos equipamentos Cada funcion rio de sua equipe dever identificar o consumo de energia el trica de um grupo de equipamentos Para trabalhar nos equipamentos de ventila o foi escolhido um experiente profissio nal chamado Eric e o estagi rio Jo o para ajud lo Para iniciar os trabalhos Eric pediu a Jo o que relacionasse todos os ventiladores existentes na planta da ind stria Depois de algum tempo de trabalho o estagi rio percebeu que haviam ventila dores de diferentes tipos e tamanhos Isto o intrigou Ap s estudar este cap tulo responda por que Jo o encontrou esta situa o no sistema de ventila o da planta industrial Continuando nossa conversa Sistemas de ventila o Um sistema de ventila o constitu do de e ventiladores e dutos e elementos auxiliares Capitulo 1
5. ncia necess ria para o funcionamento do motor que aciona o ventilador Os inversores de frequ ncia associados aos sensores que lhes enviam informa es sobre as concentra es de mon xido de carbono em uma garagem por exemplo podem fazer variar a velocidade dos ventiladores e diminui la em peri odos em que essa concentra o menor Aprenda mais Consulte as revistas da rea ABRAVA Refrigera o e Climatiza o Oficina do Frio cat logos de fabricantes de produtos de automa o e controle para encontrar mais informa es sobre equipamentos que permitem a otimiza o dos sistemas de ventila o 79 Refer ncias AGOSTINHO Oswaldo Luiz RODRIGUES Antonio Carlos dos Santos LIRANI Jo o Toler ncias ajustes desvios e an lise de dimens es S o Paulo Edgard Blu cher 1995 AIR CONDITIONING AND REFRIGERATION INSTITUTE Refrigeration and air con ditioning New Jersey Prentice Hall 1998 ANTUNES Izildo FREIRE Marcos Elementos de m quinas S o Paulo rica 1998 BITZER COMPRESSORES LTDA Bem vindo ao mundo bitzer S o Paulo Bitzer 2002 CD ROM CARRIER AIR CONDITIONING COMPANY Handbook of air conditioning system design New York McGraw Hill 1965 DIFUS AR INDUSTRIA BRASILEIRA DE ACESSORIOS TECNICOS LTDA Filtros Dis ponivel em lt http www disfusar com br gt Acesso em 28 maio 2007 FOCAL SYSTEM Detectores de mon xido de carbono Dispon vel em lt http www focal
6. o da press o din mica e da press o est tica Figura 11 Localiza o correta das colunas do man metro de tubo em U HE ka T mi i Press Premade Total A press o est tica resultante do atrito entre o duto depende do tipo de material com qual o duto fabricado Isto significa que quanto mais spero for o material de constru o do duto maior ser o valor desta press o comum o duto estufar quando fabricado com material muito fino Isso resultado da a o da press o est tica e uma das causas de desperd cio de energia el trica em sistemas de ventila o Capitulo 1 Ventiladores 27 Assim se por qualquer motivo toma se a decis o de substituir um duto da su perf cie interna lisa por um outro corrugado o valor da press o est tica ser maior e o ventilador dever ser mais potente exigindo maior fornecimento de energia para funcionar Como o valor de press o est tica determinado pelo projeto e continua sendo igual nas instala es que n o tiveram mudan as na rede de dutos o que interes sa ao pessoal de manuten o que deseja otimizar o consumo de energia el trica apenas o impacto da press o din mica por meio da mudan a no valor da velo cidade do ar Mas como pode ocorrer esta mudan a Fique ligado Quanto maior for a press o com a qual o ventilador empurra ar maior ser o tamanho do motor el tr
7. tempo Substituindo os valores teremos 1 y 2 m v 05 5 Isso significa que a part cula percorre meio metro a cada segundo Medi o na velocidade O instrumento utilizado para medir a velocidade do ar chamado de anem me tro Para fazer a leitura coloca se a ponta com a h lice dentro do duto e anota se a leitura quando o valor se estabiliza Figura 13 Anem metro Cap tulo 1 Ventiladores 29 Figura 14 Utiliza o do anem metro Fluxo de ar O procedimento correto para medir a velocidade aquele em que s o realizadas v rias leituras cuja m dia o valor considerado Por exemplo digamos que voc tenha feito tr s leituras encontrando os valores 8 7 9 Primeiramente somam se as leituras e depois divide se o resultado pelo n mero de leituras _ somadosleituras 8 7 9 24 m dia 8 numero de leituras 3 3 5 J vimos o que velocidade e como medi la Por m com essas informa es ain da n o podemos responder como ocorre o impacto da press o din mica sobre a economia de energia com a mudan a no valor da velocidade do ar Para isso ainda temos que aprender um outro conceito o de vaz o Vaz o do ar Quando em funcionamento o ventilador dever deslocar uma determinada quantidade de ar Isso pode ser representado matematicamente da seguinte maneira volume Vaz o tempo 30 Ventiladores e exaustores A vaz o determina o quanto de ar ser empurrado
8. borracha sint tica Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 47 No caso da ventila o a correia utilizada conhecida como em V devido ao seu formato o que pode ser visto na figura a seguir Figura 30 Perfil da correia em V A polia feita de metal e tem um formato que permite o encaixe da correia Ve rifique a seguir Figura 31 Exemplo de encaixe entre a polia e a correia As laterais da correia precisam se encaixar perfeitamente na polia A correia n o pode encostar no fundo da polia Fique ligado Condi es de trabalho diferentes das especificadas para o conjunto de polias e correias podem aumen tar o consumo de energia el trica Alinhamento de polias e correias Uma das condi es que pode fazer aumentar o consumo de energia o alinha mento do conjunto polias e correias pois se a correia n o estiver perfeitamente encaixada no canal da polia ela apresentar uma deforma o Esta deforma o 48 Ventiladores ter como resultado o aparecimento de uma for a que n o foi prevista no eixo e que vai aumentar o consumo de energia do motor el trico devido ao esfor o adicional Para evitar este problema de tempos em tempos necess rio verificar o des gaste da correia e o alinhamento das polias utilizando um procedimento sim ples que o de colocar uma r gua de maneira a ter quatro pontos de contato conforme a figura a seguir Figura 32 Alinhamento das pol
9. condi es atuais da instala o e cont m to das as informa es dos ambientes atendidos pela ventila o tais como os dutos principais e as ramifica es existentes e as grelhas e difusores que direcionam ar dentro do ambiente e os ventiladores os motores e o modo de transmiss o de movimento do motor para os ventiladores Isso fornece uma vis o de todos os componentes do sistema de ventila o atual De posse destas informa es realizada a compara o entre as condi es da rede de dutos e as condi es dos ventiladores Isso ajuda a identificar onde est o os problemas e quais s o as corre es a serem implementadas Al m do correto dimensionamento dos componentes do sistema essas informa es podem indicar a necessidade de utiliza o de equipamentos que auxiliam a otimizar o consumo de energia Por exemplo timers guias de entrada e inversor de frequ ncia Componentes para controle do sistema de ventila o Timers Uma maneira f cil e eficaz de reduzir o consumo de energia el trica dos ventila dores fazer com que eles funcionem apenas durante o tempo necess rio Para isto a maneira mais pr tica utilizar os equipamentos conhecidos como timers que s o rel gios com contatos el tricos que ligam e desligam nos hor rios pro gramados Veja um desses equipamentos ilustrado na figura a seguir 74 Ventiladores Figura 50 Timer digital Fonte Coel Guias de entra
10. de pot ncia Conheceu uma s rie de informa es sobre o acoplamento por polias e correias o que permite transferir o movimento e a pot ncia do motor ao ventilador di minuindo o esfor o deste ltimo Viu que uma altera o no n mero de voltas da polia do ventilador causa um aumento de vaz o e de pot ncia que implicar no aumento do consumo de energia el trica Outros problemas de alinhamento e de esticamento da correia tamb m implicar o neste aumento Outras informa es deste cap tulo est o relacionadas as inspe es dos motores el tricos e o que se deve fazer periodicamente nas interven es de manuten o preventiva Aprenda mais Consulte as revistas da rea ABRAVA Refrigera o e Climatiza o Oficina do Frio livros sobre elementos de m quinas e motores el tricos al m de cat logos de fa bricantes para encontrar mais informa es sobre equipamentos de ventila o 71 Capitulo 3 OTIMIZA O DE SISTEMAS DE VENTILA O Iniciando nossa conversa Nos cap tulos anteriores voc estudou os ventiladores usados nos sistemas de ventila o comercial e industrial Nesse contexto foi mostrado como impor tante implementar e manter um bom plano de manuten o a fim de que o siste ma funcione dentro dos par metros estabelecidos pelo projeto do sistema Essa uma das estrat gias dispon veis para que o consumo de energia permane a dentro de padr es aceit veis Mas estudando e
11. em contato com o fluxo de ar ou outros gases Por melhores que sejam as prote es isso limita sua aplica o em ambientes que contenham part culas abrasivas gases corrosivos e altas temperaturas A forma construtiva do ventilador radial permite que os mancais fiquem em po si o externa em rela o ao fluxo do ar ou gases Isso os mant m protegidos e no caso de altas temperaturas eixo pode ser prolongado ou dispor de discos para dissipar o calor A montagem e a desmontagem do ventilador radial tam b m s o facilitadas Finalidade da ventila o A fun o principal do ventilador promover a circula o do ar no ambiente Nas resid ncias esta circula o proporcionada pela convec o a qual ocorre em todos os fluidos l quidos e gases A convec o acontece quando a massa de ar frio desce devido ao peso e empur ra a massa de ar quente para cima que mais leve Depois de um tempo a massa de ar quente se resfria e inicia o processo novamente O processo de convec o ilustrado na representa o esquem tica mostrada a seguir 20 Ventiladores e exaustores Figura 6 Processo de convec o Ar frio desce oor Ar quente sobe Mas a circula o de ar por convec o se torna ineficiente em e Ambientes comerciais pois encontramos uma grande concentra o de pesso as que geram calor soltam odores e exalam o g s carb nico da respira o e Ambientes industriais devido presen
