1. Criar sistema VAV com medida BCL
Neste vídeo, vamos mostrar-lhe como criar e atribuir rapidamente um sistema de tratamento de ar de Volume de Ar Variável (VAV) com circuitos de água refrigerada e água quente ao seu edifício, utilizando uma medida descarregada da Biblioteca de Componentes de Edifícios.
Temos um edifício de escritórios bastante complexo e de grandes dimensões. Vou mostrar como inserir o sistema de climatização (AVAC) deste edifício. Mas antes, vou mostrar uma medida da Biblioteca de Componentes de Edifícios que funciona muito bem para inserir um sistema de climatização comum. Não se aplica diretamente a este edifício, pois é mais antigo e tem um sistema mais antigo, mas quero mostrar primeiro o atalho para demonstrar um pouco do poder das medidas da Biblioteca de Componentes de Edifícios. Aceda ao seu modelo e vá para o separador Medidas. Vamos dar uma vista de olhos à Biblioteca de Componentes de Edifícios e verificar se esta medida necessita de alguma atualização. Esta medida está em AVAC – Sistema Completo. Faz parte da série de medidas do Guia Avançado de Projeto de Energia (AEDG), pelo que utilizaremos AEDG como termo de pesquisa. A medida que iremos utilizar chama-se AEDG Office AVAC VAV com Sistema de Água Gelada. Parece estar atualizada. Se não estivesse, o sistema informaria que a medida não está atualizada e daria a opção de descarregar a versão mais recente. Neste caso, parece estar tudo certo. Outra coisa que queria mostrar é que a Biblioteca de Componentes de Edifícios contém um conjunto totalmente novo de medidas que podem modificar os sistemas do edifício ou até mesmo instalar sistemas inteiros no seu modelo. Estas medidas foram criadas pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) e baseiam-se nas recomendações do Guia de Projeto de Energia Avançada da ASHRAE. Verá muitas opções diferentes por onde escolher, mas vamos selecionar o sistema VAV para edifício de escritórios com uma central de água refrigerada. Aceda a Componentes e Medidas e clique em Aplicar Agora. Vá para o AVAC e selecione um Sistema Completo. Escolha o sistema VAV com água refrigerada. A primeira entrada pergunta se o edifício possui plenums de retorno de ar no teto. Temos cavidades no teto, mas todo o ar de retorno é canalizado, pelo que não temos plenums de retorno no teto. Pode atribuir um tipo de espaço a um plenum de retorno de ar, se aplicável, mas neste caso não precisamos de o fazer. A entrada seguinte pergunta o custo do sistema. Existe uma caixa de seleção para aplicar as programações de disponibilidade e ventilação recomendadas para os manipuladores de ar, e vamos deixá-la marcada. Clique em Aplicar Medida. A medida foi executada com sucesso. Começámos com zero circuitos de ar, zero circuitos de tratamento de ar e zero zonas climatizadas, e terminámos com dez circuitos de ar, dois circuitos de tratamento de ar e sessenta e nove zonas climatizadas. Esta medida aplica um circuito de ar VAV por piso do edifício, pelo que necessita de ter pisos atribuídos no seu modelo de edifício. Pode ver que foram atribuídos vários pisos e, se renderizarmos por piso do edifício, cada piso recebeu um sistema de tratamento de ar AVAC. O painel de informação mostra zero erros e zero avisos. Por vezes, pode ver erros ou avisos se faltarem informações importantes, caso em que precisaria de solucionar problemas no modelo. Neste caso, a medida foi aplicada com sucesso. Vamos guardar este modelo como uma nova versão. Em seguida, podemos ir para o separador Circuitos de Ar e utilizar o menu suspenso para visualizar os circuitos de ar que foram criados. Verá que os circuitos de ar foram criados com base em cada piso do edifício e atribuídos aos espaços desse piso. Cada circuito de ar é constituído por um manipulador de ar VAV com um permutador de calor ar-ar para recuperação de calor, uma bobina de arrefecimento de água refrigerada, uma bobina de aquecimento de água quente e um ventilador de caudal variável. Também inclui um gestor de ponto de regulação baseado na temperatura exterior. Existem várias caixas de terminais VAV sem reaquecimento a servir as zonas. Se acedermos ao separador Zonas Térmicas, podemos ver que cada zona térmica recebeu uma caixa de terminais VAV. Cada zona possui também um aquecedor de rodapé de água quente por convecção para aquecimento ao nível da zona. Voltando ao separador Sistemas AVAC, podemos ver que também foram criadas uma central de água refrigerada e uma central de água quente. O circuito de água refrigerada inclui um chiller arrefecido a ar, uma bomba de caudal variável e todas as bobinas de água refrigerada que servem os manipuladores de ar. O circuito de água quente inclui uma bomba de caudal variável, uma caldeira, um controlador de ponto de regulação e todas as bobinas de aquecimento dos manipuladores de ar e bobinas de aquecimento de rodapé. Por fim, podemos executar a simulação para confirmar que o sistema funciona. Primeiro, vamos ao separador Definições de Simulação e reduzimos a duração da simulação para um único dia, para que seja concluída rapidamente. Para acelerar ainda mais, podemos reduzir o número de passos de tempo por hora para um. Clique em Guardar. Existem definições avançadas adicionais que podem ser ajustadas para melhorar a velocidade da simulação, relacionadas com o sombreado e a convergência, mas vamos avançar com estas definições por enquanto. A simulação é executada e concluída com sucesso. Existem alguns avisos de saída, mas, no geral, a execução é bem-sucedida. Tinha algumas variáveis de saída selecionadas, o que aumentou o tempo de pós-processamento do ficheiro SQL. Ainda assim, a simulação do EnergyPlus foi concluída em cerca de um minuto e trinta segundos. Isto demonstra como se pode atribuir rapidamente um sistema AVAC completo a um modelo energético que anteriormente não tinha nenhum sistema definido. No próximo vídeo, veremos como inserir manualmente um sistema VAV de condutas duplas.r este edifício. Obrigado, e por favor, gostem e subscrevam.
2. Criar Sistemas de Central
Neste vídeo, abordamos como criar circuitos de ar personalizados para sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Criaremos um sistema simples de aquecimento e ventilação e um sistema de condutas duplas, ligando-as aos nossos sistemas centrais de climatização.
The next task is to install a heat and vent system for the basement area, which also includes baseboard hot water heaters in the zones. We begin by going to the thermal zones tab. Fortunately, the basement is considered a single thermal zone, so we only need to work with this one zone. From the library tab, we search for baseboard convective water and drag it into the zone equipment. This assigns baseboard hot water heaters as the primary heating source for the basement. Next, we click the chain link icon in the edit tab and select the heating water loop as the heating water source for these baseboard convectors. The rated average water temperature can be set to 160°F (71.1°C), while the remaining properties are left at their default, auto-sized values. If specific performance data is available, those values can be adjusted here. Next, we go to the HVAC systems tab and click the plus button to add a new system. We add a warm air gas-fired furnace to the model, but since we are not using gas heating, we delete the gas furnace component. From the library, we search for a coil heating water component and drop it into the system, renaming it as the heat and vent unit, or HV. Using the chain link button again, we connect this heating water coil to the heating water loop. All other properties can remain at their default values. This system is a constant volume system, so we keep the constant volume fan and rename the system HV-1. The airflow rate is set to 3,000 cfm (5,100 m³/h), while the design outdoor air flow rate is left unspecified. The design supply air temperature is set to 105°F (40.6°C), and for sizing purposes, the system is assumed to handle 100% outdoor air in both heating and cooling. The air terminal is already present on the demand side, and we assign the basement zone to this system using the splitter. Since this is a constant volume system, a bypass duct is not required. We then move on to installing the dual duct air handlers. From the plus button, we add a dual duct air loop and rename it AHU1. Most values are left auto-sized, but the central heating maximum system airflow ratio is set to 50%, and the design supply air temperature is set to 105°F (40.6°C). After saving, we add an air loop HVAC outdoor air system, naming it AHU1 Outdoor Air System. We also install an air-to-air heat exchanger, selecting an energy recovery wheel, and add a powered exhaust fan with variable speed. The outdoor air minimum flow rate is set to 17,500 cfm (29,730 m³/h), and the maximum flow rate is set to 60,000 cfm (101,940 m³/h), since this is a 100% outdoor air system. The economizer control type is set to fixed dry bulb. For the heat exchanger, we keep most default values, specify a rotary heat exchanger, set the frost control strategy to exhaust only, and enable economizer lockout. The powered exhaust fan is set with an 80% total efficiency, a pressure rise of 7 inches water column (1,740 Pa), and a minimum flow fraction of 33%. Next, we install the heating water preheat coil, name it AHU1 Pre-Heat Hot Water Heating Coil, and link it to the heating water loop. Most values are left auto-sized, but the rated inlet water temperature is set to 180°F, and the rated outlet air temperature is set to 55°F (12.8°C). We then add a scheduled setpoint manager for the mixed air deck temperature and set it to 55°F. A variable volume supply fan is added next, followed by a hot deck heating water coil with a rated outlet air temperature of 105°F (40.6°C). An outdoor air reset setpoint manager is applied so that at an outdoor air temperature of 50°F (10°C), the supply air temperature is 105°F, and at 65°F (18.3°C), the supply air temperature resets down to 70°F (21.1°C). For the cold deck, we install a chilled water cooling coil, connect it to the chilled water loop, and apply another outdoor air reset setpoint manager so that the cold deck supplies 55°F (12.8°C) air at higher outdoor air temperatures. Finally, we install dual duct VAV terminal boxes from the library and connect them to both the hot and cold decks. The zone minimum airflow fraction is typically left at around 30% to maintain minimum ventilation, even when there is no heating or cooling demand. We then assign all required zones by dragging thermal zones into the air loop and allowing the splitter to automatically populate terminal boxes. Once all zones are assigned, we verify connections and notice that one heating water coil is not yet linked. Using the chain link button, we connect it to the heating water loop, which now shows multiple connected components including the AHU coil, baseboard heaters, and the heat and vent unit. Reviewing the thermal zones tab confirms that all HVAC equipment is properly assigned. This completes the installation of HVAC systems with heating and cooling coils using hot water and chilled water systems. Thank you. Please like and subscribe.
3.º Criar circuitos de ar
Neste vídeo, abordamos como criar circuitos de ar personalizados para sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Criaremos um sistema simples de aquecimento e ventilação e um sistema de condutas duplas, ligando-as aos nossos sistemas centrais de climatização.
