Ar condicionado para salas de computadores

computerUm sistema de ar condicionado tem a finalidade de propiciar conforto térmico as pessoas ou a equipamentos especiais. A menos que uma sala possua computadores que necessitem de temperaturas baixas para trabalhar, se as pessoas estão sentindo frio, está havendo desperdício de energia, pois o sistema de ar condicionado esta refrigerando mais do que o necessário.

Deve-se regular o termostato do ar condicionado para uma temperatura onde todos se sintam confortáveis no ambiente de trabalho. Normalmente no que se refere a temperatura de ar condicionado para sala de computadores um padrão de 23°C e 50% de umidade pode ser adotado.

Mas, isto é feito quando existe controle de temperatura e umidade do ar, realizado normalmente em sistemas centrais de ar condicionado. Se o condicionamento for realizado com aparelhos, de janela, splits ou self, o controle restringe-se a temperatura.

Os sistemas de ar condicionado de precisão são projetados pra atender as necessidades de ambientes como data centers, salas de telefonia, switches e hubbies, centrais e coletoras de transmissão de telefonia, ambientes críticos de aplicação em mineração, óleo e gás e todos os ambientes onde o controle preciso de temperatura e umidade, e a confiabilidade extrema do aparelho sejam requeridos.

Esses sistemas são especialmente produzidos para ambientes que precisam de exatidão na temperatura para o bom funcionamento. Contam com especificações de alta vazão de ar, controle de condensação, controle de umidade e temperatura e elementos de proteção e redução de consumo de energia. São muito mais eficientes que os sistemas de ar centrais comuns, pois possuem alto índice de automação com sistemas de alerta contra alteração da temperatura e umidade.

Existem características únicas atingidas com o sistema. O ar condicionado de precisão tem como diferenciais sua durabilidade, confiabilidade, controle preciso de temperatura e umidade, alta vazão e alto fator de calor sensível. Além disso, são desenvolvidos para funcionamento 24 horas continuamente, baixa necessidade de manutenção e baixo consumo de energia.

Ambientes críticos requerem um controle rígido de umidade de 45% no mínimo a 55% no máximo e temperaturas estáveis e precisas. Tudo isso para que os componentes eletrônicos sensíveis funcionem perfeitamente e para que as operações de processamento e armazenamento de dados não sofram consequências, como falhas nos elementos e quedas no sistema. Aproximadamente 25% destes problemas são causados por instabilidades no sistema de ar condicionado.

E quais as diferenças entre ar condicionado de precisão e de conforto? O de conforto é projetado para atender as necessidades físicas de um ambiente voltado exclusivamente para pessoas. Possui baixo custo e é de fácil instalação, pois não possui nenhum componente eletrônico mais elaborado, diferentemente do sistema de precisão. O de conforto trabalha oito horas diárias, regula somente a temperatura, tem baixo custo aquisitivo, baixa vazão de ar e baixo calor sensível. Já o de precisão trabalha ininterruptamente 365 dias, faz a monitoração da temperatura e umidade, tem maior custo aquisitivo, tem alta vazão de ar e alto fator de calor sensível.

Uma norma que acaba de ser confirmada é a NBR 10080 (NB643) de 11/1987 – Instalações de ar condicionado para salas de computadores que fixa condições exigíveis para a elaboração de projetos de instalações de ar condicionado, para salas de computadores. Recomenda-se como critérios básicos de projeto: remover o calor onde é produzido; manter as condições de temperatura e umidade nas faixas especificadas; permitir a flexibilidade da instalação; possuir sistema de filtragem adequado; verificar as condições de conforto térmico resultantes.

Quanto à temperatura e umidade relativa, as recomendações são prescritas em 4.1. temperatura registrada no termômetro de bulbo seco de (22 ± 2)ºC e a umidade relativa de (50 ± 5)% devem ser mantidas, tanto para a sala do computador, como para as demais salas pertencentes ao sistema, tais como: sala de armazenamento de discos, fitas, formulários e cartões. Deve-se ainda observar, que quando o equipamento do computador não estiver em operação, conforme as condições locais, prever o funcionamento do sistema de ar condicionado, para assegurar a manutenção das condições ambientais.