12. es de efici ncia energ tica em sistemas motrizes industriais e Facilitar a capacita o dos agentes industriais de n vel m dio dos diversos subsetores industriais para desenvolver atividades de efici ncia energ tica e Apresentar oportunidades de ganhos de efici ncia energ tica por meio da economia de energia em sistemas motrizes industriais e Facilitar a implanta o de tecnologias eficientes sob o ponto de vista energ tico al m da conscientiza o e difus o de melhores h bitos para a conserva o de energia Como apoio pedag gico para o curso foram elaborados os seguintes guias t c nicos 1 Correias Transportadoras 2 Acoplamento Motor Carga 3 Metodologia de Realiza o de Diagn stico Energ tico 4 Compressores 5 Ventiladores e Exaustores 6 Motor El trico 7 Energia El trica Conceito Qualidade e Tarifa o 8 Acionamento Eletr nico 9 Bombas 10 An lise Econ mica de Investimento 11 Instrumenta o e Controle Este material did tico Ventiladores e Exaustores faz parte do conjunto de guias t cnicos do Curso de Forma o de Agentes Industriais de N vel M dio em Otimiza o de Sistemas Motrizes Ele um complemento para o estudo refor ando o que foi desenvolvido em sala de aula tamb m uma fonte de consul ta onde voc participante do curso pode rever e relembrar os temas aborda dos no curso Todos os cap tulos t m a mesma estrutu
13. meio da convec o e nas aplica es comerciais e industriais necess rio empurrar ar novo para retirar os contaminantes encontrados dentro do ambiente Conhecemos ainda os conceitos de press o vaz o e velocidade e a rela o en tre essas grandezas Vimos que os instrumentos de medi o utilizados s o e man metro de tubo em U para press o e anem metro para velocidade Aprenda mais Consulte as revistas da rea ABRAVA Refrigera o e Climatiza o Oficina do Frio para encontrar mais informa es sobre equipamentos de ventila o 35 Capitulo 2 MANUTEN O DE SISTEMAS DE VENTILA O Iniciando nossa conversa No cap tulo anterior voc estudou que os ventiladores sofrem esfor os que n o podem ser reduzidos devido ao fato de serem necess rios para empurrar ou pu ar Mas existem esfor os que s o ocasionados por pe as desgastadas ou mal ins taladas s o os esfor os mec nicos De maneira geral qualquer componente do equipamento que trabalhe fora das condi es normais para as quais foi projeta do far com que o equipamento aumente seu consumo de energia el trica para funcionar Este fato evidencia a import ncia dos servi os de manuten o para que os equi pamentos de qualquer sistema de ventila o funcionem com a maior efici ncia e com o menor consumo de energia poss veis Neste cap tulo voc vai conhecer o que deve ser feito durante os servi os de m
14. metros c bicos por hora Matematicamente isso pode ser representado da seguinte maneira 6 m x 3600 h 5 h Uma forma pr tica de fazer esse c lculo encontrar a rea lado x lado medidos com a trena do duto dada em cm e multiplic la pelo valor encontrado no ane m metro Vazdol Area xvelocidade 0 36 5 Controle de vazao Qualquer sistema de ventila o sempre projetado para fornecer uma determi nada vaz o que precisa vencer as dificuldades encontradas ao longo dos dutos O que j sabemos que a press o do ventilador deve vencer essas dificuldades Isto significa que a press o do equipamento dever ser maior do que as dificul dades encontradas dentro dos dutos do sistema Se isso n o acontecer o ar n o vai atingir a vaz o de projeto e o resultado ser uma ventila o deficiente Na condi o de opera o obrigat rio que o sistema trabalhe dentro das situa es previstas no projeto Todas as vezes em que essas condi es forem perdidas por diferentes raz es duas coisas podem acontecer e aumento do consumo de energia ou e ventila o inadequada devida falta ou excesso de ar Estas condi es s o perdidas muitas vezes pelo desconhecimento por parte do pessoal de manuten o da import ncia da abertura adequada dos registros de regulagem conhecidos como damper A figura a seguir mostra um damper com seu respectivo atuador que respons
15. o confi vel do grau de concentra o de part culas no filtro Em situa es normais os filtros devem ser limpos ou substitu dos a cada 2 ou 3 meses Deve se tamb m verificar as condi es internas dos dutos e proceder a sua limpeza completa Quando n o h possibilidade de acesso ao duto pelo lado externo s o usados sistemas robotizados de inspe o e limpeza atualmente dispon veis no mercado Este procedimento particularmente importante em instala es antigas que operam durante muitos anos com filtros prec rios e acumularam nos dutos grandes quantidades de poluentes A determina o da frequ ncia das limpezas e verifica es de responsabi lidade da equipe de manuten o Quanto menor for a efic cia da filtragem menor dever ser o intervalo entre as limpezas e ou substitui o dos ele mentos filtrantes Componentes el tricos do sistema de ventila o Motor el trico manuten o Ao longo deste material o motor el trico foi citado v rias vezes como sendo o elemento que transmite a pot ncia mec nica s p s do ventilador Trata se de uma m quina que transforma energia el trica em energia mec nica Veja a se guir um exemplo de motor el trico Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 57 Figura 39 Exemplo de motor el trico usado em sistemas de ventila o Fonte Weg O motor composto basicamente por estator e rotor O rotor a parte m vel do motor el trico no se
16. ou puxado pelo ventilador Quanto mais ar for empurrado ou puxado maior ter de ser a pot ncia do motor e maior ser o consumo de energia el trica Para entender o conceito da vaz o vamos fazer uma experi ncia pr tica Consi dere um balde vazio com capacidade de 5 litros embaixo de uma torneira Quan do a torneira aberta disparamos um cron metro e contamos quanto tempo leva para encher o balde Figura 15 Exemplo de determina o de vaz o TA O crondmetra Ouando o aclonada balde enche o quand tomara D marca 2 eB aberta mimis A capacidade do igual a 5 litros Por exemplo digamos que o balde demorou dois minutos para ficar cheio Como a capacidade do balde de 5 litros podemos dizer que a vaz o da gua foi de 2 5 litros por minuto i 5 Vaz o 25 2min min Embora esse seja um bom exemplo para mostrar como a vaz o age com o ar o processo n o ocorre da mesma forma O estado f sico do ar gasoso e n o permite acumula o em um balde Isso sig nifica que necess rio utilizar uma outra rela o entre as grandezas Quando se trata de sistemas de ventila o vamos usar uma forma especial de terminar a rea do duto e multiplic la pela dist ncia encontrada na velocidade Cap tulo 1 Ventiladores 31 uma vez que como j vimos velocidade a dist ncia percorrida dentro de um determinado tempo Normalmente esta quantidade dada em
17. rio Jo o recebeu a incumb ncia de ve rificar se os motores el tricos dos ventiladores estavam funcionando de acordo com seus dados de placa medida que Jo o anotava os dados de placa aproveitava para fazer as medi es que indicariam se o motor est funcionando dentro das condi es previs tas Que medi es s o essas e o que ele usar para realiz las Para Jo o apenas dois instrumentos s o necess rios Um mult metro com o qual ele mede a tens o presente nos p los el tricos do motor Figura 41 Mult metro digital Fonte Aka 60 Ventiladores e Um alicate amper metro para medir a corrente el trica Figura 42 Alicate amper metro Condutores Um condutor el trico composto por uma parte central de cobre e um reves timento isolante Quando esta parte central formada por um nico elemento condutor chamada de fio Quando for composta por v rios fios chamada de cabo Nos sistemas de ventila o a parte central do condutor respons vel pelo transporte da energia el trica de cobre Figura 43 Cabos utilizados em interliga es el tricas dos motores dos ventiladores inii Conduia Cabo unpolr mulipoiar Fonte www impec com br A apar ncia do condutor um bom auxiliar na avalia o de seu estado de con serva o Quando o condutor novo o cobre possui uma cor avermelhada clara quase rosa e depois de um
18. temos em casa ou at mesmo no exaustor de uma cozinha A figura a seguir mostra como podem ser os ventiladores radiais Figura 3 Ventiladores axiais Fonte www mspc eng br A configura o A corresponde a ventiladores geralmente instalados em paredes para uso como exaustor ou ventilador A configura o B mostra um conjunto h lice motor montado em um trecho de duto circular e que permite acoplamento com outros dutos Na configura o C para melhorar o rendimento as aletas fixas posteriores t m a finalidade de direcionar o movimento espiralado do ar na sa da da h lice para um movimento retil neo ao longo do duto O ventilador do tipo radial tamb m conhecido como centr fugo devido ao fato de aspirar o ar pelo centro As p s s o distribu das radialmente formando um rotor parecido com um cilindro O fluxo se d radialmente do centro para fora do conjunto ou seja opera da mesma maneira que uma bomba centr fuga para l quidos O rotor gira dentro de uma carenagem especial que dirige o fluxo para uma ni ca sa da 18 Ventiladores e exaustores A pr xima figura ilustra esse tipo de ventilador Figura 4 Ventilador radial Fonte www mspc eng br motor que nao esta indicado na figura montado na parte externa acio namento pode ser direto ou por meio de correias O formato das p s no rotor influencia no rendimento e aplica o do ventilador Observe na figura a seguir v rios forma
19. ADORES algumas considera es sobre rendimento Dispon vel em lt www mspc eng br fldetc vent1 asp gt WEG MOTORES Motores el tricos Santa Catarina 2002 CNI IEL LILLI N PROCEL PROGRAMA NACIONAL DE CONSERVA O DE ENERGIA EL TRICA gt Eletrobr s A energia que movimenta o Brasil Minist rio de Minas e Energia z rl J
20. DERA O NACIONAL DA INDUSTRIA DIRETORIA EXECUTIVA DIREX Diretor Jos Augusto Coelho Fernandes Diretor de Opera es Rafael Esmeraldo Lucchessi Ramacciotti Diretor de Rela es Institucionais Marco Antonio Reis Guarita Unidade de Competitividade Industrial COMPI Gerente Executivo Maur cio Ot vio Mendon a Jorge Gerente de Infra Estrutura Wagner Ferreira Cardoso Coordena o T cnica Rodrigo Sarmento Garcia SUPERINTEND NCIA DE SERVI OS COMPARTILHADOS SSC rea Compartilhada de Informa o e Documenta o ACIND Normaliza o Gabriela Leit o INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N CLEO CENTRAL Gerente Executivo de Opera es J lio Cezar de Andrade Miranda Gerente de Desenvolvimento Empresarial GDE Diana de Mello Jungmann Coordena o T cnica Patr cia Barreto Jacobs Gerente de Rela es com o Mercado GRM Oto Morato lvares Respons vel T cnico Ana Am lia Ribeiro Barbosa SENAI DN Gerente Executivo da Unidade de Educa o Profissional UNIEP Alberto Borges de Ara jo Apoio T cnico Diana Freitas Silva N ri Gerente Executiva da Unidade de Rela es com o Mercado UNIREM C rtes de Dom nico SENAI SP Escola SENAI Oscar Rodrigues Alves S o Paulo Conteudista Ricardo Zaia Estrutura o do Conte do iguel Luiz Camargo Paschoal Coordena o do projeto pelo SENAI SP Jos Luiz Chagas Quirino Supervis o Pedag gica R