A tarefa seguinte é instalar um sistema de aquecimento e ventilação para a área da cave. Esta área da cave também possui aquecedores de água de rodapé nas zonas. Vá para o separador de zonas térmicas. Felizmente, o porão é considerado uma única zona térmica. Só precisamos de nos preocupar com esta zona térmica, o porão. Vá para o separador da biblioteca e procure por "aquecimento de água por convecção de rodapé". Arraste-o para o nosso equipamento de zona. Agora, a cave tem aquecedores de água de rodapé como principal fonte de aquecimento. De seguida, vá até ao ícone de corrente no separador de edição e clique nele. Selecione o circuito de água quente como fonte de água quente para estes convectores de rodapé. O resto destas configurações é personalizável. A temperatura média nominal da água pode ser definida para cerca de 71,1 °C (160 °F). Deixaremos os restantes valores como padrão e com dimensionamento automático. Se souber os valores de projeto específicos, pode alterá-los aqui. Agora, vamos para o separador de sistemas AVAC e clicar no botão de adição (+) na parte superior. Adicionaremos um forno a gás de ar quente ao modelo. Já vem configurado. No entanto, não vamos utilizar um esquentador a gás para aquecimento, pois vamos utilizar uma bobina de aquecimento de água. Assim, vamos excluir o esquentador a gás. Vá para o separador Biblioteca e procure uma serpentina de aquecimento de água. Arraste a bateria de aquecimento de água para o sistema. Selecione a bateria de aquecimento de água e nomeie-a como HV (para aquecimento e ventilação). Mais uma vez, vá até ao botão de ligação em cadeia no separador Editar e clique nele para ligar esta bateria de aquecimento de água ao circuito de aquecimento de água. Volte ao separador Editar Propriedades e deixe os restantes valores como padrão. Este sistema é de volume constante, por isso deixamos o ventilador como um ventilador de volume constante. Renomeie o sistema para HV-1. O caudal de ar é de 3.000 cfm (5.100 m³/h). Não temos a informação de caudal de ar exterior de projeto, então deixamos como padrão. A temperatura do ar de alimentação de projeto é de 105°F (40,6°C). Para efeitos de dimensionamento, queremos dimensionar a bobina para 100% de ar exterior tanto no aquecimento como no arrefecimento, pelo que manteremos as restantes configurações como padrão. Irá reparar que o sistema já inclui um terminal de ar, um difusor de volume constante, do lado da procura. De seguida, atribuímos as zonas. Clique no separador e adicione a zona da cave ao sistema de aquecimento e ventilação. Como existe apenas uma zona, isto é simples. Como este é um sistema de volume constante, considerámos brevemente a adição de uma conduta de bypass, mas tal não é permitido nesta configuração. Os ductos de bypass são normalmente utilizados apenas para sistemas VAV (volume variável de ar), e podem existir configurações adicionais para o controlo de bypass noutras configurações de circuitos de ar. Neste ponto, o sistema de aquecimento e ventilação está completo. Agora, vamos adicionar as unidades de tratamento de ar de conduta dupla. Clique novamente no botão de adição, desça e adicione um circuito de ar de conduta dupla ao modelo. Nomeie-o como AHU1. Deixaremos o sistema com o dimensionamento automático por enquanto. A taxa máxima de fluxo de ar do sistema de aquecimento central está definida para 50%. A temperatura do ar de alimentação do projeto está definida para 40,6 °C (105 °F). As restantes definições são mantidas com os seus valores padrão e clicamos em Guardar. Em seguida, instalámos um sistema de ar exterior adicionando um sistema de ar exterior AVAC de circuito de ar. Para evitar a desordem causada pelas ligações de bibliotecas externas, voltámos às bibliotecas padrão e removemos os itens desnecessários. Depois, adicionámos o sistema de ar exterior ao circuito de ar e nomeámo-lo AHU1 Sistema de Ar Exterior. Também precisamos de adicionar um permutador de calor ar-ar. Nas opções de permutador de calor ar-ar, selecionamos uma roda de recuperação de energia e inserimo-la no sistema de ar exterior. De seguida, adicionamos um exaustor motorizado com velocidade variável. O caudal mínimo de ar exterior é definido em 29.730 m³/h (17.500 cfm) e o caudal máximo é inicialmente definido em 254.850 m³/h (150.000 cfm). O tipo de controlo do economizador é definido como bulbo seco fixo. Passando para as definições do permutador de calor, a maioria dos critérios de desempenho foram mantidos com os valores padrão, uma vez que correspondem de perto ao desempenho real do sistema. O tipo de permutador de calor é rotativo, a estratégia de controlo de congelação está definida apenas para exaustão e o bloqueio do economizador está ativado, de modo a que a roda de aquecimento seja desativada durante o funcionamento do economizador. De seguida, analisamos o exaustor motorizado. A eficiência total do ventilador está definida para 80% e o aumento de pressão é de 7 polegadas de coluna de água (1.740 Pa). O caudal máximo foi corrigido para 60.000 cfm (101.940 m³/h), o que corresponde ao requisito de um sistema com 100% de ar exterior. O método de entrada do caudal mínimo de potência do ventilador está definido como fração e a fração de caudal mínimo está definida em 33%. Se a caudal fixo fosse selecionada, um valor de caudal de ar específico teria de ser introduzido. Os coeficientes de potência do ventilador foram mantidos nos seus valores padrão, que são apropriados para um sistema com um único ventilador. Em seguida, instalamos a bobina de pré-aquecimento da água de aquecimento. Na biblioteca, selecione a bateria de aquecimento de água e arraste-a para o circuito de ar. Dê o nome de AHU1 à bateria de aquecimento de água quente de pré-aquecimento. Utilize o botão de elo de corrente para a ligar ao circuito de aquecimento de água. A maioria dos valores está dimensionada automaticamente. A temperatura nominal da água de entrada está definida para 180 °F e a temperatura nominal do ar de saída está definida para55°F (12,8°C), uma vez que se trata de uma serpentina de pré-aquecimento. A capacidade nominal e outros parâmetros detalhados são ignorados por enquanto e deixados para dimensionamento automático, embora seja recomendável introduzir valores conhecidos quando disponíveis. Em seguida, instalamos um gestor de ponto de regulação para o ar misto ou para a bateria de pré-aquecimento. Selecione um gestor de ponto de regulação programado e renomeie-o para "Temperatura programada da serpentina de ar misto". No separador "Programações", defina esta temperatura para 55°F (12,8°C) e volte à unidade de tratamento de ar do circuito de ar. Depois, instale um ventilador de alimentação de volume variável e nomeie-o como "Ventilador de alimentação AHU1 com velocidade variável". Todos os valores são mantidos como padrão, sendo de notar que os coeficientes de potência do ventilador podem ser diferentes para configurações de ventiladores em paralelo ou duplos. Agora, instalamos a serpentina de água quente para aquecimento. A maioria dos valores é mantida como padrão, com a temperatura nominal do ar de saída definida para 105°F (40,6°C). Em seguida, adicionamos um gestor de ponto de regulação de reinicialização do ar exterior. Com uma temperatura exterior de 10°C (50°F), a temperatura do ar de insuflação é ajustada para um máximo de 40,6°C (105°F). Quando a temperatura exterior sobe para 18,3°C (65°F), a temperatura do ar de insuflação é ajustada para um mínimo de 21,1°C (70°F). Esta é uma estratégia de ajuste simples, podendo ser adicionadas opções de programação mais complexas, se necessário. Em seguida, instalámos uma bobina de arrefecimento de água refrigerada no compartimento refrigerado. Na biblioteca, selecione uma serpentina de refrigeração, água gelada e arraste-a para o compartimento refrigerado. Utilize o botão de ligação em cadeia para a ligar ao circuito de água refrigerada e nomeie-a como "Serpentina de água refrigerada AHU1". Adicione outro gestor de ponto de regulação do ar exterior para que, a uma temperatura exterior baixa de 10 °C (50 °F), o ponto de regulação seja reposto para 18,3 °C (65 °F) e o compartimento frio forneça ar a uma temperatura mínima de 12,8 °C (55 °F) quando a temperatura exterior atingir 18,3 °C (65 °F) ou mais. Isto completa o lado de fornecimento do sistema. Agora, adicionámos as caixas de terminais de conduta dupla. Na biblioteca, selecione terminal de ar, conduta dupla, VAV e arraste-o para o sistema. O terminal liga-se automaticamente às condutas do compartimento quente e do compartimento frio. A fracção mínima de caudal de ar da zona pode ser ajustada, se necessário, mas é normalmente definida em cerca de 30% para garantir um caudal de ar de ventilação mínimo, mesmo quando não existe qualquer procura de aquecimento ou arrefecimento. Definir este valor como zero desligaria completamente o terminal quando não há procura, o que geralmente não é desejável. A tarefa seguinte é atribuir as zonas. A tentativa de arrastar as zonas do plenum diretamente não funciona como esperado, pelo que vamos à biblioteca, selecionamos as zonas térmicas e arrastamo-las manualmente para o sistema. Por exemplo, arrastamos a zona 2-3NTZ para o sistema. Após a seleção do divisor, o sistema preenche automaticamente as caixas de terminais para as restantes zonas, como 4-5, 5-6, 6-7, 7-8, 8-9 e várias outras. Neste ponto, todas as zonas estão atribuídas. Utilizando a ferramenta de lupa, podemos diminuir o zoom para ver todo o sistema ou aumentar o zoom para obter mais detalhes. Isto conclui a instalação do sistema de tratamento de ar VAV de conduta dupla. De seguida, reparamos que uma das bobinas de aquecimento de água não está ligada ao sistema de aquecimento de água, como indicado pelos conectores em falta. Clicar no botão de elo de corrente permite-nos ligá-la ao circuito de aquecimento de água. Uma vez ligado, o circuito de aquecimento de água mostra vários componentes ligados, incluindo a bobina AHU1, os aquecedores de rodapé e a unidade de aquecimento e ventilação. Clicar nestas ligações permite navegar de volta para o equipamento de tratamento de ar. Por fim, ao analisar o separador zonas térmicas, podemos verificar que todos os equipamentos de climatização estão devidamente atribuídos às zonas. Isto demonstra como instalar sistemas de climatização com serpentinas de aquecimento e arrefecimento, utilizando sistemas de água quente e água refrigerada. Obrigado. Gosta e subscreva o canal.
4. Comparação de Chillers - Cronograma de Importação
Neste vídeo, vamos abordar como importar um horário de 8.760 horas para a carga e caudal de uma central de água refrigerada. Os perfis de carga e caudal importados serão utilizados pelo objeto LoadProfile:Plant para simular a carga de água refrigerada da nossa instalação. No próximo vídeo, mostraremos como inserir os chillers e personalizar as suas curvas de desempenho para corresponder aos dados fornecidos pelo fabricante.
Vamos analisar um exemplo de comparação do desempenho de dois chillers diferentes. O modelo já está configurado com ficheiros meteorológicos e a maioria dos circuitos de água refrigerada e condensação já estão implementados, incluindo o circuito de água de condensação e o circuito de água refrigerada. As únicas entradas que restam são os próprios chillers e um perfil de carga para o sistema. A comparação será baseada no desempenho dos dois chillers nas mesmas condições de carga. O perfil de carga pode ser obtido a partir de registos de tendências do sistema de automação de edifícios ou de outros dispositivos de monitorização de tendências instalados no equipamento, ou pode ser modelado. Neste caso, é utilizada uma combinação: cerca de três quartos do ano são provenientes de dados de tendências da fábrica, e o resto do ano é preenchido através de modelos de regressão para estimar o perfil de carga anual completo. O primeiro passo é inserir o perfil de carga. Aceda ao separador Biblioteca e desça até Perfil de Carga – Planta, depois arraste este objeto para o lado da procura do circuito de água refrigerada. Quando selecionado, apresenta entradas como o nome da programação de carga e o nome da programação da fração de caudal. Estes horários baseiam-se em 8.760 pontos de dados, representando cada hora do ano, e são importados para o OpenStudio utilizando ficheiros CSV. Para tal, é necessária uma medida específica da Biblioteca de Componentes dos Edifícios. Aceda a Componentes e Medidas, selecione Encontrar Medida, navegue até Edifício Inteiro e localize a medida denominada Adicionar Horário de Intervalo a partir de Ficheiro. Esta medida permite adicionar horários de intervalo ao OpenStudio a partir de ficheiros CSV e pode ser utilizada para diversas aplicações, como cargas de iluminação, horários de ocupação ou qualquer outra entrada programável. Os horários podem variar entre intervalos de uma hora a 15 minutos, sendo possível a simulação direta de dados de tendências reais recolhidos ao longo de um ano inteiro. Antes de importar os horários, os dados devem ser preparados corretamente. São necessários dois ficheiros CSV: um para a carga e outro para a fracção de fluxo. Os dados de carga devem estar em watts, que é a unidade base utilizada pelo EnergyPlus e pelo OpenStudio, e a fracção de fluxo deve ser um valor decimal adimensional. Os dados de carga são copiados para uma folha de cálculo, verificados para garantir que contêm 8.760 valores horários e convertidos para valores negativos para seguir a convenção da EnergyPlus para cargas de arrefecimento. Este ficheiro é guardado como Load.csv e colocado na pasta do projeto. O mesmo processo é seguido para os dados de fracção de caudal, que são guardados como Flow.csv. Assim que os ficheiros estiverem prontos, a medida "Adicionar Programação de Intervalo a partir de Ficheiro" é aplicada duas vezes: uma para criar a programação de Carga utilizando watts como unidade e outra para criar a programação de Caudal como uma programação sem unidade. Ambas as medidas são aplicadas com sucesso, sem avisos ou erros. Após a importação das programações, volte ao circuito de água refrigerada e selecione o objeto Perfil de Carga, Planta. Atribua a programação de Carga como o nome da programação de carga e a programação de Caudal como o nome da programação de fracção de caudal. Por fim, introduza o caudal máximo para o sistema de água refrigerada, que neste caso é de 8.200 gpm (517 L/s). Neste ponto, o circuito de água refrigerada tem um perfil de carga completo aplicado e está pronto para a introdução de dados do chiller e comparação de desempenho. O passo seguinte, que será abordado em separado, é adicionar os próprios chillers e personalizar o seu desempenho utilizando os dados do fabricante. Obrigado. Gosta e subscreva o canal.
5. Comparação de Chillers - Criar Chillers
Neste vídeo, iremos discutir como inserir os parâmetros básicos do chiller, as condições de referência e as curvas de caracterização. Criaremos dois componentes de biblioteca de chillers para utilização posterior como ficheiros de biblioteca. Por fim, iremos inserir os chillers no nosso circuito de água gelada para simulação.