Para o ar exterior, deve-se adotar valores que mantenham pressão positiva na sala de computador e anexos em relação aos ambientes adjacentes. A carga térmica do sistema é constituída pela carga térmica dissipadas pelos equipamentos, que deve ser calculada com base nos dados fornecidos pelos fabricantes dos computadores, e as demais cargas do recinto, conforme os critérios adotados na NBR 6401. Para o insuflamento e retorno de ar, recomenda-se as características prescritas de 7.1 a 7.5.

7.1 Flexibilidade para permitir remanejamento na sala do computador.

7.2 Para remover a carga térmica do computador, recomenda-se ainda que o insuflamento seja por “plenum” sob o piso elevado. O “plenum” deve: ser estanque nos limites da sala; evitar concentração; permitir fácil limpeza; ter dimensões compatíveis à distribuição do ar; e ser isolado termicamente, quando necessário.

7.3 Deve-se evitar a colocação de bocas de insuflamento diretamente na base do computador, para impedir que a umidade excessiva do ar danifique os componentes do mesmo.

7.4 Para atender o conforto humano, o insuflamento deve ser acima da zona de ocupação.

7.5 O retorno do ar deve ser feito ao nível do teto e na região do computador.

Já a filtragem do ar, no caso do ar exterior para renovação e o ar a ser insuflado na sala do computador e de fitas e discos deverão ser filtrados. A classe de filtragem do ar insuflado deverá ser a recomendada pelo fabricante do equipamento do computador. Na falta de informação a filtragem deverá ser no mínimo classe F 1 da NBR 6401. A classe de filtragem do ar exterior deverá ser compatível com as condições externas. Na falta de informação a filtragem deverá ser no mínimo classe G 2 da NBR 6401. Para o nível de ruído, deve-se adotar os níveis 40 NC a 60 NC de acordo com a NBR 6401, com o computador desligado.

O tipo de sistema de ar condicionado a ser adotado para salas de computadores será definido pelo projetista de ar condicionado, em função das recomendações do usuário, projeto arquitetônico, condições do local e outros fatores. Com relação à operacionalidade, quando o sistema de ar condicionado para sala de computadores for parcela de um sistema global maior, recomenda-se que o mesmo seja desvinculado do sistema, permitindo assim a sua operação e controle independentemente do restante do sistema.

O sistema de ar condicionado para sala de computadores deve ter as características: ser passível de expansão; ter condições para funcionamento ininterrupto e para isto os equipamentos essenciais deverão ter reserva, ou possibilidade de serem substituídos através de manobras simples, por outros que normalmente atendam outras áreas condicionadas; ter sua operação e manutenção efetuada sem interferir nos trabalhos da sala de computadores; permitir conexão a um sistema de energia elétrica de emergência.

Recomenda-se instalar um sistema de alarme com sinalização visual e/ou sonora na sala do computador, para indicar desvios das faixas estabelecidas para temperatura e umidade relativa. Recomenda-se a interligação do sistema de ar condicionado ao sistema de proteção contra incêndio. A operação do sistema de ar condicionado deverá ser automática, utilizando os seguintes controles: termostatos para refrigeração e aquecimento, umidostatos para comandar umidificação e/ou desumidificação; chaves de fluxo, termostatos limite e termostatos de segurança.

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Os diversos usos do poliuretano, de acordo com as normas técnicas