21. PROCEL IND STRIA EDI O SERIAODA gt GUIA BASICO CNEEIEL icons Eletrobr s mlolo GEEAE qrroc lt 3 Cote Cosas od INDUSTRIA Eletrobras EFICI NCIA ENERG TICA INDUSTRIAL Aenergia que movimenta o Brasil VENTILADORES E EXAUSTORES GUIA B SICO 2009 2008 CNI Confedera o Nacional da Ind stria IEL N cleo Central ELETROBRAS Centrais El tricas Brasileiras S A Qualquer parte desta obra poder ser reproduzida desde que citada a fonte ELETROBR S Centrais El tricas Brasileiras S A Av Presidente Vargas 409 13 andar Centro 20071 003 Rio de Janeiro RJ Caixa Postal 1639 Tel21 2514 5151 www eletrobras com eletrobr eletrobras com PROCEL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Av Rio Branco 53 14 15 19 e 20 andares Centro 20090 004 Rio de Janeiro RJ www eletrobras com procel procel eletrobras com Liga o Gratuita 0800 560 506 PROCEL IND STRIA Efici ncia Energ tica Industrial Av Rio Branco 53 15 andar Centro 20090 004 Rio de Janeiro RJ Fax 21 2514 5767 www eletrobras com procel procel eletrobras com Liga o Gratuita 0800 560 506 INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N cleo Central Setor Banc rio Norte Quadra 1 Bloco Edif cio CNC 70041 902 Bras lia DF Tel 61 3317 9080 Fax 61 3317 9360 www iel org br Confedera o Nacional da Ind stria Setor Banc rio Norte Quadra 1 Bloco C Edif cio Rober
22. Ventiladores 15 Os dutos de forma similar s tubula es de um sistema de bombeamento t m a fun o de conduzir o fluido de trabalho ar puro ou com contaminantes entre as extremidades do sistema de ventila o Veja um duto na ilustra o a seguir Figura 1 Exemplo de duto Um sistema de ventila o pode ter os seguintes elementos auxiliares e dampers de controle que funcionariam como as v lvulas dos sistemas de ventila o que podem ser manuais ou autom ticos e t m a fun o de contro lar e ajustar a vaz o do fluido de trabalho dampers corta fogo que devem isolar os ambientes da fuma a gerada em caso de inc ndio principalmente no caso de entrada do ar externo e filtros aplicados para remover p particulado s lido contaminantes e odor durante o escoamento do fluido e abafadores de ru do usados para reduzir o n vel de barulho produzido pelo ventilador e caixas de mistura utilizadas para misturar correntes gasosas diversas garan tir a especifica o do g s insuflado no ambiente Por exemplo o ar de retorno de um ambiente com condicionamento de ar e o ar externo s o misturados na caixa de mistura para garantir uma taxa de renova o espec fica e manter em n vel baixo a concentra o de contaminantes tal como difusores instalados na extremidade dos dutos s o os elementos respons veis por distribuir remover adequadamente o ar dos ambientes 16 Ventiladores
23. a de contaminantes no ar que podem ser inalados pelos funcion rios e causar danos sua sa de Os contaminantes podem ser considerados como part culas bem pequenas que podem ser en contradas no ar pr ximo a m quinas produtivas pr ximo queima de com bust veis pr ximo a produtos qu micos etc Para resolver este problema realiza se a introdu o de ar novo e a remo o do ar velho para diluir os odores e os contaminantes Como o ar se encontra no estado gasoso e n o tem volume pr prio necess ria a utiliza o de tubula es cha madas de dutos para conduzi lo pelo caminho desejado ou seja sem os dutos o ar n o ir para onde queremos Veja esse processo ilustrado na figura a seguir Figura 7 Esquema de ventila o e exaust o ventilador Ambiente contaminado novo Duto Contaminante Cap tulo 1 Ventiladores 21 Mas ainda temos algumas perguntas para responder quando utilizar o modelo axial e n o o radial Para escolher o tipo correto de ventilador preciso saber qual a press o que o ventilador dever vencer empurrar a qual depender da exist ncia ou n o dos dutos e das interfer ncias no caminho do ar Por isso antes de descobrir como utilizar corretamente os tipos de ventiladores necess rio saber o que press o 0 que vaz o e o que velocidade e como essas grande zas influenciam no desempenho do equipamento Fatores que influenciam no dimensionamento dos ventila
24. anuten o para que os ventiladores funcionem adequadamente e qual o im pacto do conjunto formado pelo ventilador e pelo motor el trico no consumo de energia el trica Objetivos Ao estudar o cap tulo temos como objetivos Explicar a fun o dos mancais e Explicar o funcionamento dos rolamentos e Identificar os problemas de lubrifica o e montagem em rolamentos 36 Ventiladores e Explicar o funcionamento de polias e correias e Identificar problemas de alinhamento e aperto de polias e correias e Conhecer grandezas el tricas e Conhecer os instrumentos de medi o das grandezas el tricas e Conhecer como se faz a inspe o de um motor el trico e Conhecer as interven es a serem feitas na realiza o da manuten o pre ventiva Um desafio para voc Eric um profissional da equipe do servi o de manuten o de uma ind stria far mac utica tem como tarefa sugerir a es que levem redu o do consumo de energia dos ventiladores do sistema de ventila o instalado na respectiva planta industrial Tendo esta miss o em mente ap s estudar este cap tulo com aten o respon da de que maneira os componentes da parte mec nica do ventilador causam aumento do consumo de energia el trica Continuando nossa conversa Componentes do sistema de ventila o Um sistema de ventila o necessita de manuten o nos componentes mec ni cos e nos componentes el tricos Os componentes mec nicos es
25. as pontas dos fios que formam cabo de maneira a junt los e Encaixar na cavidade do terminal 63 e Verificar se todos os fios est o dentro da cavidade caso n o estiverem per feitamente encaixados dentro do terminal refazer a enrola o ou substituir o terminal por outro mais adequado e Prensar crimpar o terminal ou seja apertar o terminal com alicate apro priado e Encaixar na cavidade do conector e Depois apertar com o parafuso at que o conector esteja bem fixado 64 Ventiladores Figura 46 Ferramentas espec ficas para crimpar terminais Fonte www crimper com br Aten o Quando as conex es s o mal feitas ocorre sobreaquecimento carboniza o e derretimento das pontas e terminais dos fios e cabos Tamb m podem ser identificadas pela intermit ncia anormal no funcio namento dos equipamentos conhecido como problema de mau contato Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 65 T cnicas de identifica o dos problemas de sobreaqueci mento Uma t cnica utilizada atualmente para identificar os problemas de sobreaque cimento a termografia que consiste em utilizar instrumentos que detectam a temperatura com o uso do espectro infravermelho Os profissionais de termografia fazem a inspe o dos quadros el tricos e depois elaboram um relat rio apontando o local com problema anexando a foto que evidencia esse problema Figura 47 Utiliza o de
26. da Vanes As guias de entrada tamb m chamadas de vanes s o instaladas no bocal de en trada do ventilador a fim de diminuir a entrada do ar no rotor do aparelho Isso diminui a quantidade de ar a ser movimentado pelo rotor o que causa a redu o da pot ncia requerida no motor el trico Se o ventilador funcionar durante um determinado per odo de tempo dias ou semanas com as guias mais fechadas que o normal ser percebida uma redu o no consumo de energia el trica Veja um exemplo dessas guias na figura a seguir Figura 51 Ventilador radial com guias de entrada Fonte Otan Ventiladores Capitulo 3 Otimiza o de sistemas de ventila o 75 Inversor de frequ ncia O inversor de frequ ncia tamb m conhecido como variador de frequ ncia um equipamento que deve ser instalado entre a alimenta o de energia el trica e o motor Sua fun o diminuir a velocidade dos ventiladores em rota es por minuto rpm por meio da frequ ncia de alimenta o dos motores Quando o motor funciona com a frequ ncia normal da rede el trica que de sessenta ciclos por segundo 60 Hertz o rotor do ventilador gira na velocidade m xima Quando o inversor diminui a frequ ncia que vai para o motor o rotor do venti lador gira numa velocidade menor que diminui o consumo de energia el trica devido menor quantidade de ar deslocada Mas quando o inversor deve dimi nuir esta frequ ncia Para a ventila o o
27. de vista da manuten o el trica o que interessa para quem respon s vel pela manuten o de sistemas de ventila o s o as grandezas el tricas que podem ser medidas e comparadas com as informa es contidas nas placas de identifica o dos motores Elas indicar o se o motor est funcionando dentro dos par metros estabelecidos por seu fabricante Se o restante do conjunto tam b m estiver fornecendo a press o e a vaz o corretas o conjunto n o apresenta problemas e consequentemente tem seu consumo de energia dentro dos limi tes estabelecidos Existem algumas grandezas que utilizamos para assegurar que a energia el trica consumida est dentro das condi es previstas Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 59 No caso do motor el trico elas s o e Tens o o valor da diferen a de potencial que alimenta o motor dada volts cujo s mbolo o V e Corrente o fluxo de el trons que circula por um condutor dada em am cujo s mbolo A Pot ncia o valor que representa o trabalho realizado por um determinado equipamento dada em Watts cujo s mbolo o W Instrumentos de medi o de grandezas el tricas As grandezas que vimos anteriormente s o muito importantes porque as suas medidas definem o consumo de energia el trica Voltemos a ind stria Depois de localizar e identificar todos os tipos de ventila dores que existem no sistema o estagi
28. diminuir a concentra o dos contaminantes existentes Essa op o pelo ventilador centr fugo radial determinada pela difi culdade de deslocar o ar por todas as reas produtivas e pelos requisitos impos tos pelo tratamento do ar j que isso implica na necessidade de um valor alto da press o dispon vel no ventilador Press o din mica e press o est tica A press o por meio da qual o ventilador empurra ou puxa o ar chamada de press o total que uma soma da press o din mica com a press o es t tica do ar Fique ligado Press o total P press o din mica press o est tica 26 Ventiladores e exaustores A press o do ar dentro do duto como j foi visto medida pelo man metro em U Quando a press o medida com uma das colunas do man metro no centro do duto e a outra aberta para a atmosfera obt m se press o total A press o din mica est relacionada velocidade do ar Ela medida com uma das colunas do man metro no centro do duto e a outra atravessando a parede do duto sem penetrar nele A press o medida a est tica quando a press o do ar dentro do duto medida com uma coluna atravessando a parede do duto sem penetrar dentro dele e a outra aberta para a atmosfera Este um dado importante para dimensionar o ventilador portanto considerado no projeto A figura a seguir ilustra a correta localiza o das colunas do man metro na me di