Agora vamos personalizar os nossos chillers. Primeiro, vamos guardar o nosso projeto. Será útil criar um ficheiro de biblioteca que contenha os nossos chillers. Vá a Ficheiro > Novo. Aceda ao separador Sistemas AVAC, clique no botão de adição (+), desça até “Circuito de Planta Vazio” e adicione-o ao modelo. Vá até à nossa biblioteca e desça até Chiller – EIR Elétrico. Selecione um chiller arrefecido a água, arraste-o e solte-o no circuito. Selecione-o e introduza as condições de referência para o chiller. Primeiro, vamos nomear este chiller pelo seu número de modelo. Estes são todos valores de referência e correspondem às curvas de desempenho biquadráticas e quadráticas do chiller. É importante que os valores de referência e as curvas correspondam. Se alterar estes valores de referência, poderá não obter os resultados esperados, a menos que altere também as curvas de desempenho. A capacidade de referência é a capacidade de refrigeração do chiller e, geralmente, mas nem sempre, é a capacidade de projeto. Todos os valores de referência devem corresponder à curva de desempenho e os valores de projeto devem estar dentro dos limites da curva. Para o nosso chiller, a capacidade de referência é de 1.184 toneladas (4.037 kW), o coeficiente de desempenho de referência é de 5,785, a temperatura de saída da água refrigerada de referência é de 40°F (4,44°C), a temperatura de entrada do fluido do condensador de referência é de 80°F (26,7°C), o caudal de água refrigerada de referência é de 2.022 gpm (127,6 L/s) e o caudal do fluido do condensador é de 2.400 gpm (151,4 L/s). Alguns valores estão cinzentos e devem ser renomeados diretamente no ficheiro OpenStudio posteriormente. A taxa de carga parcial mínima é de 0,1517, a taxa de carga parcial máxima é de 1 e a taxa de carga parcial ideal corresponde ao COP mais elevado, que neste caso é de 6,417 com uma taxa de carga parcial de 0,5998. A taxa de descarga mínima corresponderá à taxa de carga parcial mínima, dado que este chiller não utiliza carga falsa. Este é um chiller arrefecido a água, pelo que não possui ventilador no condensador. A fracção do consumo eléctrico do compressor rejeitada pelo condensador é 1,0. O limite inferior de temperatura da água refrigerada e o modo de fluxo são mantidos nos valores padrão. O fator de dimensionamento não importa, pois os valores são fixos. A subcategoria de utilização final pode ser renomeada para rastrear a energia deste chiller separadamente. Guarde este ficheiro como uma biblioteca OSM utilizando o número do modelo. Repita o mesmo processo para o segundo chiller e guarde-o como um ficheiro de biblioteca separado. De seguida, geramos as curvas de desempenho biquadráticas e quadráticas. Primeiro, recolha os dados de desempenho do fabricante e compile-os numa folha de cálculo. Para gerar curvas biquadráticas, precisa de duas variáveis independentes e duas variáveis dependentes. As variáveis independentes são a temperatura de saída do evaporador e a temperatura de entrada do fluido no condensador. A nossa temperatura de fornecimento de água refrigerada é de 40°F ± 5°F, pelo que os dados do fabricante devem abranger de 35°F a 45°F (1,7°C a 7,2°C). A temperatura da água de entrada no condensador varia entre 5 °C (41 °F) e 26,7 °C (80 °F). Todos os dados devem ser referentes aos caudais nominais constantes. Neste exemplo, o caudal do condensador é de 2.400 gpm ±10% e o caudal do evaporador é de aproximadamente 2.050 gpm ±10%. O EnergyPlus tem uma tolerância de ±10% para o ajuste de curvas, embora 5% seja um valor mais adequado, se possível. Os dados solicitados ao fabricante devem incluir a capacidade de água refrigerada e a potência de entrada do chiller. Compile os dados numa tabela e utilize uma calculadora de regressão para gerar as curvas. A calculadora utilizada suporta a visualização e inclui instruções para curvas biquadráticas e quadráticas para chillers, bombas de calor e outros objetos EnergyPlus. Selecione “Outro”, escolha “Temperatura”, selecione “Biquadrática” e utilize unidades IP. Cole os dados do fabricante. Destaque as condições de referência, que também devem ser introduzidas como dados nominais. Para o chiller existente, as condições de referência são: temperatura da água refrigerada de 40°F (4,4°C), temperatura de entrada do condensador de 80°F (26,7°C) e 14.208.000 Btu/h (4.164 kW). Gere as curvas e guarde os ficheiros de saída na pasta de curvas de caracterização do chiller. Agora, abra o modelo do OpenStudio e seleccione o chiller. Verá três curvas: duas curvas biquadráticas e uma curva quadrática. Correspondem à capacidade de refrigeração em função da temperatura, à taxa de entrada de energia em função da temperatura e à taxa de entrada de energia em função da taxa de carga parcial. O OpenStudio não permite a edição direta destes valores cinzentos, por isso abra o ficheiro OSM num editor de texto. Procure pelo modelo do chiller ou por "quadrática". Renomeie os objetos de curva para incluir o número do modelo. Copie os coeficientes gerados pela calculadora e cole-os nos objetos de curva apropriados no ficheiro OSM. Para a curva quadrática, volte à calculadora, selecione “Outro”, escolha “Fluxo”, selecione “Quadrática” e cole os dados de capacidade, potência de entrada e relação de carga parcial. Gere a curva e copie os coeficientes. Tenha em atenção os valores de R², que indicam o quão bem a curva se ajusta aos dados. Valores em torno de 0,92 são aceitáveis. Cole os coeficientes quadráticos no ficheiro OSM. Certifique-se de que cada objeto termina em .Adicione um ponto e vírgula, guarde o ficheiro e recarregue-o no OpenStudio. Verifique se os nomes das curvas e os coeficientes foram atualizados corretamente. Repita todo este processo de edição de curvas para o segundo chiller e guarde o ficheiro. Por fim, carregue os dois ficheiros da biblioteca de chillers para o seu projeto utilizando Ficheiro > Carregar Biblioteca. Verifique se aparecem em Preferências > Alterar Bibliotecas Padrão e na secção Chillers – EIR Elétrico do separador Biblioteca. Vá para o circuito de água refrigerada e arraste o chiller existente para o circuito. Adicione três chillers para atingir a capacidade necessária. Não se esqueça de colocar também estes chillers no circuito de água do condensador, seleccionando-os no separador My Model e soltando-os no circuito do condensador. Agora os chillers estão ligados aos dois circuitos. Guarde o projeto e execute a simulação. Na etapa seguinte, serão discutidos os resultados e as técnicas de resolução de problemas. Obrigado e, por favor, gostem e subscrevam.
6. Comparação de Chillers - Resolução de Problemas nas Curvas
Neste vídeo, iremos discutir como resolver problemas com as curvas de caracterização biquadráticas e quadráticas. Abordaremos alguns erros comuns e descreveremos brevemente como as curvas são utilizadas pelo EnergyPlus. Por fim, executaremos a simulação para quantificar a poupança de energia ao substituir os chillers antigos por novos.
Certo. Deu certo. Vamos ao nosso ficheiro de erros para ver se foi gerado algum aviso. Era o que eu suspeitava. O aviso indica que a curva de capacidade em função da temperatura não é igual a um nas condições nominais, e também que a curva de consumo de energia em função da relação de carga parcial (PLR) não é igual a um nas condições nominais. O aviso repete-se para os outros dois chillers, pelo que temos duas curvas que precisamos de examinar mais de perto. Em primeiro lugar, vamos analisar a curva da capacidade em função da temperatura. Estes valores estão em unidades SI, logo as temperaturas estão em Celsius. Voltamos ao nosso modelo, vamos para o separador AVAC e observamos o circuito de água gelada e os chillers. Estes valores estão em unidades IP, pelo que mudamos para unidades métricas em Preferências, Unidades, Métrico. Podemos agora ver que as nossas condições de referência são aproximadamente 4,5 °C de temperatura do evaporador e 26,6 °C de temperatura do condensador. Nestas condições de projeto, o valor da curva é de aproximadamente 0,65, concretamente 0,653, quando deveria ser 1. Este valor multiplica a capacidade de referência, que era de 14.208 kBtu/h (4,16 MW). Assim sendo, nas condições de projeto, a curva deveria apresentar a capacidade de referência total, o que não se verifica, indicando um problema. Da mesma forma, a curva de eficiência nas condições de projeto deveria ser 1. Está próxima, cerca de 0,99, mas a curva de capacidade está muito fora do valor correto. A curva EIR apresenta um ajuste de cerca de 92%, o que é aceitável, mas o ajuste da curva de capacidade é apenas de cerca de 16%, o que não é bom. Podemos também observar que o comportamento da curva não faz sentido físico, uma vez que esta desce para a capacidade nula a baixas temperaturas do condensador e a altas temperaturas da água refrigerada, o que é o oposto do comportamento esperado de um chiller. Analisando os dados mais detalhadamente, podemos verificar que o formato da curva indica dados de entrada em falta ou insuficientes. Se a temperatura do condensador for baixa e a temperatura da água refrigerada for elevada, o chiller deveria ter a capacidade máxima, mas a curva apresenta uma inclinação incorreta. Ao examinarmos a tabela de entrada, reparamos que a maioria dos pontos de dados se encontra a uma temperatura fixa de água refrigerada de 40°F (4,4°C), com variação principalmente na temperatura do condensador. Faltam dados para temperaturas de água gelada inferiores a 40°F e superiores a 40°F, embora as nossas condições de contorno definidas sejam de 40°F ± 5°F, o que significa que os dados deveriam abranger de 35°F (1,7°C) a 45°F (7,2°C). Notamos também que, nas condições de referência de 40°F para a água refrigerada e de 80°F para o condensador, temos múltiplos pontos de dados correspondentes a diferentes taxas de carga parcial. No entanto, a curva de capacidade em função da temperatura deveria ser gerada apenas com 100% de taxa de carga parcial. O comportamento da carga parcial é tratado separadamente pela curva da taxa de carga parcial. A inclusão de múltiplos valores de PLR (rácio carga-tempo) na curva baseada na temperatura distorce a regressão e provoca erros na curva. Isto indica que precisamos de contactar o fabricante para solicitar dados adicionais que cubram temperaturas de água refrigerada baixas e altas numa gama de temperaturas do condensador, e que todos os dados de condição de referência devem ser de carga total. Após consolidar e limpar os dados, corrigimos outro problema que tínhamos deixado passar. Além de manter os caudais dentro de ±10%, o PLR também deve estar dentro de ±10% de 1. Idealmente, o PLR deve estar o mais próximo possível de 1 ao gerar as curvas baseadas na temperatura. Removemos os pontos de dados que estão demasiado afastados de 1 no PLR e eliminamos os pontos duplicados ou demasiado semelhantes, mantendo os que estão mais próximos da carga total. Uma vez utilizado este conjunto de dados limpo, executamos novamente a regressão. Isto produz um ajuste de curva muito melhor, com cerca de 98% de ajuste para a curva EIR e cerca de 80% para a curva de capacidade. A curva de capacidade biquadrática parece agora fisicamente razoável, relativamente plana e abrangendo todos os extremos da gama de temperaturas, enquanto a curva EIR mostra a queda esperada perto da condição de carga parcial ideal. De seguida, analisamos a curva EIR em função da PLR e notamos um valor discrepante que produz uma potência de entrada negativa, o que não é fisicamente possível. Este valor discrepante degrada severamente o ajuste da curva e faz com que o EIR nas condições de projeto seja de aproximadamente 0,84 em vez de 1. Removendo este ponto de dados incorreto e executando novamente a regressão, obtemos um ajuste de curva de quase 96%, com o EIR corretamente igual a 1 em PLR = 1 e uma queda razoável na PLR ideal de cerca de 0,7. Em seguida, devolvemos e editamos todos os coeficientes da curva corrigidos nos ficheiros da biblioteca e no ficheiro do projeto, executamos novamente a simulação e verificamos o ficheiro de erros mais uma vez. Desta vez, a simulação é executada com sucesso, sem avisos relacionados com a curva, confirmando que as curvas estão agora bem definidas e devidamente normalizadas nas condições de referência. Repetimos o mesmo processo de verificação e correção para o segundo chiller, executamos ambos os modelos e comparamos os resultados. Os chillers existentes consomem aproximadamente 18 milhões de kBtu por ano (cerca de 5.275.279 kWh por ano), enquanto os novos chillers consomem cerca de 16 milhões de kBtu por ano (cerca de 4.689.137 kWh por ano). Isto resulta numa poupança anual de energia def aproximadamente 419.000 kWh. Isto conclui a comparação de chillers utilizando o OpenStudio com curvas de caracterização de chillers geradas e validadas corretamente.
7. Em detalhe: Criação de tipos de espaço
Discutiremos brevemente as vantagens dos tipos de espaço e, em seguida, descreveremos o processo de criação de um tipo de espaço. O nosso processo utilizará o Código de Construção da Austrália (NCC Volume 1), a Norma Australiana 1668.2 e o Manual Técnico da AIRAH. No entanto, como o programa se baseia em princípios fundamentais da física, o processo será semelhante noutros países, diferindo apenas nos requisitos específicos de cada código.
Hoje discutimos uma das características mais importantes do OpenStudio: os tipos de espaço. Os tipos de espaço são utilizados para aplicar todas as informações necessárias — como pessoas, iluminação, cargas de tomadas, cargas de gás, infiltração, taxas de ventilação e horários — aos espaços, que são depois convertidos em zonas térmicas e enviados para o EnergyPlus para simulação. Como o EnergyPlus não utiliza tipos de espaço, o OpenStudio atua como uma camada organizacional que simplifica a modelação. O OpenStudio segue uma hierarquia pai-filho ao atribuir dados. Primeiro, verifica a informação aplicada diretamente ao nível da zona térmica ou do espaço. Se as informações não forem encontradas lá, verifica o separador Instalações em busca de conjuntos de construção padrão, conjuntos de horários ou tipos de espaço. Se mesmo assim não encontrar os dados necessários, o OpenStudio verifica finalmente o separador Tipos de Espaço, que é o nível mais baixo. Os tipos de espaço são poderosos porque permitem que os dados normalizados sejam aplicados a vários espaços de forma eficiente, ao mesmo tempo que permitem substituições ao nível do espaço quando necessário. Em seguida, criámos um tipo de espaço de sala de aula com base no Código Nacional de Construção Australiano de 2019 como exemplo de um edifício de referência. Uma vez que este modelo foi concebido para ser reutilizável como modelo ou ficheiro de biblioteca, não atribuímos um conjunto de construção padrão, permitindo a aplicação posterior de conjuntos de construção específicos para cada clima. Definimos um objeto de ar exterior para especificação de projeto com base no código de ventilação australiano 1668.2, utilizando 12 L/s por pessoa e 0,35 L/s por metro quadrado, somados. Em seguida, criámos uma taxa de fluxo de infiltração de projeto utilizando renovações de ar por hora, definida em 1 ACH, e aplicámos uma programação fracionada para modular a infiltração ao longo do dia com base no funcionamento do sistema AVAC. Esta programação foi criada para refletir uma maior infiltração quando os sistemas AVAC estão desligados e uma menor infiltração durante os períodos de ocupação, e foi atribuída através do separador de cargas do tipo de espaço. Em seguida, adicionamos cargas internas ao tipo de espaço. Estas incluíram cargas de tomadas elétricas definidas em 5 W/m² com base no código de construção de referência, cargas de iluminação definidas em 4,5 W/m² com frações radiantes apropriadas, uma definição de pessoas utilizando 2 m² por pessoa e uma definição de massa interna representando o mobiliário da sala de aula. A massa interior foi modelada através de uma estrutura criada com material de madeira de 25 mm para representar os efeitos de armazenamento térmico dos móveis. Cada definição de carga foi criada separadamente e depois atribuída ao tipo de espaço da sala de aula. Esta abordagem permite a reutilização consistente das definições de carga em diversos tipos de espaço e projetos. Por fim, criamos e atribuímos cronogramas para ocupação, iluminação, equipamentos elétricos, infiltração e níveis de atividade dos ocupantes, utilizando cronogramas fracionários e de atividade derivados das tabelas de referência do código de construção. Os horários de ocupação e de equipamentos variaram ao longo do dia para refletir o funcionamento real de uma escola. Criámos também um cronograma de operação do sistema AVAC, definindo quando os sistemas podem funcionar. Em vez de atribuir cada horário individualmente, demonstramos como criar um conjunto de horários padrão que agrupa todos os horários. A atribuição deste conjunto de horários ao tipo de espaço preencheu automaticamente todos os campos do horário, poupando tempo e reduzindo os erros. Uma vez concluído, este tipo de espaço pode ser aplicado a todas as salas de aula de um projeto, garantindo cargas e cronogramas consistentes. Concluímos referindo que vários tipos de espaço podem ser criados para uma escola inteira e partilhados através da Biblioteca de Componentes de Construção para reutilização em diferentes projetos e equipas.
8. Em detalhe: Uploads para BCL
Vamos discutir como carregar componentes e medidas na BCL para partilhar com outros modeladores e investigadores de energia. Primeiro, mostraremos como criar um repositório de componentes, registá-lo na BCL e configurá-lo para adicionar automaticamente novas versões. De seguida, veremos um exemplo rápido de como adicionar conteúdo (componentes ou medidas) à BCL.