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poliuretanoO poliuretano é utilizado como miolo das telhas conhecidas como sanduíche, que possuem chapas de aço galvanizadas na parte externa e miolo em espuma de poliuretano, rígida ou semirrígida. Estas telhas também servem como isolantes termoacústicos. Em 1937, o professor Otto Bayer e sua equipe desenvolveram um processo que, a partir da reação de dois compostos, resultava em um produto de estrutura macromolecular, o poliuretano. Eles são normalmente produzidos pela reação de poliadição de um poliisocianato (no mínimobifuncional) e um poliol ou outros reagentes, contendo dois ou mais grupos de hidrogênio reativos. Os compostos contendo hidroxilas podem variar quanto ao peso molecular, natureza química e funcionalidade. Os isocianatos podem ser aromáticos, alifáticos, cicloalifáticos ou policíclicos. Esta flexibilidade de escolha de reagentes permite obter uma infinita variedade de compostos com diferentes propriedades físicas e químicas, conferindo aos poliuretanos uma posição importante no mercado mundial de polímeros sintéticos de alto desempenho. No final da década de 30, começou na Alemanha a produção comercial de poliuretano: espumas rígidas e adesivos. Na década de 40, surgiram na Alemanha e na Inglaterra os elastômeros e aconteceram as aplicações industriais. Já na década de60, o poliuretano passa a ser utilizado entre duas chapas de aço, para construção de painéis.

Os sistemas principais de obtenção de poliuretanos são: sistema bicomponente de cura ao sistema bicomponente de cura ao ar: poliol + poliisocianato = poliuretano; sistema monocomponente de cura com a umidade do ar: poliisocianato + H2O = poliuretano + CO2; sistema monocomponente de cura em estufa: poliisocianato bloqueado + poliol = poliuretano + agente bloqueante; e sistema não reativo em secagem física: poliuretano em solução + ar ou calor = poliuretano + solvente. Eles são versáteis, mas podem ser definidos em alguns tipos básicos: espumas rígidas: são sistemas bicomponentes normalmente utilizados em sistemas de isolamento térmico e acústico, para modelação, ou para proteção de transportes de peças e equipamentos; espumas flexíveis: são utilizadas em colchões, abafadores, peças automotivas (integral skin),isolamentos acústicos, proteção de equipamentos para transportes,almofadas, bonecos e esculturas, brinquedos, entre outros; elastômeros: utilizados em várias aplicações, como encapsulamentos eletrônicos, amortecedores,sapatas de equipamentos, revestimentos antiderrapantes e resistentes à abrasão, acabamento em produtos promocionais, tubos e dutos,revestimentos de etiquetas, blocos de modelação, entre outros; tintas: normalmente são utilizados em aplicações onde existe a necessidade de bom acabamento, excelente brilho, resistência química, boa aderência, e resistência a UV. Podem ser bicomponentes ou monocomponentes,normalmente os bicomponentes são os de melhor resistência em todos os sentidos.

A espuma rígida de poliuretano é considerada um material de isolamento térmico para a construção civil em geral. Atua como um insumo (componente núcleo) de painéis industrializados, tanto para coberturas como para paredes, estruturais ou de vedação. Quimicamente, o poliuretano é produzido pela reação química entre um isocianato e um poliol e aditivos, onde, dependendo de condições específicas de aplicação e dada a dependência da formulação química, o conjunto formado pelo painel ou placa é denominado de painéis e placas industrializados com espuma rígida de poliuretano, sendo que pode ser aplicado em uma gama extensa de situações.

No caso dos painéis, há três normas técnicas sobre o assunto. A NBR 15366-1 de 05/2006 – Painéis industrializados com espuma rígida de poliuretano – Parte 1: Requisitos e métodos de ensaio que estabelece requisitos e métodos de ensaios para os painéis fabricados industrialmente com espumas rígidas de poliuretano, bem como para seus componentes. É aplicável aos painéis industrializados com núcleo de espuma rígida de poliuretano para aplicações em edificações e em câmaras frigoríficas. A NBR 15366-2 – Painéis industrializados com espuma rígida de poliuretano – Parte 2: Classificação quanto à reação ao fogo classifica os painéis industrializados com núcleo de espuma rígida de poliuretano quanto à reação ao fogo, aplicáveis à construção civil, e câmaras frigoríficas, compondo paredes, fechamentos laterais e coberturas. E a NBR 15366-3 – Painéis industrializados com espuma rígida de poliuretano – Parte 3: Diretrizes para seleção e instalação em edificações e câmaras frigoríficas que estabelece as diretrizes para a seleção e uso, os procedimentos executivos para instalação dos painéis fabricados industrialmente com espumas rígidas de poliuretano, e as verificações durante os processos executivos dos componentes para aplicações em edificações e em câmaras frigoríficas, e manutenção destes painéis após instalação.