29. do inseridos no sistema de ventila o levam otimiza o do consumo de energia Objetivo Ao estudar este cap tulo voc ter como objetivo identificar diferentes maneiras de otimizar o consumo de energia el trica em sistemas de ventila o Um desafio para voc Depois de corrigir todos os problemas mec nicos e el tricos dos ventiladores da industria farmac utica Ipiranga Eric iniciou a fase de otimiza o do consumo de energia com a instala o de equipamentos auxiliares Ap s a leitura deste cap tulo responda o que Eric pode utilizar para otimizar o consumo de energia do sistema de ventila o da planta industrial onde trabalha Continuando nossa conversa Balanceamento do sistema A primeira provid ncia para reduzir o consumo de energia el trica a adequa o do sistema atual ao projeto ajustando se as press es e vaz es em cada ramal de dutos ao que o projeto indicou inicialmente Se o sistema foi alterado ao longo do tempo ou se foi instalado sem ne nhum projeto a primeira provid ncia utilizar uma estrat gia cnamada as built que em portugu s significa como foi constru do O trabalho de levantamento as built retrata fielmente a situa o da insta la o e todas as poss veis incoer ncias existentes no sistema criando um ponto de partida para rastreamento e solu o de in meros problemas Capitulo 3 Otimiza o de sistemas de ventila o 73 Esse levantamento o registro das
30. dores Press o Chamamos de press o a rela o existente entre uma for a aplicada numa deter minada rea Para exemplificar o conceito de press o faremos uma experi ncia pr tica 1 Pegue um l pis apontado 2 Coloque o entre os dedos polegar e indicador de maneira que a ponta fina fique no indicador e a ponta grossa fique no polegar 3 V apertando gradualmente o l pis 4 Voc perceber que a sensa o de dor ser maior no dedo indicador Figura 8 Experi ncia do l pis A sensa o de dor foi maior no indicador porque a press o era maior ali Caso a experi ncia seja repetida invertendo se a ponta fina entre os dedos indicador e polegar voc perceber que a dor passar para o polegar 22 Ventiladores e exaustores Matematicamente a press o definida por Paf Nesta igualdade press o expressa em N m l se Newton por metro quadrado F a for a expressa em Newton A a rea expressa em metros quadrados m Observa o A unidade N m tamb m conhecida como Pascal cujo s mbolo o Pa A representa o esquem tica a seguir ilustra o conceito de press o Figura 9 Conceito de press o A defini o matem tica da press o nos mostra que quando temos a press o de 50 N m dizemos que a for a de 50 Newton est agindo sobre uma superf cie de 1 m Se a mesma for a fosse aplicada numa rea duas vezes maior ou seja 2 press o diminui
31. e carbono que pode ser usado para enviar informa es sobre a concentra o de mon xido de carbono em um estacionamento Figura 53 Detetor de mon xido de carbono Fonte Focalsystem Fique ligado Em tempos de aquecimento global e mudan as clim ticas causadas pelo uso de energia para mo vimentar a economia dos pa ses qualquer esfor o a ser feito para otimizar seu consumo far uma grande diferen a para o futuro da vida em nosso Planeta Mesmo que a busca da efici ncia energ tica por meio da otimiza o de seu consumo tenha motiva es apenas econ micas do ponto de vista da competitividade na oferta de produtos e servi os essa decis o para qualquer empresa poder ser a diferen a para manter se ou n o no mercado Cap tulo 3 Otimiza o de sistemas de ventila o 77 Voltando ao desafio Eric poder sugerir a instala o de equipamentos auxiliares que podem ser uti lizados para a otimiza o do consumo de energia dos ventiladores Eles s o ti mers guias de entrada no caracol sensores e inversores de frequ ncia Resumindo Neste cap tulo voc estudou algumas maneiras de otimizar o consumo de ener gia nos sistemas de ventila o comerciais ou industriais Estudou que os timers podem ajudar na otimiza o do consumo na medida em que desligam os equipamentos durante os per odos em que n o est o sendo utilizados As guias ou vanes regulam o fluxo de ar e reduzem a pot
32. e consiste em empurrar a correia no centro entre as duas polias a fim de verificar se o des locamento do tamanho da altura da correia algo pr ximo de 2 5 cent metros Para que uma correia funcione adequadamente necess rio tamb m que ela esteja corretamente tensionada A figura a seguir mostra tr s formas poss veis que uma correia assumir dependendo da tens o empregada Figura 35 Exemplos de correia tensionada air KEN Tensionada Coretameste 7 Tersionada Tensionada Fonte Torin Manual de instala o opera o e manuten o de ventiladores p 6 50 Ventiladores Correias muito tensionadas ou pouco tensionadas podem causar vibra o e ba rulho excessivo Para obter a tens o correta da correia procede se da seguinte maneira e Com todas as correias corretamente instaladas nos canais das polias fazer ajuste da posi o do motor para deixar as correias presas e esticadas e Ligar o ventilador e observar o formato da correia e Continuar ajustando as correias at que elas formem um leve arco quando estiverem operando em baixa carga Quando os ventiladores s o muito grandes necess rio utilizar polias com v rios canais para a utiliza o de um n mero igual de correias pois cada correia suporta uma determinada carga comum ent o encontrar ventiladores movi mentados por uma duas ou tr s correias Pode acontecer de uma nica correia deste
33. e exaustores Os sistemas de ventila o podem ter fun es variadas conforme a instala o e Promover a circula o de ar natural resfriado ou aquecido para manter con forto humano em ambientes e Remover ar contaminado de ambientes e Remover com aux lio de uma corrente de g s particulado s lido gerado em processos industriais e Promover a filtragem de ar de ambientes cr ticos etc Ventiladores O ventilador uma m quina que tem como fun o levar g s de um local para outro utilizado por exemplo para trazer uma quantidade de ar novo para um ambiente para retirar os gases do escapamento dos autom veis em uma gara gem para retirar a fuma a de uma cozinha etc A pr xima ilustra o mostra um ventilador industrial Figura 2 Ventilador industrial O ar pode ser empurrado para dentro do ambiente ou pode ser puxado para fora do ambiente e o equipamento que vai realizar esta tarefa o mesmo mudando de nome conforme a situa o Quando o ar empurrado chamamos o equipamento de ventilador quando o ar puxado chamamos de exaustor Mas com que se parece um ventilador Para responder a pergunta devemos co nhecer os tipos de ventiladores Cap tulo 1 Ventiladores 17 Tipos de ventiladores Existem basicamente dois tipos de ventiladores o axial e o radial O ventilador do tipo axial aquele cuja p lembra uma h lice Trata se de um tipo muito co mum de p presente naquele modelo que
34. e o nome de livre Esta limita o de sentido ocorre por meio de pequen ssimas diferen as entre as me didas das pe as Estas diferen as s o chamadas de ajustes que podem ser e Deslizante quando a montagem entre pe as mec nicas em que a pe a que vai entrar o macho ligeiramente menor do que a pe a que a recebe a f mea De interfer ncia quando a montagem entre pe as mec nicas em que a pe a que vai entrar o macho ligeiramente maior do que a pe a que a recebe a f mea Os valores corretos dos ajustes s o encontrados no cat logo do fabricante e de pendem da facilidade de montagem e da for a m nima para manter os an is travados junto ao eixo durante o funcionamento Montagem deslizante O ajuste deslizante necess rio para facilitar a montagem e o de interfer ncia necess rio para travar os an is que t m a tend ncia de girar Desta forma evita se o desgaste do eixo Portanto um dos rolamentos deve ser fixo para limitar o deslocamento axial e o outro livre para facilitar a montagem e conter a dilata o t rmica normal durante o funcionamento do equipamento Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 43 A figura a seguir mostra que na montagem de um rolamento livre em um eixo utiliza se o ajuste de interfer ncia no anel interno e o ajuste deslizante no anel externo Figura 24 Exemplo dos ajustes do rolamento livre Interfer ncia De slizante A montagem com o ajus
35. egina Averbug Editora o Eletr nica Link Design Revis o Gramatical L cia Pinheiro SUMARIO Apresenta o Cap tulo 1 Ventiladores 13 Sistemas de ventila o 14 Ventiladores 16 Tipos de ventiladores 17 Emprego dos ventiladores axial e radial 19 Finalidade da ventila o 19 Fatores que influenciam no dimensionamento dos ventiladores 21 Press o 21 Medi o da press o 23 Press o din mica e press o est tica 25 Velocidade do ar 27 Medi o na velocidade 28 Vaz o ar 29 Controle de vaz o 31 Cap tulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 35 Componentes do sistema de ventila o 36 Componentes mec nicos do sistema de ventila o 37 Eixo 37 Rolamentos 39 Lubrifica o dos mancais de rolamento 41 Montagem dos rolamentos 41 Montagem deslizante 42 Montagem com interfer ncia 44 Buchas 46 Polias e correias 46 Alinhamento de polias e correias 47 Substitui o de correias 50 Manuten o de correias 51 Rela o entre polias e correias 52 Vibra o excessiva causada por componentes mec nicos 54 Filtros 54 Componentes el tricos do sistema de ventila o 56 Motor el trico manuten o 56 Grandezas el tricas 58 Instrumentos de medi o de grandezas el tricas 59 Condutores 60 Conex es el tricas 62 T cnicas de identifica o dos problemas de sobreaquecimento 65 Impacto das avarias mec nicas na pot ncia el trica 66 Manuten o preventiva 68 Cap tulo 3 Otimiza o de sist
36. emas de ventila o 71 Balanceamento do sistema 72 Componentes para controle do sistema de ventila o 73 Timers 73 Guias de entrada Vanes 74 Inversor de frequ ncia 75 Refer ncias 79 APRESENTACAO bter efici ncia energ tica significa utilizar processos e equipamentos capazes de reduzir o desperd cio no consumo de energia el trica tanto na produ o de bens como na presta o de servi os sem que isso pre judique a qualidade necess rio conservar e estimular o uso eficiente da energia el trica em todos os setores socioecon micos do Brasil uma vez que importante para o Pa s a ado o de medidas efetivas para a economia de energia e o consequente im pacto destas a es Neste cen rio destaca se a ind stria n o s pelo elevado potencial de conserva o de energia do seu parque mas tamb m por sua capa cidade de fornecer produtos e servi os para o setor el trico No mbito das a es que visam criar programas de capacita o direcionados efici ncia energ tica do setor industrial faz parte o Curso de Forma o de Agen tes Industriais de N vel M dio em Otimiza o de Sistemas Motrizes O objetivo do curso capacitar agentes industriais tornando os capazes de identificar propor e implementar a redu o de perdas nas instala es industriais de sistemas mo trizes O curso faz parte do conjunto de a es que v m sendo desenvolvidas pelo Go verno Federal para Fomentar a