Hoje vamos falar sobre a Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL) e como fazer o upload de componentes para a mesma. O que é? Já falámos sobre isso em vídeos anteriores... O Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) criou a Biblioteca de Componentes de Edifícios há alguns anos. Permite que investigadores e engenheiros partilhem vários aspetos dos seus modelos energéticos num fórum público. É semelhante a outros repositórios públicos, como componentes para o SketchUp, Revit ou diversos outros programas de modelação ou projeto. Pode aceder aos recursos e navegar pela BCL com base no tipo de informação que procura. A biblioteca contém medidas; são excertos de código que podem transformar o seu modelo energético. Pode alterar automaticamente itens como os controlos de iluminação elétrica. Ou pode modelar o seu edifício e depois trocar as janelas por um tipo diferente para verificar a diferença no consumo de energia. Existem muitos tipos diferentes de programas. Além disso, existem os componentes, que são simplesmente construções. Principalmente construções. Os componentes também podem ser diferentes tipos de equipamento. Pode pesquisar diferentes tipos de janelas ou portas para inserir no seu modelo energético. Pode encontrá-los aqui. Hoje, vamos mostrar-lhe como enviar esta informação para a partilhar na Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL). Assim, qualquer pessoa poderá aceder a essas informações. Isto cria um esforço colaborativo com todos na comunidade de modelação energética a partilhar esta informação. Isto facilita a modelação energética para todos. Vamos voltar à página inicial e fazer scroll até ao canto inferior direito. Escreve-se "Contribuir" (para adicionar conteúdo à BCL). Existem quatro etapas neste processo. Vamos discutir cada etapa. Passo a passo. Vamos à primeira etapa. Está escrito "Organize os seus dados..." Uma coisa a observar... no passado, o NREL alojava a BCL no seu site. Não havia controlo das diferentes versões dos dados que eram introduzidos na biblioteca. Acabaram por migrar para o GitHub como sistema de controlo de versões. Rastreia as diferentes versões de programas e componentes que estão a ser enviados para a biblioteca. Precisa de ter uma conta no GitHub. Aceda a Github.com e crie uma conta. É gratuito. Já tenho uma conta, por isso vou fazer login. Será direcionado para a página inicial se já tiver uma conta. Acredito que, ao criar a sua conta pela primeira vez, será direcionado para uma página de perfil. Assim... Este é o primeiro passo: criar uma conta no GitHub. O próximo passo é criar um repositório. Um repositório é como uma grande pasta onde guarda todas as suas medidas, componentes ou programas. O GitHub é muito mais do que apenas uma biblioteca de componentes. O GitHub é utilizado para rastrear todos os tipos de código de programação diferentes em todo o mundo. É também um site colaborativo onde os programadores se podem reunir e fundir os seus programas para criar um programa muito maior. O GitHub rastreia diversos tipos de coisas, como conflitos entre dois programadores diferentes ou conflitos de código de programação com o código principal, e coisas do género. Para os nossos propósitos, apenas necessitamos de criar um repositório. A estrutura apropriada para o repositório será esta aqui. Vamos voltar à nossa página GitHub. Vá até ao topo, onde está escrito "Repositórios" e clique. Precisamos de criar um novo repositório. Já tenho um configurado, por isso vou apenas copiar o nome dele. Vamos clicar em "Novo" para criar um novo repositório. Só precisará de criar um repositório duas vezes. Irá criar um repositório para medidas e um repositório para componentes. Depois de criar estes dois repositórios, tudo se torna muito mais simples. Vamos falar sobre isso um pouco mais à frente... Vamos nomear este repositório como "dash 2". Precisa de adicionar uma descrição... Componentes BCL da Helix Energy Partners... Vamos criar um repositório de componentes por enquanto e, mais tarde, criaremos um repositório de medidas. Estes são os dois repositórios que precisa de criar. Depois de concluir, não precisa de criar mais nenhum. Vamos torná-lo público. Precisa de adicionar um ficheiro README. Este ficheiro serve para que qualquer pessoa possa ver a descrição deste repositório. Pode simplesmente escrever um README simples sobre isso. Adicione o comando `git ignore`. Isso é para programadores. Isto permite que o GitHub ignore certos tipos de ficheiro. Assim, o GitHub não tem de rastrear tudo o que está nas pastas do programa. Todas as medidas do OpenStudio estão programadas em Ruby, por isso vamos aqui selecionar Ruby. Em seguida, escolha uma licença. Vamos selecionar uma licença BSD 2 simplificada. Licença pública. Clique em "Criar Repositório". Agora temos o nosso repositório criado. Pode ver que há um ficheiro "readme" aqui. Pode editá-lo. É aqui que armazenamos os nossos componentes que foram enviados para a BCL. É assim que se edita o ficheiro readme. Pode adicionar notas adicionais para commits.Vamos confirmar estas alterações clicando em "Confirmar alterações". Vamos voltar à pasta principal do repositório. A partir daqui, precisamos de adicionar um ficheiro. Especificamente, precisamos de criar um ficheiro XML com a estrutura de ficheiros especificada. Faça o upload aqui para adicionar um ficheiro e clique em "Criar novo ficheiro". Para adicionar pastas... Queríamos criar aqui esta estrutura... Para adicionar pastas, vamos digitar "lib". Esta será a primeira pasta. De seguida, digite uma barra para criar a pasta. Depois, "componentes". Mais uma barra. Vamos chamar a esta pasta "components" (sublinhado australiano, 9b, sublinhado, espaços). O nome desta pasta necessita de ser único em todo o repositório. Assim, para cada um dos componentes que enviar, o nome desta pasta e de todas as pastas abaixo desta deve ser único em todo o repositório. Assim, criamos a pasta. Agora precisamos de criar um ficheiro component.xml. O ficheiro XML é um diretório para cada uma das medidas e componentes localizados na biblioteca. O ficheiro XML contém estas informações: O nome, o tipo e a descrição. Possui também uma tag. Por exemplo, "windows"; isto permite que a Biblioteca de Componentes de Construção (BCL) filtre e pesquise componentes e medidas. A BCL lê os metadados no ficheiro XML para que possa devolver resultados de pesquisa relevantes para qualquer pessoa que procure informações muito específicas. Criamos este ficheiro component.xml. Se voltar às instruções, pode descarregar um componente de exemplo aqui. Caso contrário, pode simplesmente navegar pela BCL e descarregar qualquer um destes componentes como exemplo. Vamos descarregar este componente de exemplo aqui. Vamos abri-lo... Pode editá-lo com qualquer editor de texto. Vamos copiar todas as informações deste ficheiro XML de exemplo e colá-las no ficheiro XML do componente no GitHub. Precisa de adicionar o nome deste componente. Criámos o componente Australia_9b_Spaces, que é o nome do nosso componente. É necessário garantir que cada um destes trechos de dados está aninhado dentro de uma etiqueta de abertura e de uma etiqueta de fecho. Também precisa de criar um código de identificação único para o UID e o ID da versão. Pode simplesmente pesquisar na internet por um gerador de UUID. Copie o UUID e cole-o aqui. Também precisamos de criar um para a versão, por isso vamos atualizar a página. Copie esse UUID e cole-o aqui para a versão. O nome de exibição será este aqui, quando estiver a pesquisar no BCL: Australian NCC 2019 Class 9b School-Space types. A descrição será esta aqui: Australian National Construction Code Standard Reference Space Types for K-12 Schools. Adicionaremos "2019" para o ano do código. De seguida, uma descrição do modelador; Qualquer informação adicional para o modelador de energia. Não temos nenhuma informação muito específica, pelo que podemos simplesmente introduzir essa mesma informação. Tags: este será um edifício inteiro. Atributos... Adicionaremos o país como Austrália e a zona climática como Todas. Finalmente, os ficheiros. A extensão do ficheiro que estamos a enviar será OpenStudio (. osm). O identificador da versão é 3.2.1. O nome do ficheiro é school space types.osm. O tipo de ficheiro é . osm. Isto conclui o nosso ficheiro .xml. Vamos confirmar o novo ficheiro. O próximo passo é criar uma pasta aninhada chamada ficheiros. É aqui que serão armazenados todos os anexos de ficheiros referenciados pelo component.xml. Criaremos a pasta files e, em seguida, criaremos o nosso ficheiro . osm. Abra o ficheiro . osm com um editor de texto. Selecione tudo. Copiar. Colar. Confirmar o novo ficheiro. Basicamente, este é o primeiro passo para criar o seu repositório no GitHub. Segundo passo: registe o seu repositório na BCL. Isto é feito através do manifesto da BCL. É necessário criar um fork do repositório do manifesto da BCL. Criar um fork cria a sua própria cópia na sua conta GitHub. No repositório bifurcado, edite o ficheiro . json. Desça até ao final e adicione as informações do seu repositório. Confirme as alterações. Em seguida, crie um pull request para que a equipa da BCL o possa rever. Terceiro passo: configure o seu repositório para adicionar automaticamente novas versões à BCL. Isto é feito usando webhooks. Aceda às configurações do repositório. Clique em Webhooks. Adicionar webhook. Cole o URL do payload. Defina o tipo de conteúdo como application/json. Selecione apenas versões. Certifique-se de que está ativo. Quarto passo: crie uma versão. Clique em Criar nova versão. Adicione uma etiqueta, um título e uma descrição. Não marque a versão de pré-visualização. Publique a versão. A BCL indexará o seu conteúdo. Se existirem erros, corrija-os e crie uma nova versão. Após a conclusão bem-sucedida, o seu componente aparecerá na BCL e poderá ser descarregado por qualquer pessoa. Após a configuração, a adição de novos componentes é fácil. Crie uma nova pasta. Adicione o ficheiro component.xml. Adicione os ficheiros de suporte. Publique uma nova versão. É assim que configura o seu repositório e envia conteúdo para a Biblioteca de Componentes de Construção. Obrigado! Gosta e inscreva-se!
9. Curva de Ventoinhas - Modificar para Ventoinhas em Paralelo
Neste vídeo, iremos discutir como modificar a curva padrão da ventoinha para simular várias ventoinhas em paralelo. Uma cópia da folha de cálculo utilizada neste vídeo pode ser obtida aqui:
FanPowerCurveCalculator
Hoje vamos falar de ventiladores no EnergyPlus. O EnergyPlus oferece apenas duas opções para ventiladores num circuito de ar: um ventilador de insuflação e um ventilador de exaustão, que funcionam muito bem para a maioria das aplicações. As curvas de desempenho dos ventiladores são curvas de utilização geral bastante adequadas, mas e se estivermos a trabalhar com vários ventiladores, como vários ventiladores de encaixe em paralelo, por exemplo? Para tal, é necessário criar uma curva de desempenho personalizada específica para este conjunto de ventoinhas. Para tal, primeiro precisa de alguns dados: o desempenho do ventilador e as curvas de desempenho do(s) ventilador(es) a funcionar a diferentes percentagens de caudal de ar. Em seguida, pode construir uma nova curva de desempenho utilizando um "Algoritmo de Ajuste de Linha" no Excel. O EnergyPlus utiliza uma curva baseada na unidade, que é "1". Multiplica a potência do ventilador por esta curva (função) em função da carga parcial. Se o ventilador estiver a funcionar com uma percentagem de caudal de ar inferior a 100%, a potência será multiplicada com base nessa curva. É assim que o EnergyPlus calcula o consumo de energia do ventilador para este intervalo de tempo. Podem ver que as linhas azuis representam a curva do EnergyPlus e as linhas laranjas representam a nova curva que iremos criar com base em três ventiladores de encaixe a funcionar em paralelo, sendo ligados e desligados por fases. Este é um modelo com três ventiladores, e de 100% da carga total até 66% da carga parcial, todos os três ventiladores estão a funcionar. De seguida, temos um ventilador duplo, dois ventiladores a funcionar até 33% da carga e, por fim, um único ventilador a funcionar até ao caudal mínimo, que neste caso é de 10.000 CFM (4,72 m³/s). Pode montar as suas curvas de desempenho para os ventiladores e começar com 17% do caudal (ou seja, uma taxa de carga parcial) ou 70% do caudal ou 70% da taxa de carga parcial. Pode combinar os fluxos de ar e a potência (em cavalos ou watts) e a queda de pressão. Não importa; pode ter estes valores em metros cúbicos por segundo, watts e pascais. Esta curva de ajuste do EnergyPlus baseia-se numa escala de zero a um, pelo que é um multiplicador da potência do ventilador. Estes são os valores que encontrámos, começando nos 17%, e a potência correspondente é de 0,83 HP a 10.000 CFM. Em seguida, passamos para o nível seguinte. Este exemplo mostra um ventilador a funcionar a 33%, com um caudal de 2000 CFM. A potência é de sete HP e a queda de pressão para este caudal do sistema é de 1,1. Continuamos a lista preenchendo estes valores para os nossos ventiladores. O nível seguinte, que corresponde a uma taxa de carga parcial de 67%, é aquele em que começamos a simular dois ventiladores a funcionar em paralelo e, finalmente, chegamos ao caudal máximo. Assim, podemos ir ao OpenStudio e selecionar o ventilador. O primeiro valor que precisamos de introduzir é a "Eficiência Total do Ventilador". Começamos com uma eficiência total de 70%, que é o valor padrão de eficiência do ventilador no EnergyPlus. Precisamos de calcular o novo valor de eficiência, considerando o caudal de projeto, que é de 60.000 pés cúbicos por minuto (28,32 m³/s). Podemos calcular a eficiência do ventilador com uma equação simples. Atingimos uma eficiência de 73,3% no caudal máximo, pelo que vamos guardar este valor numa versão diferente para comparar os modelos posteriormente. Vamos editar a eficiência total do ventilador para este valor, 0,733, que será a nova eficiência total. O aumento de pressão permanecerá o mesmo, com 10 polegadas de coluna de água (2490 Pa), assim como o caudal de ar. Para a maioria dos ventiladores, é possível reduzir a velocidade para cerca de 30% num ventilador único, mas com estes ventiladores em paralelo, a velocidade ou o caudal volumétrico podem ser muito mais baixos. Neste caso, a nossa relação de carga parcial mais baixa, o nosso caudal mais baixo, é de 0,167, pelo que vamos alterar isto para 0,167. Isto é uma fração, por isso vamos deixar como fração para que sirva de referência. Em alternativa, poderia dizer que existe uma vazão mínima fixa; neste caso, diríamos que o nosso caudal mínimo é de 10.000 CFM. De qualquer forma, pode especificar como uma fração ou como um caudal. A eficiência do motor é de 93%, o que é bastante padrão para a maioria dos ventiladores; pode ser um pouco diferente, mas não fará grande diferença. Finalmente, vamos dar uma vista de olhos aos coeficientes de potência do ventilador. Voltaremos à nossa folha de cálculo. O Excel tem uma ferramenta integrada chamada "estimativa de linha" ou "linha EST". Calcula uma função de linha com base nas suas variáveis dependentes e independentes. Para este caso, temos quatro variáveis e uma intersecção, ou melhor, cinco coeficientes. Temos um polinómio de quarta ordem que o Excel está a estimar. Utilizámos os dados de entrada, que são a variável independente, e que correspondem às nossas taxas de carga parcial. A taxa de carga parcial é função do caudal de ar, sendo, portanto, uma percentagem do caudal de ar a plena carga. De seguida, utilizámos as variáveis dependentes, que neste caso é a potência de saída do ventilador. Esta é calculada com base na potência do ventilador, ou seja, na potência de travagem em watts. Ao utilizar esta ferramenta de estimação de linhas, podemos obter os coeficientes para a nova curva.Esta é a aparência da curva quando traçada de zero a um, tal como a curva do EnergyPlus. Essencialmente, estes são os seus coeficientes. Se observarmos a referência de entrada/saída, podemos ver estes coeficientes para um Ventilador:VolumeVariável. Podemos ver que tem coeficientes de ordem um, dois, três, quatro e cinco, e todos eles se baseiam nesta equação. É isso que traça esta função de zero a um. Estes são os nossos coeficientes. O que podemos fazer é simplesmente copiar e colar estes valores nos coeficientes de potência do ventilador no OpenStudio. É importante garantir que o faz na ordem correta. O coeficiente de quarta ordem vai para o último campo de coeficientes, que é o coeficiente cinco, e depois trabalha-se de trás para a frente: copia-se o próximo valor para o coeficiente quatro, depois para o coeficiente três, depois para o coeficiente dois e, finalmente, para o coeficiente um. Em resumo, é assim que ajustaria as curvas de potência do ventilador se tivesse uma configuração diferente. Agora, com esta nova curva de potência do ventilador, em vez de modelar um único ventilador, estamos a modelar um conjunto de três ventiladores. Obrigado. Por favor, goste e subscreva!