Dessa forma, o poliuretano é utilizado como miolo das telhas conhecidas como sanduíche, que possuem chapas de aço galvanizadas na parte externa do miolo em espuma de poliuretano, rígida ou semirrígida. Estas telhas também servem como isolantes termoacústicos. Pelo seu baixo peso e à auto-aderência durante a espumação, o poliuretano proporciona grande resistência estrutural por um peso baixo por metro quadrado de telhado. Com o seu uso, a perda de materiais, que costuma ter em média de 30% na construção civil, não ocorre, pois o material é fornecido sob medida. A densidade de espuma ideal para telhas é entre 36 e 40 kg/m 3e a exatidão deste valor é determinante para a performance do isolamento termoacústico da telha.

São utilizadas em regiões com elevada concentração de umidade no ar, para evitar o gotejamento interno que ocorre com a condensação da umidade interna quando em contato com as coberturas (quando estas são aquecidas pela ação do sol). Além de solucionar esse tipo de problema, devido o seu isolamento térmico, as telhas sanduíche permitem o uso de menores equipamentos de refrigeração e energia elétrica. Igualmente, o isolamento térmico pode ser feito com placas de poliuretano em tetos, simplesmente colocando a placa na parte interior do telhado. As placas destinadas a esse tipo de isolamento com poliuretano como matéria prima oferecem diversas vantagens, como leveza, fácil manuseio e instalação,resistência, menor volume ocupado, alta durabilidade e baixa condutividade térmica. Dependendo da placa utilizada, pode-se conseguir isolar temperaturas entre -40°C e +120°C.

A espuma rígida de poliuretano é reconhecidamente um dos mais eficientes isolantes térmicos para uso em edificações. Sua propriedade de isolamento com baixas espessuras, oferece, em comparação com outros materiais,vantagens como facilidade de montagem e processamento, baixa condutividade térmica, baixo peso e alta resistência mecânica. Além disso, o isolamento térmico feito com espuma de poliuretano possibilita a redução do consumo de energia elétrica. Segundo os especialistas, é possível obter uma redução do consumo de energia elétrica de 14% a 20%no isolamento térmico de paredes e de 36% a 42% na cobertura com telhas sanduíches.

Um diferencial das espumas de poliuretano é a elevada capacidade de absorção acústica. Essa alta performance está relacionada não só à espuma em si (densidade, passagem de ar), mas também à tecnologia de corte superficial. Como o ruído é emitido em várias faixas de frequência, se estipulou um valor médio de densidade da espuma de poliuretano de modo a abranger o maior número de faixas possíveis. O valor ideal está entre 30 e 36 kg/m 3. Adicionando-se retardantes à chama, obtêm-se espumas de poliuretano autoextinguíveis, as quais também necessitam obter laudos que atestam as normas atendidas já descritas.

Como reduzir as emissões de fluidos frigoríficos halogenados

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A NBR 15976 – Redução das emissões de fluidos frigoríficos halogenados em equipamentos e instalações estacionárias de refrigeração e ar condicionado – Requisitos gerais e procedimentos (clique no link para mais informações) estipula os requisitos mínimos e os procedimentos para a redução da emissão involuntária de fluídos frigoríficos halogenados em equipamentos e instalações estacionárias de refrigeração, ar condicionado e bombas de calor, abrangendo a fabricação, instalação, ensaios, operação, manutenção, conserto e disposição final dos equipamentos e sistemas. No Anexo A da norma está especificado que há projetos de selos de eixo que não dependem das faces de carbono geralmente utilizadas. Selos de face dupla, ou de face única com características melhoradas de maneira a manter o carbono lubrificado, têm se mostrado eficazes e são recomendados. Convém que o projeto e a instalação do conjunto de selo minimizem a perda do óleo e evitem a perda direta de fluido frigorífico. A falta de lubrificação durante os períodos de parada pode fazer com que as faces de contato do selo fiquem secas e aderidas uma à outra. Em grandes sistemas é recomendada a utilização de uma bomba de óleo separada para lubrificar o selo antes da partida do compressor.