37. ento de consumo de combust vel Isto acontece porque o motor ter que fazer mais for a para mover o ve culo Da mesma forma qualquer equipamento movimentado por motores el tricos e que trabalha fora das condi es previstas pelo fabricante tem um consumo de energia el trica maior do que o esperado Ent o para reduzir o consumo de energia de um equipamento necess rio ve rificar as condi es de funcionamento e compar las com aquelas previstas pelo projeto pelo fabricante ou pelas recomenda es t cnicas Quanto maior for o esfor o mec nico que o motor el trico tiver de vencer maior ser o consumo de energia el trica Estes esfor os mec nicos acontecem desde o ato de empurrar o ar por meio dos dutos at o atrito entre as partes m veis do ventilador Quando precisamos diminuir o consumo de energia de um ventilador devemos ter em mente que alguns esfor os ocorrer o de qualquer maneira pois s o ne cess rios para empurrar o ar sendo imposs vel diminui los No caso dos ventiladores como isto funciona Da mesma forma como acontece com o nosso carro Um desbalanceamento das h lices por exemplo for a o mo tor e o aumento do consumo de energia el trica Neste cap tulo come aremos o estudo aprendendo o que um ventilador para que serve como funciona e como as grandezas f sicas como press o vaz o e velo 14 Ventiladores e exaustores cidade do ar influenciam no desempenho dessa maquina Este
38. ento errado Esta tamb m pode ser a causa de um ru do agudo e constante que ocorre quando o motor est acelerando ou quando est operando a plena carga ou pr ximo dela O ru do acontece porque a correia est derrapando por defici ncia no tensionamento Isso deve ser corrigido con forme j foi explicado neste cap tulo 52 Ventiladores sujeira tamb m contribui para o aparecimento de um rangido ou chiado intermi tente A limpeza e um realinhamento das polias podem ajudar a sanar o problema Rela o entre polias e correias Quando a h lice de um ventilador funciona com o mesmo eixo do motor di zemos que esse um acoplamento direto Por diversas raz es que v o desde a necessidade de espa o at de aumento de torque do motor esse arranjo cons trutivo mais adequado para as instala es comerciais e industriais Como esse problema resolvido Utilizando os acoplamentos formados por po lias e correias Para entender o funcionamento do conjunto de polias e correias vamos fazer uma compara o com uma bicicleta comum que possui pedais coroa e catraca Quando algu m anda de bicicleta empurra os pedais com os p s e imp e um movimento girat rio na coroa que puxa a corrente por meio dos dentes A cor rente puxa a catraca e transfere a for a para a roda que movimenta a bicicleta Este conjunto constru do desta maneira para que a pessoa pedale poucas ve zes pois uma volta da coroa corresponde a v rias v
39. essa necessidade vamos fazer uma experi ncia pr tica utili zando dois peda os de caibros de madeira e uma vassoura com cabo feito de madeira tamb m Os caibros s o colocados sobre uma mesa de maneira a conseguir deitar o cabo da vassoura sobre eles Ao tentar girar a vassoura pela ponta do cabo voc per ceber a dificuldade em mant lo sobre os caibros pois a tend ncia da vassoura rodar e sair de cima deles Figura 18 Exemplo de um eixo r stico com os mancais C ibros de madeira O aa ESTE Jor vassoura Para resolver este problema seria necess rio furar cada caibro de forma a en caixar o cabo de vassoura com uma folga suficiente para gir lo como mostra a figura a seguir Figura 19 Cabo de vassoura preso na madeira Com esta montagem conseguimos limitar o deslocamento indesejado que acontecia antes com o cabo da vassoura Mas outro problema aparecer pois se continuarmos a girar o cabo perceberemos a forma o de p nos apoios devido ao atrito entre os caibros e o cabo da vassoura medida que o cabo gira o atrito causa a retirada de madeira fazendo com que o cabo fique mais fino ou o furo fique maior dependendo de qual deles tem a madeira mais macia Depois de um tempo a vassoura come aria a pular em cima dos caibros como consequ ncia do que chamamos de desgaste Cap tulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 39 Num ventilador a montagem do eixo e das p s semelhante A
40. ferentes tipos de rolamentos A pr xima figura mostra um rolamento de esfera em corte Figura 21 Rolamento em corte Anel Externe ane Interne Esfera O funcionamento do rolamento baseado no movimento das esferas Imagine um sandu che formado por duas placas com o recheio de esferas Se puxarmos uma placa as esferas giram enquanto a outra placa fica parada Figura 22 Exemplo do funcionamento do rolamento Duas placas paradas A placa de puxada 900 Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 41 No rolamento acontece a mesma coisa O anel interno puxado pelo eixo as es feras giram e o anel externo fica parado junto ao mancal Devido ao giro das es feras o desgaste muito menor do que aquele que ocorreria com o eixo girando diretamente sobre o mancal Mesmo assim necess rio utilizar um lubrificante para aumentar ainda mais a vida do rolamento Lubrifica o dos mancais de rolamento No caso dos mancais de ventiladores o m todo de lubrifica o mais comum a utiliza o de graxa que deve ser espec fica para rolamentos Quando s o utiliza das graxas para outros fins verificamos que em pouco tempo ocorre o desgaste da pista do anel ou da esfera do rolamento o que aumenta o atrito e o consumo de energia el trica O fabricante do ventilador ou o do rolamento indicam o intervalo de tempo en tre cada lubrifica o O procedimento bem simples consiste em tira
41. ias com r gua Fonte Goodyear Outra maneira de verificar o paralelismo e o alinhamento das polias usando um fio como mostra a figura a seguir Figura 33 Alinhamento de polia com cabo Fio amarrado ao EMO Polias tocando mo cabo nos pontos indicados por setas Fonte Torin Manual de instala o opera o e manuten o de ventiladores p 5 Como o ventilador geralmente bem grande esse procedimento realizado por meio do posicionamento do motor el trico at o alinhamento da polia menor A pr xima figura ilustra quatro tipos poss veis de desalinhamentos a serem evi tados Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 49 Figura 34 Desalinhamento entre polias que devem ser evitados Fonte Torin Manual de instala o opera o e manuten o de ventiladores p 5 Outro problema t pico das polias e correias o laceamento da correia devido ao n mero de horas de funcionamento o que faz com que a correia fique bamba ou seja com folga excessiva Este problema pode ser identificado pelo barulho agudo durante a partida do ventilador pois a correia n o consegue abra ar a polia do motor e escorrega Outra maneira de identificar o problema observando o movimento da correia pois quando existe folga excessiva a correia fica pulando no ar A corre o deste problema feita durante o alinhamento da correia por meio de uma refer ncia pr tica que pode ser chamada de teste de aperto Est
42. ico usado para acion lo e maior ser o consumo de energia el trica Velocidade do ar A velocidade uma propriedade importante para a ventila o devido sua rela o com o ru do pois quanto maior for a velocidade maior ser o ru do causado Este ru do limitado pelas normas t cnicas e pelas leis pois pode provocar da nos audi o dos usu rios do ambiente ou at mesmo para aqueles que ficam pr ximos dos equipamentos como os profissionais de manuten o Outro detalhe importante que a velocidade determina a press o din mica o que implica no aumento da press o total que o ventilador dever vencer para conseguir empurrar ou puxar o ar atrav s dos dutos A velocidade a grandeza f sica que mede quanto tempo uma determinada par t cula de ar demorou a percorrer uma dist ncia conhecida Sua unidade o me tro por segundo e a representa o x A F sica determina que a velocidade uma rela o entre o espa o percorrido em metros e o tempo decorrido em segundos Para compreender este conceito 28 Ventiladores e exaustores imagine uma particula de ar dentro de um duto Considere que esta particula de ar se desloca por uma dist ncia de 1 metro durante o tempo de 2 segundos Figura 12 Part cula percorrendo a dist ncia de 1 metro em dois segundos Particula de ar Dute t Ds 25 Isso representado matematicamente pela seguinte igualdade distancia Velocidade
43. ifica o de acordo com informa es da placa de identifica o do ventilador e medi o do n vel de vibra o a cada 500 horas de funcionamento e limpeza e mensal para ambientes sem excesso de poeira ou outros poluentes con taminantes semanal em ambientes com presen a de condi es agressivas de poluen tes inspe o de corros o a cada seis meses Voltando ao desafio Os componentes da parte mec nica os rolamentos as buchas as polias e as cor reias causam o aumento do consumo de energia devido ao atrito e ao esfor o excessivo ao qual o motor submetido quando esses componentes n o apre sentam bom estado de conserva o Resumindo Neste cap tulo voc estudou que o aumento do consumo de energia el trica pode ocorrer nos elementos mec nicos que permitem a transmiss o de movi mento devido s condi es de trabalho diferentes daquelas previstas no projeto do equipamento Estudou que os mancais s o usados para posicionar o eixo e permitir o giro do ventilador mas que ocorre o desgaste entre as partes fixa e m vel e que para Cap tulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 69 minimizar este efeito utiliza se o rolamento ou a bucha os quais devem estar sempre lubrificados a fim de manter o atrito baixo Aprendeu tamb m que a montagem incorreta pode aumentar o consumo de energia el trica devido ao esfor o adicional pois tudo aquilo que n o se tornar movimento uma perda
44. iliza um martelo uma ferramenta tubular encaixada nos an is do rolamento como mostra a pr xima ilustra o Figura 27 Modo correto de montar o rolamento Fonte SKF Outra maneira de realizar esse procedimento com o uso de uma prensa meca nica ou hidr ulica que empurra o rolamento at a posi o adequada Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 45 Atualmente os fabricantes recomendam a utiliza o de um aquecedor de in du o para dilatar os an is do rolamento Considerando ainda o custo deste equipamento alguns montadores aplicam a chama de um ma arico diretamen te sobre o rolamento o que pode causar o derretimento da graxa dos modelos fechados o empenamento dos an is com preju zo resist ncia do material Figura 28 Exemplo de aquecimento incorreto Fonte SKF Fique ligado Como o motor el trico o elemento que precisa vencer as for as de atrito para girar o eixo do ventila dor um rolamento com dificuldade de girar aumentar o consumo de energia el trica Aten o Tanto a falta de lubrifica o adequada quanto outros problemas s o detectados por meio da compa ra o do rolamento defeituoso com as fotos do cat logo do fabricante nas quais s o identificadas as esferas as pistas e os an is danificados e as poss veis causas do defeito Se a causa n o for corrigida haver a repeti o do defeito na pe a nova 46 Ventiladores Buchas