10.º Medir a Escrita 1
Neste vídeo, iremos abordar o que são as métricas do OpenStudio, como são utilizadas e como criar as suas próprias métricas através da programação em Ruby.
Hoje falaremos sobre as Medidas do OpenStudio. Observe o separador Medidas. Primeiro, vamos discutir como o OpenStudio cria o seu modelo energético. O OpenStudio recolhe todas as entradas de cada um destes separadores, as variáveis de entrada que introduz no modelo, e cria um ficheiro . OSM. Este ficheiro é o ficheiro de entrada para o OpenStudio. Contém todos os horários, todos os equipamentos, todas as atribuições de zonas — basicamente, todas as entradas para o modelo energético. Em seguida, o OpenStudio processa-o através de um tradutor. Traduz este ficheiro de entrada OSM para um ficheiro de entrada EnergyPlus. O ficheiro de entrada do EnergyPlus é muito semelhante. Pode encontrá-lo acedendo à pasta do projeto, depois à pasta run e selecionando o ficheiro in.IDF. O IDF é um ficheiro de entrada do EnergyPlus. Se o abrir, verá que é muito semelhante ao ficheiro de entrada do OpenStudio. Mas o OpenStudio utiliza muitos atalhos — atalhos que facilitam a criação do modelo energético por parte do utilizador. Depois de introduzir as informações utilizando a interface gráfica do utilizador do OpenStudio, o OpenStudio precisa de traduzir essas entradas para o EnergyPlus. Precisa de expandir os atalhos e preencher as informações em falta. É isso que o tradutor faz. Converte o ficheiro de entrada do OpenStudio num ficheiro de entrada do EnergyPlus. O ficheiro de entrada do EnergyPlus contém todas as definições de objetos: paredes, isolamento, equipamento, cronogramas, etc. O ficheiro IDF é utilizado exclusivamente pelo motor de simulação do EnergyPlus. O EnergyPlus utiliza este ficheiro de entrada e realiza todos os cálculos físicos necessários para criar a simulação do seu modelo energético. Em seguida, gera um ficheiro de saída. O ficheiro de saída contém as informações que vê no separador Relatórios. Agora, voltando às Medidas. Os modeladores energéticos utilizam medidas para editar automaticamente algumas das variáveis de entrada no ficheiro de entrada, e podem editar algumas dessas entradas que a interface do OpenStudio não possui. Pode descarregar estas medidas da Biblioteca de Componentes de Edifícios. Por exemplo, em AVAC – Ventilação, Sistema Completo – Distribuição, existem diferentes medidas que pode utilizar. Esta medida, Mistura de Zonas em Paredes de Ar, cria uma parede de ar no seu modelo OpenStudio. Pode identificá-la como uma medida OpenStudio porque tem o logótipo OpenStudio. Por outro lado, Adicionar Objeto de Mistura de Zonas é uma medida EnergyPlus. Esta medida adiciona um objeto de mistura de zonas diretamente ao ficheiro de entrada do EnergyPlus, sendo aplicada após a conversão do ficheiro de entrada do OpenStudio para o ficheiro de entrada do EnergyPlus. Portanto, existem diferentes tipos de medidas que pode escrever, e estas medidas são inseridas nos ficheiros de entrada e alteram os parâmetros automaticamente. Por exemplo, se pretender que todas as paredes do seu modelo estejam expostas ao sol, o programa de medição entra no ficheiro de entrada e altera automaticamente este parâmetro para todas as paredes. Uma medida é essencialmente um pequeno script que abre o ficheiro de entrada e altera alguns dos parâmetros de entrada. Ela também pode transformar completamente o seu modelo. Algumas medidas são utilizadas para substituir sistemas AVAC inteiros. Por exemplo, se um modelo tiver um sistema AVAC no telhado e pretender substituí-lo por um sistema de volume de ar variável com água refrigerada, pode utilizar uma medida avançada do guia de projeto de energia da Biblioteca de Componentes de Edifícios. Hoje, vamos mostrar-lhe como escrever uma medida simples. Começaremos com um objeto de entrada que o OpenStudio não suporta, mas o EnergyPlus suporta. Vamos ao nosso circuito de ar e observar o ventilador de retorno. Este ventilador de retorno tem várias entradas, mas existe uma entrada específica que o OpenStudio não expõe. No Manual de Referência de Entradas e Saídas do EnergyPlus, encontrará uma entrada denominada "Fracção do Fluxo de Ar de Retorno em Relação ao Fluxo de Ar de Abastecimento". Se observar as propriedades do objeto AirLoopHVAC no OpenStudio, não encontrará esta entrada — não é suportada. Assim, criaremos uma medida no EnergyPlus que insere esta entrada específica no ficheiro IDF. Após o OpenStudio traduzir o modelo para um ficheiro de entrada EnergyPlus, esta medida irá inserir a variável "Fracção do Fluxo de Ar de Retorno em Relação ao Fluxo de Ar de Abastecimento". Esta entrada limita o ventilador de retorno a um caudal de ar máximo que é uma fracção do caudal de ar do ventilador de insuflação. O sistema fornece o caudal de ar de fornecimento total, mas o ventilador de retorno apenas devolve uma fracção desse caudal, assumindo que os exaustores noutras partes do edifício removem o restante ar. Para isso, vamos a Medidas e copiamos uma medida existente do EnergyPlus, como Adicionar Objeto de Mistura de Zonas, e modificamos. Copiamos a medida, adicionamos às Minhas Medidas e renomeamos para “editar fração de fluxo de ar de retorno”. Editámos a descrição e a descrição do modelador para explicar o que a medição faz. Especificamos que é uma medida do EnergyPlus e categorizamo-la como uma medida de sistema AVAC completo. De seguida, clicamos em Criar Medida e Abrir para Edição. A medida é aberta como um programa Ruby. Começa com uma definição de classe e inclui as descrições que inserimos. Depois, define os argumentos. Os argumentos são as entradas do utilizador que aparecem na GUI do OpenStudio. Modificamos estes argumentos para que, em vez de um nome de zona, utilizemos um valor de caudal de ar.Em vez de um nível de projeto, utilizamos uma fração de caudal de ar de retorno. O nome do circuito de ar é um argumento do tipo string e a fracção de fluxo de ar de retorno é um argumento do tipo double. O valor "true" indica que a entrada é necessária para a execução da medição. Definimos o nome de visualização como "Fracção do Fluxo de Ar de Retorno" e as unidades como uma fracção de zero a um. De seguida, definimos o que acontece quando a medição é executada. Como estamos a editar um ficheiro de entrada EnergyPlus, trabalhamos no espaço de trabalho. Atribuímos as entradas do utilizador a variáveis no ciclo de execução. Criámos então um array de objetos AirLoopHVAC pesquisando no espaço de trabalho todos os objetos do tipo AirLoopHVAC. Um executor é utilizado para enviar mensagens de volta para o utilizador durante a execução. Em seguida, percorremos cada circuito de ar utilizando um loop do. Os objetos EnergyPlus são matrizes, em que a posição zero é o nome do circuito de ar. Comparámos este nome com o nome do circuito especificado pelo utilizador. Quando encontramos uma correspondência, gravamos a fracção de fluxo de ar de retorno na décima posição da matriz do objecto AirLoopHVAC utilizando `setString`. Esta posição corresponde ao campo "Fracção do Fluxo de Ar de Retorno de Projecto do Fluxo de Ar de Abastecimento". Este sobrescreve o valor se já existir ou insere-o se não existir. Por fim, registámos uma condição final com o executor para reportar o sucesso. Guardamos a medida, voltamos ao OpenStudio e aplicamos a medida. Introduzimos o nome do circuito de ar e especificamos uma fracção de caudal de ar de retorno, como por exemplo 0,6. Ao executar o modelo, os executantes confirmam que a fracção de caudal de ar de retorno foi alterada com sucesso. A abertura do ficheiro IDF do EnergyPlus confirma que o campo "Fração de Fluxo de Ar de Retorno de Projeto do Fluxo de Ar de Abastecimento" foi adicionado ao objeto AirLoopHVAC. É assim que se escreve uma medida OpenStudio para editar o ficheiro de entrada EnergyPlus. Obrigado. Gosta e inscreva-se.
11.º Medir a Escrita 2
Neste vídeo, faremos alguns ajustes à medida que vamos escrevendo. Também mostraremos como enviar a sua medida para a Biblioteca de Componentes de Construção para a partilhar com outros utilizadores.
Agora que tivemos sucesso com a nossa medição, há alguns ajustes que devemos fazer. Isto tornará o código um pouco mais amigável para futuros utilizadores e também eliminará algumas redundâncias. Mostrarei também como enviar uma medição para a Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL). O código que escrevemos na última aula já foi implementado na versão mais recente do OpenStudio, pelo que não há necessidade de o enviar para a BCL, mas ainda assim vou mostrar-lhe como o fazer. Vamos voltar ao código. A descrição do modelador deve abordar alguns itens úteis para o modelador de energia. Gostaria de acrescentar aqui alguns pontos. Se o ventilador estiver configurado para dimensionamento automático, tal não afetará o dimensionamento do ventilador de retorno. Se o ventilador estiver configurado para dimensionamento automático, o cálculo de dimensionamento dimensionará o ventilador de retorno para o caudal total do circuito por predefinição. Este campo específico que estamos a alterar apenas afeta a simulação do modelo de energia. Isto é importante para o modelador de energia saber: o ventilador será ainda dimensionado automaticamente para o caudal total do sistema e apenas durante a simulação do sistema será limitado ao valor que estamos a editar nesta medida. Apenas limitará o caudal do ventilador de retorno durante a simulação, o que é uma informação útil para o modelador. Outra coisa que notei é que cometemos um erro. A fracção de retorno estava definida com unidades em percentagem. Vou mostrar. Estamos a exibi-lo como percentagem, mas na verdade estamos a escrevê-lo como fração. Se fosse uma percentagem, escreveríamos 60. Na verdade, é uma fração, pelo que precisamos de alterar para fração. Isso deve funcionar. Aqui em baixo, estamos a reportar a condição inicial do modelo, e isso é verdade, mas isso acontece depois do programa recuperar todos os circuitos de ar. Vamos mover este comentário para baixo e alterá-lo para "obter todos os circuitos de ar do AVAC no modelo". Assim, irá reportar a condição inicial do modelo, informando que o edifício começou com um determinado número de objetos de circuito de ar do AVAC. De seguida, vamos analisar os itens comentados que sobraram da medida que copiamos e limpá-los. O comentário diz "validar os nomes de entrada e obter zonas", mas como não estamos a obter nenhuma zona com esta medida, podemos eliminá-la. Vamos descomentar `loop_name_valid` e defini-lo com um valor por defeito de `false`. Não precisamos de `source_loop_valid` porque estamos a validar apenas uma variável, que é o nome do ciclo. A outra variável que estamos a editar é a fracção de retorno, mas por enquanto estamos a validar apenas o nome do ciclo. Em vez de `zones.each do`, vamos utilizar `air_loops.each do`, uma vez que estamos a verificar loops de ar. Para cada loop de ar no vetor, definimo-lo como `air_loop`. Se o nome do ciclo for igual à primeira string do objeto do ciclo de ar — que deve ser o nome do ciclo de ar — e corresponder à entrada especificada pelo utilizador, então `loop_name_valid` será definido como `true`. Não necessitamos de uma instrução `else-if`, pois estamos a validar apenas uma variável. Se for verdade, significa que o programa encontrou um circuito de ar no modelo cujo nome corresponde à entrada do utilizador. Caso contrário, irá apresentar um erro a informar que o circuito de ar esperado não foi encontrado, o que ajuda o utilizador a perceber que pode ter introduzido o nome incorretamente. De seguida, validámos a fração de fluxo de ar de retorno. Precisamos de garantir que o utilizador introduz um valor correto. Se a fracção de retorno for inferior a zero ou superior a um, exibimos um erro do executor a dizer "Escolha um número entre zero e um para a fracção de fluxo de ar de retorno" e depois devolvemos falso. Caso contrário, prosseguimos. Podemos também repetir a fracção de fluxo de ar de retorno solicitada para o utilizador utilizando `runner.registerInfo`, mostrando o valor que introduziu. Para solucionar problemas adicionais, dentro do ciclo `air_loops`, podemos adicionar um contador para contar o número de campos no objeto `AirLoopHVAC` utilizando `air_loop.numFields`. De seguida, informamos o utilizador quantos campos existem nesse circuito de ar. Se abrir o ficheiro in.idf e procurar por AirLoopHVAC, verá que cada entrada corresponde a um campo, e inicialmente existem nove campos. Após adicionar o campo da fracção de fluxo de ar de retorno, a contagem deverá aumentar. Este fornece um feedback útil ao utilizador durante a execução do programa. Esta informação deve ser suficiente para ajudar os utilizadores a compreender e solucionar problemas com a medida. Guarde o código e volte ao aplicativo OpenStudio. Em vez de eliminar e voltar a introduzir a medida, podemos utilizar o botão “Sincronizar Medidas do Projeto com a Biblioteca” para a atualizar. Clique em Atualizar e execute a medição. Se faltarem mensagens, substitua as instruções puts por runner.registerInfo, guarde novamente, sincronize e execute novamente. Verá mensagens que mostram o número de campos no circuito de ar antes e depois. Na versão mais recente do OpenStudio, a Fração de Fluxo de Ar de Retorno do Fluxo de Ar de Abastecimento já está implementada, o que significa que esta medida está agora obsoleta, mas ainda pode ser utilizada como modelo para editar outros campos antes da conversão para o EnergyPlus. Para carregar a medida na Biblioteca de Componentes de Edifícios, abra um browser e aceda ao endereço.Aceda ao BCL e faça login. Aceda ao Meu Painel, Criar Conteúdo e Carregar Medida. O BCL aceita ficheiros tar, gz ou zip. Navegue até à pasta As Minhas Medidas, encontre a pasta “editar fração de fluxo de ar de retorno”, selecione todo o conteúdo, comprima-o num ficheiro zip e coloque-o num local conveniente. Carregue o ficheiro zip no BCL, selecione o seu grupo, torne-o acessível a todos os utilizadores do site, adicione informações de revisão, como a data, e guarde. Envie para revisão, defina o estado de moderação como publicado e aplique. A medida está agora publicada e acessível no BCL. Obrigado. Gosta e inscreva-se!