Os compressores abertos são tipicamente providos de selos retentores que requerem pressão positiva para funcionarem corretamente. Não sendo estes selos de face dupla, pode ocorrer vazamento durante a evacuação. Para evitar vazamentos, convém que sejam adotadas medidas de vedação temporária, como tampas para o selo ou calafetagem por massa plástica ao redor do eixo. O alinhamento dos eixos do motor e do compressor é elemento crítico para limitar o vazamento de fluido frigorífico; é afetado pelo tipo de acoplamento e pela velocidade e potência do motor. O maquinário frigorífico requer um alinhamento rigoroso para acomodar a dilatação térmica da carga e a variação de temperatura. Convém que os procedimentos de parada e partida assegurem que haja óleo para lubrificar as faces do selo. Pode ser necessário acionar a bomba de óleo e girar o eixo periodicamente durante os longos períodos de parada. Se isto não for possível, convém que os selos sejam inspecionados e lubrificados antes de dar partida ao sistema.

As vibrações causadas por pulsações do gás são mais bem controladas por um bom silenciador, colocado tão perto do compressor quanto possível. Para os compressores montados sobre molas, deve ser provida a eliminação das vibrações nas linhas de sucção e de descarga. Quando forem utilizados eliminadores de vibração tubulares, convém que estes sejam instalados em tubulação paralela ao eixo do compressor e firmemente ancorados na extremidade a montante do eliminador da linha de sucção e na extremidade a jusante da linha de descarga. A vibração excessiva de compressores e outros equipamentos podem causar vazamento de fluido frigorífico. Este efeito deve ser eliminado utilizando projetos adequados de montagem antivibração, eliminadores de vibrações e de balanceamento e/ou alinhamento, quando necessário. Convém que os materiais de construção e os métodos de projeto escolhidos previnam a emissão de fluido frigorífico durante a operação normal. Convém que os condensadores e evaporadores sejam projetados de forma a manter a carga de fluido frigorífico a menor possível. Convém que os condensadores resfriados a ar e os evaporadores sejam construídos com o menor número praticável de juntas e curvas de retorno. O método preferido de união é a solda.

A vibração excessiva pode causar falha nos tubos de evaporadores, casco e tubo. A vibração proveniente de qualquer das numerosas fontes pode causar a falha dos tubos. A ação de ebulição em evaporadores inundados pode causar vibração na frequência natural dos tubos, provocando desgaste excessivo nos suportes dos tubos e uma possível falha. Este problema pode ser evitado com o dimensionamento e o espaçamento adequados dos suportes. A velocidade excessiva do fluido em condensadores e evaporadores pode criar vibrações que provocarão uma falha prematura dos tubos. Precauções similares às acima descritas podem minimizar o problema. Uma velocidade excessiva do fluido nos tubos de condensadores e evaporadores pode levar a uma falha prematura por erosão. Com o aumento da velocidade, o potencial para a ocorrência de uma falha prematura aumenta em proporção ao quadrado da velocidade. Deve-se tomar o cuidado de manter as velocidades de projeto dentro dos valores recomendados pela boa prática para o material selecionado. Obstrução parcial, especialmente em condensadores, pode resultar em velocidades superiores à projetada para a vazão normal através do trocador de calor. O potencial para danos fica reduzido, limitando as velocidades.

Em aplicações em que a água de condensação poluída pode levar a uma falha prematura dos tubos, o uso de tubos com superfície interna lisa é recomendado. Uma filtragem apropriada pode reduzir a erosão causada por partículas estranhas no fluido. Um tratamento de água adequado pode minimizar os efeitos de elementos corrosivos no fluido. Os sistemas resfriados a água do mar são especialmente suscetíveis à corrosão, assim como alguns sistemas que utilizem água contendo traços de amônia ou organismos microbiológicos. Esses contaminantes irão atacar os tubos e também, possivelmente, os espelhos e os cabeçotes dos trocadores de calor, levando a vazamentos. Dispositivos para lavagem e inspeção são recomendáveis. Revestimentos especiais e tubos de materiais especiais podem ser necessários para minimizar o ataque a essas superfícies.