45. inversor utilizado em associa o com um sensor que mede a grandeza que deve ser controlada pela entrada ou sa da de ar Vejamos um exemplo na expedi o da ind stria farmac utica Ipiranga existe o setor de cargas e descargas de caminh es que coberto por uma estrutura de telhas e vigas met licas No pico de opera o ocorrem diversas manobras de ca minh es que elevam a concentra o do mon xido de carbono produzido pelo escapamento que a partir de um determinado valor de concentra o causa a asfixia das pessoas Para evitar este problema a ind stria instalou um sistema de ventila o que re tira este g s e permite a entrada de ar limpo Numa instala o convencional o ventilador funciona com velocidade m xima durante todo o tempo indepen dente do hor rio de pico de manobras dos caminh es Para reduzir o consumo de energia el trica pode se instalar um inversor de fre qu ncia na alimenta o de cada ventilador Esse conjunto de inversores est in terligado a um ou mais sensores que detectam a varia o da concentra o de mon xido de carbono de maneira a diminuir a velocidade do ventilador quando o setor de cargas e descargas estiver com um movimento de caminh es menor A figura a seguir mostra modelos de inversores de frequ ncia 76 Ventiladores Figura 52 Inversores de freqii ncia err Fonte Weg Veja agora um exemplo de sensor de mon xido d
46. lizada pelo pedreiro para marcar o n vel de uma constru o Muitas pessoas a conhecem como mangueira de n vel ou manguei ra cristal devido ao fato de ela ser transparente Esse man metro muito pareci do com uma mangueira cristal em forma de U 24 Ventiladores e exaustores Considere por exemplo uma mangueira com o comprimento de 2 metros em que voc faria um U igual ao da figura a seguir Figura 10 Man metro de tubo em U Press o Press o Press o do Press o Atmos rica Atmosf rica Ventilador Atmosf rica Cada trecho vertical em p acima da curva ser chamado de coluna Coloque um pouco de gua dentro da mangueira e aguarde por alguns instantes at que o l quido pare de se movimentar Voc ver que a altura da gua nas duas colu nas ser igual Nesta condi o dizemos que a gua est em equil brio e a press o na superf cie do l quido igual nos dois pontos a e b onde age a press o do ar que chamamos de press o atmosf rica Se voc colocar uma das colunas na sa da de um ventilador notar que a gua ir descer nesta coluna e subir na outra formando um desn vel nas colunas re presentado pela letra h Medindo este desn vel com uma r gua em mil metros teremos a press o de sa da do ventilador Nestas condi es dizemos que a leitu ra da press o de h mil metros de coluna de gua acima da press o atmosf rica Exemplo 23 mmCA Para aumentar a precis o da leitura os man met
47. oltas na catraca Outro deta lhe que a for a aplicada pelos p s do ciclista menor porque a coroa maior do que a catraca Se a coroa tivesse o mesmo tamanho que a catraca o esfor o do ciclista seria maior Em ventila o a polia do ventilador seria a coroa a polia do motor seria a ca traca e a correia seria a corrente Na bicicleta a for a entra na coroa que tem o tamanho grande e sai na catraca Mas em ventila o ocorre o contr rio pois a for a entra pela polia do motor que tem tamanho pequeno e sai pela polia do ventilador que tem o tamanho grande Mas por que o sentido da for a inverso ao da bicicleta Para ilustrar esta situa o vamos utilizar o exemplo das marchas das bicicletas tipo mountain bike em que existem diversas posi es que deixam a pedalada mais leve ou mais pesada Quando estamos guiando a bicicleta e encontramos uma subida mudamos a marcha para que a coroa fique menor e a catraca maior Percebemos isso porque come amos a pedalar mais r pido do que antes j que a bicicleta fica mais leve Percebemos tamb m que a velocidade da bicicleta diminui Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 53 Quando o tamanho da catraca da roda traseira da bicicleta aumentado cresce tamb m a sua alavanca sendo necess ria uma for a menor nos pedais Em ven tila o uma for a menor ser aplicada pelo motor a fim de fazer girar um grande ventilador Figura 36 Arranjo ent
48. r a graxa antiga e colocar a nova Dependendo do tipo de mancal a graxa aplicada diretamente sobre o rola mento com um pincel Em outros utiliza se a engraxadeira que uma esp cie de seringa de inje o que se encaixa num bico semelhante a uma v lvula de pneu permitindo empurrar a graxa nova enquanto a velha sai por um furo Depois de certo tempo ocorre o endurecimento da camada externa que est em contato com o ar formando uma capa protetora enquanto internamente a graxa mant m sua forma pastosa Esta camada protetora permite manter o rola mento livre de poeira ou de part culas estranhas que poderiam se alojar entre as esferas e os an is o que aumentaria a for a necess ria para girar o eixo e aumen taria o consumo de energia el trica Outro defeito seria aquele em que os an is do rolamento encontram se empe nados tendo como causa mais comum o erro na hora da montagem Mas como isso acontece o que veremos a seguir Montagem dos rolamentos Cada rolamento recebe uma denomina o diferente em rela o fun o que exerce no conjunto mec nico pois um eixo deve ter seus movimentos limitados nos sentidos radial e axial Observe ilustra o a seguir 42 Ventiladores Figura 23 Sentido das for as axial e radial For a Axial For a Radial Quando um rolamento limita os sentidos radial e axial ao mesmo tempo recebe o nome de rolamento fixo Quando o rolamento limita apenas um dos sentidos receb
49. ra Conhe a a seguir como s o desen volvidos os cap tulos deste guia e Iniciando nossa conversa texto de apresenta o do assunto abordado cap tulo e Objetivos informa os objetivos de aprendizagem a serem atingidos a partir do que foi desenvolvido em sala de aula e com o estudo realizado por meio do guia e Um desafio para voc apresenta um desafio uma situa o a ser resolvida por voc e Continuando nossa conversa onde o tema do cap tulo desenvolvido tra zendo informa es para o seu estudo e Voltando ao desafio depois de ler analisar e refletir sobre os assuntos abor dados no cap tulo voc retornar ao desafio proposto buscando a sua solu o luz do que foi estudado e Resumindo texto que sintetiza os principais assuntos desenvolvidos no ca p tulo e Aprenda mais sugest es para pesquisa e leitura relacionadas com o tema do cap tulo visando ampliar o que voc aprendeu Esperamos que este material did tico contribua para torn lo um cidad o cada vez mais consciente e comprometido em alcan ar a efici ncia energ tica cola borando assim para que o Pa s atinja as metas necess rias para o setor e conse quentemente benef cios para a sociedade brasileira e para o meio ambiente 13 Capitulo 1 VENTILADORES Iniciando nossa conversa Quem tem carro sabe que ele deve rodar sempre com os pneus alinhados e cali brados pois do contr rio haver um aum
50. re polias e correias Folia do do motor Ventilador D motor D ventilador Como a polia do motor menor do que a polia do ventilador ela gira mais vezes do que a do ventilador Isto far com que a polia do motor tenha que dar mais voltas para que a polia do ventilador d uma volta Com isso a velocidade do ventilador cai mas seu torque aumentado Do ponto de vista da conserva o de energia isso bom porque o motor n o precisa fazer tanta for a Fique ligado O n mero de voltas do ventilador importante porque define a vaz o e a press o de trabalho pois se o n mero de voltas por minuto for aumentado a vaz o tamb m ser ampliada Como a press o e a vaz o aumentam cresce tamb m o consumo de energia el trica porque o venti lador est deslocando uma quantidade maior de ar 54 Ventiladores Vibragao excessiva causada por componentes mecanicos A vibra o maior do que o normal reduz a vida til do ventilador Se ela for exces siva suas causas precisam ser investigadas As causas das vibra es excessivas dos ventiladores podem ser desbalanceamento causado por sujeira e parafusos de fixa o da carca a dos mancais ou do motor soltos e desalinhamento do eixo do motor travas dos rolamentos sem aperto adequado e parafusos de fixa o do cubo do rotor sem aperto adequado e rotor do ventilador eixo do motor e rolamentos danificados por algum tipo de acidente
51. retidos nos filtros convencionais odores vapores mat ria particulada submicr nica O projeto do sistema determina a efici ncia da filtragem instalada e a taxa de renova o adotada O uso de filtros est vinculado qualidade do ar captado pelo sistema de venti la o para a renova o do ar dos ambientes ventilados Eles devem ser usados de acordo com as instru es dos fabricantes para que n o haja o risco de que o fluxo de ar arraste para os ambientes os poluentes acumulados nos filtros As ilustra es a seguir exemplificam tipos de filtros comumente usados em siste mas de ventila o comercial Figura 37 Filtro met lico lav vel tipo colm ia Fonte Difusar Figura 38 Filtro descart vel tipo plano Fonte Difusar 56 Ventiladores A exist ncia de filtros n o garante a limpeza do sistema a boa qualidade do ar A n o ser no caso dos filtros de alta efici ncia raramente utilizados em instala es comerciais os filtros comumente usados mesmo os mais eficientes deixam passar grande parte dos poluentes particulados carre gados pelo ar Cabe equipe de manuten o manter os filtros corretamente instalados e proceder sua substitui o ou limpeza sempre que necess rio O melhor indicador do grau de concentra o de sujeira de um filtro e portanto de necessidade de sua substitui o a perda de carga do ar medida por ma n metro diferencial A apar ncia de filtro sujo n o indica