12.º Criar tabelas de desempenho
Neste episódio, discutimos como inserir tabelas de desempenho com base em dados do fabricante, em vez de utilizar curvas polinomiais caracterizadas. Estas tabelas podem ser utilizadas na maioria dos casos em que são utilizadas curvas de desempenho no EnergyPlus, como por exemplo em equipamentos com evaporadores e condensadores. Pode descarregar a folha de cálculo que usamos neste episódio aqui: Curva para Tabela
Hoje vamos falar sobre curvas de desempenho. Num episódio anterior, discutimos como gerar curvas de desempenho utilizando uma abordagem de ajuste de curvas. Desta vez, vamos concentrar-nos na geração de curvas de desempenho utilizando um método de consulta em tabela. Estamos a trabalhar com um sistema de volume de refrigerante variável (VRF) e a analisar especificamente a unidade externa. A curva que nos interessa é a Função Modificadora da Relação de Capacidade de Refrigeração a Baixa Temperatura. Esta curva é função de duas temperaturas. De acordo com o Manual de Referência de Entrada e Saída do EnergyPlus, estas duas temperaturas são a temperatura de bulbo húmido interior e a temperatura de bulbo seco do ar de entrada do condensador exterior. Analisando os dados do fabricante, existem duas curvas de desempenho: uma que mostra a capacidade de refrigeração em função da temperatura de bulbo húmido interior e outra que mostra a capacidade de refrigeração em função da temperatura de bulbo seco exterior. Estas duas curvas são utilizadas em conjunto para gerar o modificador de temperatura da capacidade de refrigeração. Se a curva for simples, os valores podem ser introduzidos diretamente. Para curvas mais complexas, pode ser utilizada uma ferramenta como o plotdigitizer.com. Uma imagem do gráfico é carregada na ferramenta, e então o gráfico é calibrado definindo-se os valores mínimo e máximo para os eixos X e Y. Para a curva de temperatura de bulbo húmido interna, o eixo X varia de 15 a 24 e o eixo Y varia de 0,8 a 1,2. Após a calibração, os pontos de dados são adicionados e a ferramenta apresenta as coordenadas correspondentes. Embora a curva não seja perfeitamente linear, pode ser aproximada como linear em gamas de temperatura baixa, padrão e alta. Os dados extraídos são depois copiados para uma folha de cálculo. O mesmo processo é repetido para a curva de temperatura de bulbo seco exterior. O gráfico é carregado, calibrado e digitalizado. Neste caso, o eixo X varia de -5 a 55 e o eixo Y varia de 0,3 a 1,3. Uma vez extraídos os pontos de dados, estes são copiados para a folha de cálculo. É importante que todas as variáveis independentes sejam classificadas por ordem crescente, da menor para a maior, uma vez que o EnergyPlus depende da ordem correta para a interpolação. Em seguida, os dados são agregados. O modificador de bolbo húmido interior e o modificador de bolbo seco exterior são multiplicados para produzir o modificador da capacidade de refrigeração. Estes valores combinados formam a tabela de saída. O EnergyPlus utiliza a temperatura de bulbo húmido interior como primeira variável independente e a temperatura de bulbo seco exterior como segunda variável independente, interpolando entre os valores para determinar o modificador de capacidade de refrigeração adequado durante a simulação. Na folha de cálculo, são definidas as variáveis independentes, as variáveis dependentes e a lista de objetos do modelo. Os valores calculados devem ser copiados e colados como valores fixos para que permaneçam inalterados. É utilizado um gerador de identificadores únicos para garantir que todos os objetos têm identificadores únicos quando importados para o modelo OpenStudio. A saída final inclui um objeto de tabela de consulta, a lista de objetos do modelo e ambas as variáveis independentes. O ficheiro . osm é então aberto num editor de texto e o objeto do ar condicionado VRF é localizado, especificamente a função modificadora da taxa de capacidade de refrigeração da curva de baixa temperatura. O modelo padrão já contém uma tabela de consulta para essa curva. As variáveis dependentes existentes podem ser substituídas, mantendo os mesmos identificadores, ou as novas tabelas e variáveis podem ser coladas no final do ficheiro . osm. O identificador da nova tabela de consulta é então atribuído ao ar condicionado VRF para que a nova curva seja utilizada. Este método permite que os dados de desempenho do fabricante sejam introduzidos diretamente no OpenStudio e no EnergyPlus sem a utilização de equações polinomiais multivariáveis. Em vez disso, baseia-se na consulta de tabelas com base nos gráficos do fabricante. Um lembrete final: todas as definições de objetos devem terminar com ponto e vírgula, e não com vírgulas; caso contrário, o OpenStudio irá gerar erros. Obrigado. Gosta e inscreva-se!
13. EEMs 1: Ventilação Controlada por Demanda (DCV)
Neste episódio, discutimos como simular uma das Medidas de Eficiência Energética (MEE) mais simples: a Ventilação Controlada pela Procura (VCD). A VCD varia a quantidade de ar exterior com base no número real de ocupantes nos ambientes. As taxas de caudal de ar são calculadas proporcionalmente utilizando a soma das necessidades de ar exterior em cada zona ou utilizando o Procedimento de Taxa de Ventilação ASHRAE 62.1. Não abordado neste vídeo: Versões mais avançadas desta medida podem modular as taxas de fluxo de ar exterior com base na Qualidade do Ar Interior (QAI), medida pelos níveis de dióxido de carbono ou outros contaminantes internos.
Olá a todos, estamos de volta com mais um episódio. Neste episódio, vamos abordar uma das medidas de eficiência energética mais simples de implementar no OpenStudio: a Ventilação Controlada pela Procura. Temos um edifício simples com casas de banho em área de descanso. Vamos ao separador Sistemas AVAC e adicionamos um sistema de circuito fechado de ar no telhado. Este sistema não tem refrigeração, pelo que removemos o arrefecimento. Em seguida, atribuímos todas as zonas do edifício a este único sistema AVAC. Temos um sistema de ar exterior, e o sistema standard está dimensionado com um caudal mínimo de ar exterior zero. Isto não seria aplicável a este cenário, uma vez que temos requisitos mínimos de caudal de ar exterior baseados na área para os espaços, pelo que alterámos esta configuração para dimensionamento automático. Se formos a Tipos de Espaço e selecionarmos a casa de banho, em Especificação de Projeto - Ar Exterior, podemos verificar que temos 7 CFM por pessoa e um caudal de ar exterior de 0,02 CFM por pé quadrado. Este valor é provavelmente demasiado baixo, pelo que o atualizámos para 0,06 CFM por pé quadrado. Em seguida, voltamos ao sistema de circuito de ar, selecionamos o próprio circuito e rolamos o ecrã para baixo para ver como o ar exterior do sistema está a ser calculado. Para este cenário, utilizámos o método da Soma das Zonas. As outras opções são os procedimentos de taxa de ventilação da norma ASHRAE 62.1, que têm em conta a eficácia da ventilação e os caudais de ar primário em sistemas multizona. Como este sistema de exemplo é simples, mantemos a configuração da Soma das Zonas. Executamos a simulação, que serve como a nossa linha de base sem ventilação controlada pela procura, e guardamos este ficheiro separadamente. Para implementar a ventilação controlada pela procura, regressamos ao circuito de ar, selecionamos o sistema, clicamos no botão "Controlo" na parte superior e ativamos a ventilação controlada pela procura. Em seguida, executamos novamente a simulação. Assim que estiver concluída com sucesso, vamos para o separador "Resumo dos Resultados" para rever os resultados. Primeiro, abrimos o modelo de base no DView e observámos a taxa de fluxo de massa de ar exterior. Podemos ver que é constante ao longo do ano, o que significa que o sistema funciona continuamente e fornece um fluxo de ar exterior constante. De seguida, abrimos o modelo com a ventilação controlada por procura implementada e visualizamos novamente a taxa de fluxo mássico de ar exterior. Desta vez, o perfil oscila. Se ampliarmos o zoom para um dia específico, como o dia 9 de fevereiro, podemos ver claramente a diferença. A linha de base fornece uma taxa de fluxo de ar exterior constante, enquanto o cenário de ventilação controlada pela procura modula o fluxo de ar exterior. Com a ventilação controlada pela procura, quando há menos pessoas no edifício, a taxa de fluxo de ar exterior desce para o nível mínimo necessário. À medida que mais pessoas entram no edifício, o fluxo de ar aumenta e, à medida que as pessoas saem, a necessidade de ar exterior diminui. Este comportamento é determinado pela escala de ocupação. O sistema conta o número de pessoas no edifício e calcula o ar de ventilação necessário com base na necessidade de ar exterior por pessoa, que neste caso é de cerca de 7 CFM por pessoa. O perfil de ar exterior acompanha de perto o perfil de ocupação ao longo do dia. Há, no entanto, considerações adicionais. Se o edifício tiver exaustores de zona, estes caudais de exaustão devem ser compensados pelo sistema de ar exterior ou por infiltração. Se a necessidade de fluxo de ar de exaustão for significativa, o perfil de fluxo de ar exterior pode não diminuir tanto como o esperado, mesmo com a ventilação controlada por procura ativada. Isto pode resultar num perfil mais próximo da linha de base durante determinados períodos. Outros fatores podem também limitar a eficácia da ventilação controlada pela procura. Por exemplo, se o caudal mínimo de ar exterior for definido de forma rígida no controlador de ar exterior, o sistema não operará abaixo deste valor. Da mesma forma, se for aplicada uma programação mínima de ar exterior ou uma fração mínima da programação de ar exterior, o sistema não será reposto abaixo destes limites. Estes comportamentos estão documentados no Manual de Referência de Entrada/Saída do EnergyPlus, nas secções Controlador:Ventilação Mecânica e Controlador:Ar Externo, que explicam como os limites mínimo e máximo afetam a ventilação controlada por procura. Em resumo, implementar a ventilação controlada por procura no OpenStudio é simples: selecione o circuito de ar, aceda ao separador Controlo e ative a opção de ventilação controlada por procura. Existem métodos mais avançados de modelação de VCD, como os baseados em níveis de contaminantes medidos, como o dióxido de carbono, mas estas abordagens não serão aqui abordadas. Este exemplo demonstra a abordagem básica e mais utilizada para modelar a ventilação controlada pela procura. Obrigado. Gosta e inscreva-se!