52. ria para 25 N m pf A p dm p 25M Capitulo 1 Ventiladores 23 Voltemos a experi ncia do lapis Qualquer dos seus dedos que pressionar a pon ta mais fina do l pis far com que voc tenha uma sensa o de dor maior A pon ta mais fina tem uma superf cie menor portanto a press o aplicada sobre ela maior E voc sentir mais dor Fique ligado Tamb m existem outras unidades de press o utilizadas na ventila o mmCA mil metro de coluna de gua in WC inch water column polegada de coluna de gua Os t cnicos e os fabricantes podem escrever na placa de identifica o do ventila dor o nome da unidade a grandeza f sica ou simplesmente o s mbolo de qualquer uma delas Apesar de existir uma legisla o brasileira que obriga a utiliza o das unidades determinadas no Sistema Internacional Sl podem ser encontrados ventiladores com as grandezas indicadas por meio de outras unidades Medi o da press o A medi o da press o indica a for a por unidade de rea com a qual o ventilador est empurrando ou puxando o ar Isto indica se o ventilador adequado e est dimensionado de acordo com as necessidades de ventila o do ambiente Para medir essa for a usa se um instrumento simples que muito utilizado na rea de ventila o Trata se do man metro de tubo em U Vamos fazer uma compara o para que voc consiga visualizar este instrumen to voc conhece a mangueira uti
53. rompimento do revestimento ou dos cord es de refor o O procedimento correto aproximar a polia m vel da polia fixa de modo que a correia possa ser montada sem for a e sem aux lio de qualquer tipo de ferramenta Depois de montada a correia dever ser corretamente tensionada como j foi explicado anteriormente Manuten o de correias As correias devem ser constantemente inspecionadas pois s o componentes muito importantes para o bom funcionamento dos ventiladores em sistemas de ventila o Sujeira rachaduras ru dos e vibra es e funcionamento em altas temperaturas s o condi es que devem ser monitoradas e corrigidas O estado da correia deve ser avaliado e ela dever ser substitu da se esse for o caso A sujeira pode ser causada por exposi o a atmosferas com leo e part culas em suspens o vazamentos de l quidos excesso de lubrificantes sobre os rolamentos por exemplo Esses problemas devem ser sanados pois a sujeira de modo geral estraga as correias e entra pelos canais das polias prejudicando a transmiss o As rachaduras s o causadas por altas temperaturas de opera o polias de pe queno di metro aquecimento das correias devido ao escorregamento e por po eira Como as rachaduras reduzem a tens o e a efici ncia da opera o da correia as causas devem ser identificadas e corrigidas As vibra es e os ru dos t m diversas causas Por exemplo a vibra o pode ser causada pelo tensionam
54. ros de tubo em U encontrados nas lojas utilizam l quidos coloridos de volume maior que a gua Nestes instru mentos necess ria a utiliza o do l quido recomendado pelo fabricante Capitulo 1 Ventiladores 25 A press o determina o limite m ximo para a utiliza o de determinado tipo de ventilador Assim por exemplo os ventiladores axiais normalmente s o usados com valores de press o at 70 mmCA ou 700 Pa Outra caracter stica desse tipo de ventilador o seu tamanho Para uma mesma vaz o ele sempre maior do que o ventilador radial Os ventiladores radiais s o mais compactos e podem ser usados com v rias fai xas de valores de press o Tomando como exemplo a industria farmac utica Ipiranga temos diversos e di ferentes ambientes administrativos e produtivos com elevado n mero de pes soas com hor rios e necessidades d spares Por este motivo os ventiladores s o escolhidos pela facilidade de trazer ou retirar o ar dos ambientes ventilados Assim por exemplo se um galp o de oficinas de manuten o for fechado mas estiver no n vel da rua podem ser usados ventiladores axiais para introduzir ar novo As janelas ou os portais de acesso do pessoal seriam suficientes para a sa da do ar viciado e de odores Para o setor administrativo seria utilizado um sistema central nos quais os ven tiladores centr fugos radiais trariam o ar externo devidamente tratado para os ambientes a fim de renovar o ar e
55. s cerdas de pia s o como o rotor do ventilador deslocando o ar o cabo da vassoura fun cionaria como o eixo transmitindo movimento os caibros s o como os mancais apoiando o eixo e a sua m o tal qual o motor el trico gerando pot ncia Da mesma maneira que ocorre a retirada da madeira do cabo da vassoura e dos eixos usados no exemplo ocorre a retirada de metal entre o eixo e os mancais do ventilador Assim como a vassoura foi posicionada para que pudesse girar o eixo do ventilador tamb m posicionado para fazer as p s girarem Assim os mancais t m duas fun es e Posicionar o eixo e e Permitir seu giro com pouco desgaste As fun es dos mancais s o realizadas de duas maneiras com a utiliza o de rolamentos buchas Fique ligado Quanto maior for o atrito entre o eixo e o mancal maior ser a for a que o motor ter de mover e maior ser o consumo de energia el trica Rolamentos At bem pouco tempo atr s era comum ver os rolamentos sendo utilizados como rodinhas nos carrinhos de rolem com que os garotos brincavam em ruas asfalta das Atualmente os rolamentos s o muito utilizados nos trucks dos skates Em uma defini o t cnica os rolamentos s o elementos constitu dos de dois an is conc ntricos separados por elementos rolantes que podem ser esferas ou rolos ANTUNES e FREIRE 1998 p 161 40 Ventiladores Confira na ilustra o a seguir Figura 20 Di
56. s conjuntos apresentar problemas e precisar ser substitu da Isto causa outro problema de ordem financeira pois quem faz a manuten o dos ventiladores pode considerar que necess rio reti rar apenas esta correia defeituosa e colocar uma nova ou at mesmo deixar um canal sem correia aumentando o esfor o nas demais e no motor el trico No caso de uma correia nova entre outras correias velhas haver a diferen a do laceamento entre as correias causando o desgaste prematuro da nova devi do ao esfor o adicional ou ao escorregamento das demais Neste caso deve se substituir todas as correias antigas por correias novas refazer o alinhamento e o teste de aperto Substitui o de correias Antes de instalar um novo jogo de correias em V as polias ranhuradas devem ser cuidadosamente inspecionadas pois polias gastas reduzem a vida til das correias Se o canal da polia estiver gasto a correia se assentar na base no fundo desse canal Se por outro lado as paredes laterais dos canais das polias estiverem gas tas os cantos inferiores da correia sofrer o desgaste exagerado e diminuir o a vida til desse componente Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 51 Deve se verificar tamb m se as polias est o limpas e livres de leo graxa tinta ou qualquer outro tipo de sujeira No ato da instala o a correia n o dever ser for ada contra a polia com nenhum tipo de ferramenta pois isso poder causar o
57. ste cap tulo voc vai perceber que h ainda espa o para au mentar a efici ncia energ tica de sistemas j implantados principalmente aque les mais antigos que n o foram projetados em tempos de restri o de consumo de energia quando ningu m tinha consci ncia dos danos que o desperd cio de energia causa ao nosso Planeta Para come ar a otimizar o consumo de energia el trica de uma instala o de ventila o necess rio procurar identificar situa es em que os ventiladores funcionam fora das condi es previstas no projeto Um projeto de sistema de ventila o prev as condi es necess rias de press o e vaz o para que o deslocamento do ar proporcione o resultado desejado no ambiente ou seja a retirada dos odores das part culas ou do calor Numa instala o sem projeto n o se pode afirmar que a ventila o capaz de atender s necessidades do ambiente pois n o existem dados sobre os par me tros que definem estas necessidades Sem dados para compara o n o pos s vel avaliar se o sistema eficaz ou n o j que para que uma coisa seja consi derada boa precisa ser comparada outra Nesta situa o o profissional precisa definir quais ser o os par metros de compara o 72 Ventiladores Assim neste capitulo voc vai conhecer qual a estrat gia a ser usada quando nao h uma documenta o do projeto de um sistema de ventila o Vai conhecer tamb m alguns equipamentos que quan
58. system pt gt Acesso em 28 maio 2007 GOODYEAR DO BRASIL PRODUTOS DE BORRACHA LTDA Correias de transmis s o de pot ncia guia de instala o manuten o e solu o de problemas S o Paulo 1994 80 Ventiladores JONES W P Engenharia de ar condicionado Rio de Janeiro Campos 1983 MACINTYRE Archibald Joseph Ventila o industrial e controle da polui o Rio de Janeiro LTC 1990 NEPOMUCENO Lauro Xavier T cnicas de manuten o predial S o Paulo Ed gard Blucher 1989 v 1 2 OTAN VENTILADORES INDUSTRIAIS LTDA Manual de instala o e manuten o Dispon vel em lt http www otan com br port home html gt Acesso em 22 dez 2007 PROVENZA Francesco Projetista de m quinas S o Paulo Provenza Ed 1996 SENAI SP Escola SENAI Oscar Rodrigues Alves Eletricidade I S o Paulo 2005 Termofluidomecanica I S o Paulo 2005 SILVA Benedito Remi da Ventila o S o Paulo Editora Gr mio Polit cnico 1980 SKF GROUP HEADQUARTERS Produtos SKF para manuten o e lubrifica o Dispon vel em lt http www mapro skf com mp3000p htm gt Acesso em 07 dez 2006 SMACNA HVAC systems testing adjusting and balancing Virginia 1988 TORIN Manual de instala o opera o e manuten o Dispon vel em lt http www torin com br gt Acesso em 22 dez 2007 VIANA Augusto Nelson Carvalho Ventiladores e exaustores Rio de Janeiro ELETROBR S PROCEL 2004 VENTIL
59. t o associados ao movimento e sustenta o das pe as J os componentes el tricos est o as sociados condu o de energia De maneira bem simples podemos dizer que a energia el trica o alimento do ventilador que proporciona o movimento das pe as e faz o ar ser empurrado para dentro ou para fora dos ambientes Os componentes que carregam esse alimento precisam ter tamanhos adequados a fim de evitar sobreaquecimento e riscos vida das pessoas Vamos conhecer primeiro os componentes mec nicos e depois os el tricos Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 37 Componentes mec nicos do sistema de ventila o Qualquer conjunto mec nico possui partes fixas e m veis Por exemplo um ven tilador radial possui a parte fixa que o caracol e a parte m vel que o rotor Observe a ilustra o a seguir Figura 17 Exemplo de partes fixa e m vel de um ventilador radial Os componentes da parte mec nica que permitem a transmiss o de pot ncia por meio do movimento t m impacto no consumo de energia el trica Vamos ent o estudar esses componentes que s o e eixo e rolamentos e buchas e polias correias Eixo Para que o ar seja deslocado preciso que o rotor gire sem raspar as paredes in ternas do caracol Para isto necess rio que o eixo tenha dois pontos de apoio O eixo transmitir o movimento e a pot ncia do motor el trico 38 Ventiladores Para exemplificar