14. OpenStudio - EEMs 1: Medida DCV
No episódio anterior, abordámos como simular a Ventilação Controlada pela Demanda (VCD). Neste episódio, iremos discutir como implementar rapidamente a VCD em todo o seu modelo utilizando a medida "Ativar Ventilação Controlada pela Procura" da Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL). A medida pode ser descarregada através do OpenStudio ou diretamente da BCL aqui: https://bcl.nrel.gov/content/3ff4b412-8689-4b11-a588-935c621dc97d
Olá a todos, estamos de volta com mais um episódio. No episódio anterior, falámos sobre como implementar a ventilação controlada pela procura (VCD). Neste episódio, vamos demonstrar uma medida do OpenStudio que fará todo este trabalho por si. Temos um edifício de escritórios e um armazém. Este edifício possui vários circuitos de ar diferentes, cada um com sistemas de ar exterior. No episódio anterior, falámos sobre a implementação da ventilação controlada a pedido através do botão de alternância. Neste episódio, vamos utilizar uma das medidas da Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL). Aceda a Componentes e Medidas e, em seguida, a Encontrar Medidas. Encontrará esta medida na categoria AVAC, em Ventilação. Será esta: “Ativar Ventilação Controlada por Demanda”. Marque-a e clique no botão Download. Isto fará o download para o seu computador. Em alternativa, pode aceder ao site da BCL em bcl.nrel.gov, pesquisar por “procura”, descer e encontrar a mesma medida. Pode clicar nela para visualizar uma descrição da medida, juntamente com notas sobre a sua implementação. Agora que já descarregámos a medida para o nosso projeto, podemos ir para o separador Medidas. Vamos guardar isto como outro projeto. Vá a AVAC, depois Ventilação e arraste a medida “Ativar Ventilação Controlada por Demanda”. Ao fazê-lo, mantemos o nosso modelo base inalterado. A medida será implementada apenas para esta execução. Podemos sempre voltar atrás e apagá-la posteriormente, se quisermos manter o nosso modelo inalterado. Em alternativa, pode ir a Componentes e Medidas e aplicar a medida diretamente, o que modificará o modelo de forma permanente, sem possibilidade de reversão. Ao arrastar a medida para o workflow, podemos executar a simulação e ver o resultado. Se não gostarmos dos resultados, podemos excluir a medida e o modelo original permanecerá inalterado. Vá para a secção Entradas e selecione “Ativar VCD”. Em seguida, execute o modelo. O modelo é executado com sucesso. Se fizermos scroll para cima, podemos ver mensagens que descrevem como a medida foi implementada. Mostra que a VCD foi habilitada para vários circuitos de ar, como o FC-9, FC-5 e outros. Todos os circuitos de ar que possuíam sistemas de ar exterior têm agora a ventilação controlada a pedido (VCD) ativada. O resumo indica que a VCD foi habilitada em 11 circuitos de ar. De seguida, podemos comparar os modelos antes e depois da implementação. Aceda à pasta "Relatórios". Podemos ver o modelo de referência e o modelo com a VCD ativada. Comparando os dois, verificamos que o modelo com VCD consome menos energia. O consumo energético do modelo de referência é de 1.188.506 kBtu, enquanto o do modelo com VCD é de 941.274 kBtu. Isto resulta numa poupança anual de 247.232 kBtu, o que equivale a aproximadamente 261.000 MJ por ano. Considerando uma tarifa média de energia de cerca de 2 cêntimos por kBtu, isto traduz-se numa poupança anual de quase 5.000 dólares, simplesmente implementando a ventilação controlada pela procura em todo o edifício. Isto demonstra a rapidez e facilidade com que é possível ativar a VCD em todo um modelo utilizando uma medida BCL, sem ter de aceder manualmente a cada circuito de ar individualmente e ativar/desativar o controlo. Obrigado. Por favor, goste e subscreva.
15. OpenStudio EnergyPlus - Noções básicas de VRF/VRV 1
Neste vídeo, iremos abordar os passos básicos para simular um sistema de Fluxo de Refrigerante Variável (Volume de Refrigerante Variável). Faremos o dimensionamento básico dos equipamentos, importaremos os objetos VRF/VRV padrão EnergyPlus da biblioteca e modificá-los-emos para se adequarem às nossas necessidades. Este vídeo utiliza uma métrica para obter informações adicionais dos relatórios de saída; para mais informações, veja este episódio aqui: https://youtu.be/divAgzO2IUc
Nos próximos vídeos, vamos abordar como simular sistemas de refrigeração com refrigerante variável. Para o nosso edifício de teste, temos um edifício de escritórios muito simples, composto por duas zonas, e vamos instalar um sistema VRF, também conhecido como fluxo de refrigerante variável ou volume de refrigerante variável (VRF/VRV). Neste momento, o modelo está configurado para simular utilizando cargas de ar ideais. Para termos uma ideia de como será o dimensionamento, vamos primeiro simular o modelo. Após a simulação, vamos para o separador Relatórios e analisar os resultados do EnergyPlus. No sumário, verá vários itens úteis, incluindo o Resumo da Carga dos Componentes da Zona e o Resumo da Carga dos Componentes da Instalação. Estes itens foram adicionados ao relatório padrão utilizando uma medida personalizada, que expliquei noutro vídeo sobre como extrair informações dos relatórios de saída. O link para esse vídeo está na descrição. De seguida, vamos para o separador Zonas. Este edifício tem duas zonas. Selecionando a Zona Térmica 1, são apresentados os componentes de pico de carga de refrigeração. As cargas estão divididas em categorias como pessoas, iluminação, equipamento, infiltração, ventilação, cargas no telhado e cargas nas janelas. Na parte inferior, vê os totais de carga sensível, carga sensível retardada (com base na massa térmica do edifício), carga latente e carga total. Estes valores são estimados pelo EnergyPlus como parte do seu processo inicial de estimativa de carga. Mais abaixo, pode ver as condições reais da simulação. Mostram o momento em que ocorreram as condições de pico e os resultados simulados. Pode ver que os valores estimados são bastante próximos dos valores reais da simulação. A carga sensível é calculada combinando os componentes apropriados e excluindo a carga latente. O EnergyPlus aplica então um fator de dimensionamento, se especificado, para determinar a carga sensível de projeto utilizada para dimensionar o equipamento. Os fatores de dimensionamento são definidos nas definições da simulação, onde pode especificar os fatores de dimensionamento de aquecimento e arrefecimento. Estes multiplicadores são aplicados às cargas de pico simuladas. O EnergyPlus realiza cálculos semelhantes para os componentes de pico de carga de aquecimento, começando com uma estimativa e refinando-a através de simulação. Estes resultados serão utilizados para dimensionar o equipamento de zona e, por fim, o equipamento exterior. De seguida, acedemos à pasta de simulação e abrimos o relatório EnergyPlus para rever os dados da zona térmica. Depois disso, guardámos o projeto OpenStudio como um novo projeto chamado “Generic VRF”. Inicialmente, iremos utilizar os ficheiros da biblioteca padrão que acompanham o OpenStudio. Posteriormente, iremos descarregar o equipamento específico do fabricante da Biblioteca de Componentes de Edifícios e comparar os resultados. A seguir, acedemos ao separador Sistemas AVAC. Na parte superior, selecionamos VRF. Como ainda não existe um sistema VRF, acedemos à biblioteca à direita, percorremos a categoria VRF e arrastamos um sistema VRF para o modelo. Este é um objeto genérico da biblioteca fornecido pelo OpenStudio. Como temos duas zonas, necessitamos de duas unidades terminais. Arrastámos e libertámos duas unidades terminais no sistema VRF. No separador “O Meu Modelo”, descemos para encontrar as zonas térmicas e atribuímos a Zona Térmica 1 a uma unidade terminal e a Zona Térmica 2 à outra. Neste ponto, tudo é dimensionado automaticamente, o que significa que o EnergyPlus tratará do dimensionamento de todos os equipamentos automaticamente. Se voltarmos ao separador Zonas Térmicas, podemos ver que as cargas de ar ideais já não estão ativadas e as zonas são agora servidas pelas unidades terminais VRF. De seguida, vamos para o separador Configurações e selecionamos Controlo de Simulação. Anteriormente, estávamos apenas a executar cálculos de dimensionamento. Agora, selecionamos “Executar Simulação para Períodos de Execução do Ficheiro Meteorológico” para executar uma simulação de um ano inteiro. Após a execução bem-sucedida da simulação, revimos novamente os relatórios. Observando o Resumo de Dimensionamento da Serpentina, reparamos que as unidades terminais VRF utilizam uma única serpentina para aquecimento e arrefecimento. O EnergyPlus dimensiona a serpentina com base na carga mais extrema, seja aquecimento ou arrefecimento. Neste caso, o clima é predominantemente de aquecimento, pelo que a bobina é dimensionada com base na carga de pico de aquecimento. O arrefecimento não é dimensionado separadamente porque a sua necessidade é menor. Estes valores de dimensionamento automático representam resultados de dimensionamento otimizados do EnergyPlus. Na realidade, os equipamentos dos fabricantes não vêm exatamente nestes tamanhos. As capacidades reais dos equipamentos são frequentemente um pouco mais elevadas para garantir que os requisitos de desempenho são cumpridos. Por exemplo, uma unidade interior da Mitsubishi pode fornecer 30.000 BTUH de arrefecimento e 34.000 BTUH de aquecimento, o que é superior aos valores de dimensionamento automático do EnergyPlus. Por isso, é importante não confiar apenas nos valores padrão ou de dimensionamento automático quando se faz a modelação energética. Em vez disso, devemos ajustar o modelo para refletir melhor o desempenho real do equipamento. Voltando ao separador Sistemas AVAC, editamos as unidades terminais VRF de acordo. Para a primeira unidade terminal, dimensionámos o caudal de ar para corresponder ao equipamento da Mitsubishi: 1.271 CFM para aquecimento e arrefecimento máximos e 883 CFM para caudal mínimo quando não há procura de aquecimento ou arrefecimento. As taxas de fluxo de ar exterior permanecem inalteradas.ed, pois são controlados por parâmetros de zona e ocupação. Também atribuímos a localização do termóstato de controlo à zona térmica apropriada. Analisámos o aumento da pressão do ventilador e definimo-lo em 0,2 polegadas de coluna de água, o que é razoável para um pequeno sistema de condutas. O caudal máximo é definido em 1.271 CFM. Para a bateria de arrefecimento, introduzimos uma capacidade nominal de arrefecimento de 30.000 BTUH e definimos o caudal de ar nominal em 1.271 CFM. Para a bateria de aquecimento, inserimos uma capacidade nominal de aquecimento de 34.000 BTUH com o mesmo caudal de ar. Repetimos este processo para a segunda unidade terminal, utilizando um tipo diferente de unidade interior para demonstrar a variação. Em seguida, examinamos a unidade externa. O EnergyPlus dimensionou automaticamente para aproximadamente 50.000 BTUH, mas o equipamento real do fabricante pode não corresponder exatamente a este valor. Selecionámos uma unidade exterior Mitsubishi com uma capacidade nominal de arrefecimento de 72.000 BTUH e uma capacidade de aquecimento de 80.000 BTUH. Introduzimos a capacidade nominal bruta de refrigeração e convertemos o EER num coeficiente de desempenho, que resulta em aproximadamente 3,8. Para o aquecimento, introduzimos a capacidade nominal de aquecimento e calculamos a relação de dimensionamento da capacidade de aquecimento como 80.000 a dividir por 72.000, ou cerca de 1,11. O COP nominal de aquecimento é de aproximadamente 4,31. Outros parâmetros, como as temperaturas mínimas e máximas de funcionamento, são mantidos com os valores padrão, dado que estamos a modelar equipamentos genéricos. Observamos que este sistema não inclui recuperação de calor, pelo que deixámos esta opção desativada. Ajustámos a altura padrão da tubagem vertical para um valor mais realista de 4,57 metros (15 pés) para um edifício de um piso. Os restantes parâmetros são mantidos com os seus valores padrão. Após executarmos novamente a simulação, revemos os resultados e confirmamos que o edifício está a utilizar energia como esperado. Verificamos o ficheiro eplusout.err para garantir que não existem erros graves. Os avisos que aparecem são comuns e geralmente indicam que as curvas de desempenho padrão do EnergyPlus não se alinham perfeitamente com as condições nominais do fabricante que introduzimos. Isto é esperado quando se utilizam curvas genéricas com dados específicos de equipamentos. O EnergyPlus utiliza as condições nominais como ponto de referência, ou unidade (1), e extrapola o desempenho acima ou abaixo dessas condições utilizando curvas de desempenho. Quando as condições nominais não se alinham perfeitamente com as curvas padrão, são gerados avisos. Estes avisos são informativos e normalmente não invalidam os resultados da simulação. Sem erros graves, o modelo é considerado válido. Isto conclui a implementação de um sistema de fluxo de refrigerante variável no OpenStudio. No próximo episódio, iremos descarregar curvas de desempenho específicas do fabricante da Biblioteca de Componentes de Edifícios, instalá-las no modelo e comparar os resultados com os do equipamento genérico. É isto por hoje. Obrigado. Gosta e inscreva-se.
16. OpenStudio EnergyPlus - Noções básicas de VRF/VRV 2
Neste vídeo, vamos esclarecer alguns pontos que deixámos de abordar no episódio anterior, que discutiu como modelar um sistema VRF/VRV utilizando as curvas de desempenho genéricas do EnergyPlus.