60. te deslizante mais simples do que a feita com in terfer ncia pois a for a necess ria para realiz la apenas a dos bra os do montador A pr xima ilustra o mostra a representa o esquem tica de um rolamen to fixo Figura 25 Exemplo de rolamento fixo Travas axiais Interfer ncia 97 A montagem da figura 25 mostra que as for as axiais s o travadas pela dispo si o das pe as e as for as radiais pelo ajuste de interfer ncia o que implica na utiliza o de ferramentas durante a montagem dos rolamentos 44 Ventiladores Montagem com interfer ncia Ao contrario da montagem deslizante a montagem com interfer ncia necessita do uso de ferramentas que proporcionem uma for a adicional j que o di metro do rolamento ligeiramente menor do que o di metro do eixo no qual ele ser montado Os problemas de montagem geralmente ocorrem porque o montador n o tem as ferramentas adequadas Nestes casos os procedimentos mais comuns s o e For ar o rolamento sobre o eixo Aquecer o rolamento O procedimento de for ar o rolamento sobre o eixo conhecido como monta gem a frio e pode ser feito por meio de impacto ou de prensagem Como as fer ramentas s o caras s vezes o montador bate com o martelo diretamente sobre os an is do rolamento empenando o Veja figura a seguir Figura 26 Modo errado de montar o rolamento Fonte SKF A montagem por impacto ut
61. tempo normal que o cobre escure a um pouco Se escurecer demais ou mudar de cor indica que ocorreu um sobreaquecimento Um exemplo de como a energia pode aquecer um condutor encontrado em chuveiro el trico residencial Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 61 Fique ligado Do ponto de vista do consumo de energia o sobreaquecimento causa desperd cio pois uma parte da energia el trica se transforma em calor n o aproveitado Figura 44 Fios esmaltados de um motor escurecido devido ao sobreaque cimento Fonte Bitzer Quando ocorre o sobreaquecimento o isolante dos condutores deteriora ex pondo os fios energizados O condutor que perdeu o isolamento chamado de fio desencapado Quando dois fios desencapados com potenciais el tricos dife rentes se encontram ocorre o curto circuito O efeito dos curtos circuitos depende dos valores das grandezas el tricas envol vidas mas geralmente acompanhado de barulhos de explos o de sons pare cidos com aqueles da solda el trica de carboniza o e derretimento das partes que se encontraram e tamb m que provocam cheiro de material queimado Os componentes que passaram por curto circuitos devem ser substitu dos uma vez que causam preju zos instala o 62 Ventiladores Fique ligado Os curtos circuitos aumentam consumo de energia el trica pois durante este processo ocorre 0 aquecimento desnecess rio dos condutores
62. to Simonsen 70040 903 Bras lia DF Tel 61 3317 9001 61 3317 9994 www cni org br Servi o de Atendimento ao Cliente SAC Tels 61 3317 9989 61 3317 9992 sac cni org br V465 80 p il ISBN 978 85 87257 28 4 lll IEL N cleo Central IV T tulo Ventiladores e exaustores guia b sico Eletrobr s et al Bras lia IEL NC 2008 1 Ventiladores 2 Sistemas de ventila o Eletrobr s Il CNI Confedera o Nacional da Ind stria CDU 621 61 ELETROBRAS PROCEL Presid ncia Jos Ant nio Muniz Lopes Diretoria de Tecnologia Ubirajara Rocha Meira Departamento de Projetos de Efici ncia Energ tica Fernando Pinto Dias Perrone Divis o de Efici ncia Energ tica na Ind stria e Com rcio Marco Aur lio Ribeiro Gon alves Moreira Equipe T cnica CONFEDERA O NACIONAL DA IND STRIA CNI Presidente Armando de Queiroz Monteiro Neto INSTITUTO EUVALDO LODI IEL N CLEO CENTRAL Presidente do Conselho Superior Armando de Queiroz Monteiro Neto Diretor Geral Paulo Afonso Ferreira Superintendente Carlos Roberto Rocha Cavalcante ELETROBR S PROCEL Equipe PROCEL IND STRIA Alvaro Braga Alves Pinto Br ulio Romano Motta Carlos Aparecido Ferreira Carlos Henrique Moya Humberto Luiz de Oliveira Lucas Vivaqua Dias ar lia Ribeiro Spera Roberto Piffer Roberto Ricardo de Araujo Goes Colaboradores George Alves Soares Vanda Alves dos Santos CONFE
63. tos de p s Figura 5 Formatos de p s em rotores diversos Fonte www mspc com br O rotor A tem p s radiais planas empregadas para trabalho pesado com part cu las abrasivas e em suspens o Seu rendimento baixo O rotor B tem p s curvas para tr s o que d uma vaz o m dia para tornar o ar limpo com baixo n vel de ru do alta press o e rendimento m dio O rotor C apresenta p s curvas para a frente fornece fluxo de ar de alta press o e rendimento m dio Permite vaz es mais altas em di metros menores Capitulo 1 Ventiladores 19 O rotor D tem pas curvas para a frente com saida radial Fornece fluxo de ar de alta press o e alta vaz o com rendimento m dio O rotor E apresenta p s de perfil asa empregado para movimentar ar limpo com baixo n vel de ru do e bom rendimento Emprego dos ventiladores axial e radial Geralmente quando instalado corretamente o ventilador axial apresenta ren dimentos na faixa dos 80 ou seja da energia mec nica que chega at o eixo ele transfere cerca de 80 para o ar Isso acontece porque a dire o do fluxo de sa da a mesma do fluxo de entrada Apesar de apresentar maior rendimento o ventilador axial tem algumas desvan tagens Por exemplo se ele for montado em dutos isso dificultar sua manu ten o que ser mais trabalhosa Seu n vel de ru do maior e embora possa ter motor externo e acionamento por correia seus mancais e parte da correia est o
64. u eixo que encaixada a polia motora aquela que voc j estudou neste cap tulo O estator a parte fixa do motor el trico Veja a seguir um motor em corte com as partes que o comp em Figura 40 Motor el trico com suas partes componentes identificadas Fonte Weg A manuten o dos motores el tricos resume se a inspe es peri dicas para avaliar os n veis de isola o verificando se o aterramento continua a atender as exi g ncias da norma espec fica e eleva o de temperatura analisando se o motor est funcionando dentro dos limites de temperatura indicados pelo fabricante 58 Ventiladores desgastes excessivos verificando as condi es de rolamentos mancais e lubrifica o dos rolamentos mancais e condi es dos condutores da alimenta o el trica do motor o aquecimento indica sobrecarga do motor Aten o Desenergize o motor para inspe o que dever ser realizada por um eletricista A frequ ncia das inspe es depende do plano de manuten o que elaborado em fun o entre outras situa es do tipo de motor e das condi es do local onde o motor est instalado Para garantir o perfeito funcionamento do motor el trico necess rio al m das inspe es mec nicas realizar medi es das grandezas el tricas inerentes ao fun cionamento de qualquer m quina el trica Este assunto apresentado a seguir Grandezas el tricas Do ponto
65. um instrumento de termografia Fonte Flir Figura 48 Foto termogr fica Fonte www mjservice com br 66 Ventiladores Impacto das avarias mecanicas na pot ncia el trica A montagem de um ventilador tem uma estrutura muito parecida com a da fi gura a seguir Figura 49 Montagem t pica de um ventilador Pal Tonala 69 pot ncia acionamento sai do motor passa pela polia motora pela correia pela polia movida pelo eixo para ent o chegar at o rotor do ventilador Nesse ca minho ocorrem perdas entre as polias e as correias e entre o eixo e os rolamentos Estas perdas s o representadas por valores num ricos chamados de rendimento cujo s mbolo o Antunes e Freire apresentam alguns valores t picos para os rendimentos 1998 p 81 mostrados no quadro 1 a seguir Quadro 1 Valores de rendimento t picos Descri o Faixas de valor n Transmiss o por correias 0 96 a 0 98 Mancais de deslizamento par 0 96 a 0 98 Mancais de rolamentos par 0 98 a 0 99 Capitulo 2 Manuten o de sistemas de ventila o 67 Isto significa que a pot ncia el trica de acionamento do motor a pot ncia de eixo do ventilador acrescida das perdas dos elementos por onde a energia ir passar A representa o matem tica watts cL Pa Pela formula acima podemos ver que o rendimento dos componentes mecani cos implica inversamente no
66. valor da pot ncia el trica pois se os seus valores di minuirem al m do previsto ocorrer o aumento da pot ncia com o consequente aumento do consumo da energia el trica Considerando uma pot ncia necess ria de 10 Watts para circular o ar em uma montagem igual da ltima figura e com valor m dio de rendimento teremos OW 0 985 x0 97 10 46 watts watts Vamos supor que o par de rolamentos esteja com problemas de lubrifica o o que causar a diminui o do rendimento n Como o servi o de manuten o n o resolveu esse problema o rendimento dos rolamentos caiu para 0 90 e o motor necessitar de maior pot ncia para realizar o mesmo trabalho Isso pode ser provado matematicamente WOW 0 90 x0 97 11 45 watts watts O aumento de consumo nessas condi es da ordem de aproximadamente 11 Se considerarmos que um sistema de ventila o tem v rios motores pos s vel imaginar o impacto do custo desse aumento nas contas de fornecimento de energia el trica de um consumidor comercial 68 Ventiladores Manuten o preventiva Como foi visto at aqui a manuten o muito importante para manter o sistema de ventila o funcionando em n veis de consumo de energia os mais eficientes poss veis Elaborar um plano de manuten o preventiva uma boa estrat gia para atingir essa meta Basicamente esse plano dever atender s seguintes necessidades e intervalo de lubr
67. vel pela abertura autom tica das aletas ou l minas 32 Ventiladores e exaustores Figura 16 Damper Fonte Johnson Controls Esse dispositivo funciona como uma esp cie de v lvula que regula a vaz o do ar Se esses registros forem abertos ou fechados as rela es entre as grandezas de press o vaz o e velocidade ser o modificadas em rela o ao que o projeto do sistema prev Se ele fechado demais a press o aumenta al m do previsto e o consumo de energia tamb m aumenta Se ele estiver aberto demais a vaz o aumentar e haver desconforto no ambiente ventilado como por exemplo os pap is sobre as mesas come am a voar e pode haver aumento de ru do O projeto n o especifica o grau de abertura do damper Ele fornece valores de press o velocidade e vaz o que devem ser encontrados nas medi es realiza das Este ser o trabalho de Eric e Jo o na adequa o do sistema da ind stria farmac utica Voltando ao desafio Jo o encontrou ventiladores de diferentes tipos e tamanhos porque dentro do sis tema projetado existem necessidades de diferentes valores de press o e vaz o Cap tulo 1 Ventiladores 33 Resumindo Inicialmente aprendemos que e o ventilador um equipamento que desloca gases e que recebe o nome de exaustor quando puxa o ar do ambiente e os tipos mais comuns de ventiladores encontrados nas instala es s o o axial e o radial e o ventilador residencial refresca o ambiente por

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