Olá a todos. Estamos de volta. Precisamos de finalizar alguns pormenores. Algumas coisas que deixámos passar no último episódio. Uma delas é um problema importante relacionado com os sistemas VRF. Vamos dar uma vista de olhos ao sistema VRF genérico que modelámos no último episódio. Vamos analisar a unidade externa. Um pormenor que não abordámos no último episódio foram os compressores. A unidade exterior que estamos a tentar simular, utilizando as curvas de desempenho genéricas, é esta unidade da Mitsubishi. Possui apenas um compressor hermético. Vamos dar uma vista de olhos nisso. Vamos percorrer a página até à secção de compressores. O modelo genérico possui três compressores. O que estamos a tentar simular possui apenas um. Isto fará uma diferença significativa na simulação, porque o equipamento da Mitsubishi tem uma capacidade de redução de potência limitada. O equipamento genérico, se tivesse três compressores, teria uma capacidade de redução de potência significativamente maior. A parte seguinte é a relação entre o tamanho do compressor e a capacidade total do compressor. Como temos apenas um compressor, esta relação será de 1,0. Em contraste, se tivesse três compressores, um a dividir por três seria 33% (0,33). A próxima correção tem a ver com a estratégia de degelo. A estratégia genérica padrão de descongelação é o calor resistivo. Infelizmente, por algum motivo, a capacidade genérica de descongelação é basicamente de zero watts. Pode ver isso aqui. Não faz sentido nenhum. Para corrigir isto, podemos simplesmente usar o dimensionamento automático. O próximo ponto que precisamos de abordar é a grande mudança nos sistemas VRF. Isso remonta a alguns anos atrás. Vamos ver. Por onde começar? Os sistemas VRF foram introduzidos nos EUA há mais de uma década. O AHRI (American Healthcare Resources Institute) criou um padrão de classificação de desempenho para os sistemas VRF. Adaptaram o padrão das bombas de calor residenciais. Existem várias diferenças de desempenho entre as bombas de calor residenciais e os sistemas VRF. Portanto, o padrão não era apropriado para VRF. Mas utilizaram-no mesmo assim. Os sistemas VRF pareciam muito promissores. Parecia que deveriam ter um excelente desempenho. Ao longo dos anos, as pessoas começaram a perceber que os sistemas não estavam a funcionar como deveriam. Os sistemas VRF/VRV estavam a apresentar resultados muito abaixo do esperado. Pode ver vários exemplos destes testes. São sistemas que foram instalados e tiveram o seu desempenho medido neste gráfico. Esta é a linha que indica o desempenho esperado. Portanto, este era um grande problema. Outro problema: os engenheiros estavam a utilizar estas classificações de eficiência e a compará-las com outros tipos de equipamentos. Isso é algo que não se deve mesmo fazer. Simplesmente não é equivalente. As normas AHRI são concebidas para comparar laranjas com laranjas, e não para comparar laranjas com maçãs. Continuando... as pessoas estavam a compará-los com sistemas hidrónicos. A indústria dos sistemas hidrónicos começou a aperceber-se disso e protestou veementemente. Publicaram um relatório técnico discutindo o assunto, afirmando que estes sistemas VRF alegam ser capazes de atingir este desempenho. No entanto, devido à forma como a norma AHRI 1230 foi elaborada, não estão a ser testados corretamente. O erro é de cerca de 47%, o que representa uma diferença significativa. Como resultado, a AHRI reviu a sua norma e o procedimento de teste para estas classificações. Consequentemente, os sistemas VRF já não são tão eficientes como alegavam. A sua eficiência nominal não é tão boa como a originalmente prometida. Os padrões federais de eficiência foram revistos. Alguns códigos de energia foram alterados em consequência disso. Por exemplo, a Califórnia praticamente desistiu. Disseram: "Basta analisar os padrões federais de eficiência". Analisamos o código federal e fazemos comparações. Podemos observar que, para o desempenho de aquecimento, os sistemas VRF apresentaram uma quebra de eficiência de cerca de 9%. Para o arrefecimento, foi de cerca de 3%. Não chega aos 47% que a indústria dos sistemas hidrónicos alegava. Obviamente, há um enviesamento nesta estimativa. Assim, vamos ajustar este sistema genérico. Este sistema genérico foi originalmente modelado em 2010. Consequentemente, incorpora este viés. Para corrigir este viés, precisamos de alterar estes coeficientes de desempenho. Para refrigeração, a dedução é de 3%. Precisamos de a reduzir em 3%. O COP de refrigeração para este VRF/VRV genérico é de 3,8. Multiplicaremos isto por 97%. Portanto, na realidade, o COP está mais próximo de 3,686. Para o aquecimento, em 2010, o coeficiente de desempenho nominal era de 4,31. Precisamos de o reduzir em cerca de 9%. Calculámos 4,31 vezes 91%. Isto leva-nos a 3,922. Sim. Isso ajudar-nos-á a compensar essa falta de desempenho. O desempenho que realmente apresentam. Isto ajudar-nos-á a compensar o desempenho do equipamento em 2010, quando este modelo foi criado. Portanto, estes são os três itens que precisamos de ajustar. Vamos executar a simulação. Faremos uma comparação das curvas genéricas do VRF de 2010 com um sistema genérico real em 2024. A simulaçãoA simulação foi concluída com sucesso. Vamos analisar o desempenho. Temos cerca de 125.000 KBTU para a versão mais recente de 2024 (a versão com classificação atualizada). Se compararmos com a do episódio anterior, que tinha 117.000 KBTU, podemos ver que há uma diferença de desempenho. Isto é algo que deve ter em conta ao modelar sistemas VRF/VRV utilizando as curvas de desempenho genéricas do OpenStudio. No próximo episódio, iremos discutir como descarregar curvas de desempenho reais de equipamentos da biblioteca de componentes de construção. Será para este sistema Mitsubishi que estamos a discutir. Também iremos descarregar um sistema LG e fazer uma comparação lado a lado. Obrigado! Gosta e inscreva-se.
17.OpenStudio EnergyPlus - VRF/VRV Mitsubishi, LG, Daikin
Neste vídeo, iremos dar continuidade à discussão sobre a simulação de um sistema de Fluxo de Refrigerante Variável (Volume de Refrigerante Variável). Iremos descarregar dados de desempenho de equipamentos de algumas marcas (Mitsubishi, LG e Daikin) da Biblioteca de Componentes de Edifícios (BCL) e compará-los com o desempenho de objetos genéricos no EnergyPlus.
Estamos de volta e desta vez vamos modelar o sistema VRF da Mitsubishi. Primeiro, guardámos este projeto como um novo ficheiro e, em seguida, descarregámos a biblioteca da Mitsubishi na Biblioteca de Componentes de Edifícios, pesquisando por "Mitsubishi" e descarregando o ficheiro zip. Dentro do ficheiro zip, encontramos uma descrição XML, um ficheiro OSM e um PDF com notas para o modelador de energia. Copiamos os ficheiros OSM e PDF para a pasta do projeto e depois vamos às preferências e adicionamos o ficheiro OSM descarregado como biblioteca padrão. Depois disso, eliminamos o sistema VRF genérico modelado anteriormente e vamos para o separador "Biblioteca" para localizar o sistema VRF da Mitsubishi, especificamente a opção PUHY EP72, que oferece opções com e sem condutas. Analisámos as notas do PDF para compreender as convenções de nomenclatura, que incluem classificações de eficiência com e sem condutas e opções padrão versus de alta temperatura. Para simplificar e considerando o clima, escolhemos a opção de alta temperatura sem condutas. Em seguida, adicionamos as unidades terminais necessárias, como a PFY P30 e a PKFY P30, e atribuímos às zonas térmicas apropriadas. Também definimos a localização do termóstato principal e selecionamos um horário de disponibilidade constante. Após a ligação das zonas térmicas às unidades terminais, realizámos a simulação. No final, revimos o ficheiro de saída de erros, que contém vários avisos. Estes incluem avisos sobre a velocidade discreta do sistema de ventilação e avisos sobre o caudal de ar por capacidade, comuns nos sistemas VRF no EnergyPlus. Estes avisos são principalmente verificações de diretrizes e não são considerados críticos, dado que as normas AHRI não impõem limites rígidos a estes valores. Alguns avisos indicam que os limites de temperatura de funcionamento da bomba de calor VRF foram ultrapassados ou que o sistema pareceu estar a aquecer ou a arrefecer em condições de temperatura exterior invulgares. Estes problemas ocorreram durante o período de aquecimento, enquanto o EnergyPlus realizava o dimensionamento dos equipamentos e das zonas, e não durante a execução da simulação anual propriamente dita, pelo que não representam uma grande preocupação. Existe também um aviso sobre uma taxa de carga parcial da unidade terminal que excede os limites, o que foi reportado como um bug e pode ocorrer porque as unidades terminais podem exceder uma taxa de carga parcial de um. No geral, apesar destes avisos, a simulação é concluída com sucesso. Em seguida, revimos os relatórios de simulação e comparamos os resultados do sistema Mitsubishi com o sistema VRF genérico modelado anteriormente. O sistema genérico consumiu cerca de 125.000 kBTU por ano, enquanto o sistema Mitsubishi consumiu aproximadamente 118.000 kBTU, indicando um desempenho ligeiramente melhor. Comparámos também as horas não cumpridas para aquecimento e arrefecimento. As horas não cumpridas para o arrefecimento são insignificantes para ambos os sistemas, enquanto as horas não cumpridas para o aquecimento são semelhantes quando se considera o número de graus-hora não cumpridos. As horas não cumpridas ponderadas pela ocupação são mais elevadas para o sistema Mitsubishi, possivelmente devido a maiores fluxos de ar ou a fatores relacionados com o conforto, mas, no geral, o desempenho entre os dois sistemas é bastante comparável. A seguir, revimos as notas para o modelador de energia, tanto para as unidades terminais como para a unidade exterior. Para unidades com condutas, é importante verificar se as premissas de pressão estática correspondem às condições do projeto. Podem ser feitos ajustes editando o aumento de pressão de projeto do ventilador nas definições do sistema VRF. As notas adicionais abordam as considerações sobre a instalação da unidade exterior, tais como o ajuste das temperaturas exteriores mínimas e máximas no caso de a unidade ser instalada abaixo das unidades interiores, e as limitações do EnergyPlus para a modelação de determinadas características, como aquecedores de bandeja de drenagem ou recuperação de calor residual. São apresentadas diversas curvas de desempenho, comparando curvas específicas da Mitsubishi com curvas genéricas do EnergyPlus, destacando as diferenças de capacidade e eficiência em diferentes gamas de temperatura e taxas de carga parcial. Por fim, alargámos a comparação modelando sistemas VRF de outros fabricantes, incluindo a Daikin e a LG, utilizando o mesmo procedimento de download dos equipamentos da Biblioteca de Componentes de Edifícios, instalação e execução das simulações. O sistema Daikin apresenta um consumo anual de energia de cerca de 132–133 kBTU, o sistema LG de cerca de 123 kBTU, em comparação com 124 kBTU para o sistema genérico e 117 kBTU para o da Mitsubishi. O desempenho varia de acordo com o sistema e o clima, e fatores adicionais, como as horas não cumpridas, podem ser analisados para uma avaliação mais aprofundada. Este vídeo demonstra como utilizar dados de desempenho específicos do fabricante no OpenStudio e compará-los com modelos VRF genéricos. Obrigado. Gosta e subscreva o canal.
18. OpenStudio EnergyPlus - Medição de Escrita com recurso a IA
Neste vídeo, vamos utilizar a Inteligência Artificial (Claude AI) para criar uma medida personalizada no OpenStudio. Vamos utilizar o comando "Aplicar Medida Agora" para transformar o nosso modelo OpenStudio, executar a simulação e verificar os resultados. A medida criada neste tutorial está disponível na Biblioteca de Componentes de Construção aqui: https://bcl.nrel.gov/content/a1b2c3d4-e5f6-7890-abcd-ef1234567890
Muito bem, estamos de volta. Desta vez, vamos falar sobre a criação de medidas personalizadas no OpenStudio. Vamos escrever uma medida personalizada e, desta vez, vamos utilizar a IA para nos ajudar, utilizando o Claude para escrever o código. Começamos por um modelo simples de caixa de sapatos que atualmente tem um sistema de ar condicionado de telhado instalado. O nosso objetivo é substituí-lo por um sistema de bomba de calor ar-água. Para começar, excluímos o circuito de ar existente e adicionámos um sistema totalmente hidrónico, o que cria um circuito de água refrigerada e um circuito de água quente no modelo. Assim que a zona for atribuída, podemos ver que o modelo contém agora estes dois circuitos hidráulicos. Observando o circuito de água refrigerada, verificamos que este utiliza atualmente um condensador de fonte de água ligado a uma torre de refrigeração, enquanto o circuito de água quente utiliza uma caldeira de água quente simples. O que realmente queremos, no entanto, é um sistema de bomba de calor ar-água. Neste momento, o OpenStudio suporta principalmente bombas de calor água-água utilizando objetos de ajuste de equações, mas não suporta diretamente bombas de calor ar-água da mesma forma. Para modelar uma bomba de calor ar-água, precisamos de utilizar objetos de bomba de calor formulados com EIR, especificamente HeatPump:PlantLoop:EIR:Cooling e HeatPump:PlantLoop:EIR:Heating. Como isto requer a troca de vários componentes nos circuitos da fábrica, decidimos escrever uma medida personalizada para automatizar o processo. Em seguida, acedemos ao Claude e formulamos cuidadosamente um prompt para escrever a medida personalizada. O aviso especifica que a medida deve ser aplicada utilizando "Aplicar Medida Agora". Deve eliminar o circuito da central de água de condensação existente com um CoolingTower:SingleSpeed, substituir o Chiller:Electric:EIR existente por um HeatPump:PlantLoop:EIR:Cooling ar-água e modificar o circuito de água de aquecimento adicionando um HeatPump:PlantLoop:EIR:Heating ar-água em paralelo com a Boiler:HotWater existente. Pedimos também ao Claude que gere os ficheiros de medida necessários, incluindo o código Ruby da medida, um ficheiro measure.xml e um ficheiro readme.md, uma vez que os três são necessários para uma medida válida no OpenStudio. Claude conclui a tarefa e até fornece argumentos opcionais para a medida. Descarregamos todos os ficheiros gerados e colocamo-los numa nova pasta dentro do diretório My Measures, certificando-nos de que o nome da pasta corresponde ao nome da medida. De seguida, regressamos ao OpenStudio, vamos a Apply Measure Now e localizamos a nova medida, que aparece na categoria HVAC and cooling. Deixamos as entradas definidas como autosized e aplicamos a medida. As mensagens de saída indicam que o circuito do condensador foi excluído, o chiller elétrico foi substituído por uma bomba de calor ar-água e a capacidade de aquecimento foi adicionada em paralelo com a caldeira existente. A medida é executada com sucesso e aceitamos as alterações. Após a aplicação da medida, revimos a configuração atualizada do circuito da planta. Os novos componentes da bomba de calor ar-água surgem nos circuitos de água refrigerada e água quente. Existe alguma incerteza quanto à localização da bomba de calor no lado correto do circuito, dado que os esquemas de sistemas de quatro tubos posicionam normalmente as bombas de calor de refrigeração no lado da alimentação. Isto pode exigir uma verificação mais aprofundada, consultando o manual de Referência de Entrada/Saída e executando simulações de teste para identificar quaisquer erros de configuração. Por fim, executámos a simulação no EnergyPlus para verificar os resultados. O modelo é concluído sem erros graves, e apenas são apresentados avisos menores, como mensagens de programação e eficiência da bomba, que não parecem afetar o comportamento principal do sistema. Os resultados do EnergyPlus mostram que o edifício está a consumir energia como esperado, indicando que a medida provavelmente funcionou. Embora sejam recomendados testes e validações adicionais, isto demonstra como a IA — especificamente o Claude — pode ser utilizada para criar rapidamente uma medida personalizada no OpenStudio que automatiza alterações complexas no sistema. Obrigado. Gosta e inscreva-se.