Controlo holístico de QAI

Abstract

Nos dias que correm o aquecimento global e as alterações climatéricas que dele advêm trouxeram para o foco e para as secretárias do mais diversos governantes a problemática das fontes energéticas disponíveis e da forma como se gere a utilização de dada energia. Por esse motivo, deu-se um crescimento na procura por métodos que permitam reduções de consumo de energia, seja por eliminação de equipamentos desnecessários ou pela otimização dos indispensáveis. É no contexto deste último ponto que o propósito da presente dissertação se enquadra, na busca de uma solução de controlo holístico de qualidade de ar interior que potencie a eficiência do sistema de ventilação, traduzindo-se, idealmente, em poupanças energéticas. Ao longo da presente dissertação estudou-se a atual posição da legislação nacional e internacional no que diz respeito a obrigações de ventilação e tratamento do ar dentro de edifícios, tendo ainda sido verificada a influência que pode ser diretamente atribuída à presença de ocupantes num espaço e como se traduz o efeito que os mesmos têm neste. Mais ainda, foi explicitada a teoria de base aos sistemas de controlo e os métodos relevantes no processo em questão, tendo sido referida a história dos mesmos bem como o seu princípio de funcionamento, parâmetros requeridos, processo de afinação, etc. Posto isto, foi feita um levantamento de toda a instalação atualmente em funcionamento, descrevendo-se o facto de a mesma estar dividida em duas frações das quais apenas se estudou a fração afeta aos escritórios. Os mesmos eram servidos por uma unidade de tratamento de ar com caudal constante de 25300 m3 /h que alimentava as unidades terminais colocadas em cada escritório, sendo que esta apresentava um controlo comum utilizando sensores de temperatura e uma metodologia de controlo PID. A dissertação culmina com o estabelecimento de solução alternativa, que incorpora um controlo de modelo preditivo utilizando a concentração de dióxido de carbono e os valores reais de ocupação para estabelecer um modelo de atuação mais individualizado e flexível, sempre com a redução dos gastos energéticos em mente.

Nowadays, global warming and the climate changes that result from it have brought the issue of available energy sources and the way in which the use said energy into focus and to the tabletops of the most diverse and important government officials. For this reason, there has been a growth in the search for methods that allow energy consumption reductions, either by eliminating unnecessary equipment or by optimizing the essential ones. The purpose of this dissertation goes hand in hand with the context of this last point, in the search for a holistic control solution for indoor air quality that enhances the efficiency of the ventilation system, resulting, ideally, in energy savings. Throughout this dissertation, the current position of national and international legislation regarding ventilation and air treatment obligations inside buildings was studied, and the influence that can be directly attributed to the presence of occupants in a space and in which way they affect its characteristics. Furthermore, the basic theory of the control systems and the methods relevant to the process in question were explained, with reference to their history as well as their working principle, required parameters, tuning process, etc. Moreover, a careful examination was made of the entire system currently in operation, describing the fact that it is divided into two fractions of which only the fraction related to the offices was studied. They were serviced by an air treatment unit with a constant flow of 25,300 m3/h that fed the terminal units located in each office, which had a common control using temperature sensors and a PID control methodology. The dissertation culminates with the establishment of an alternative solution, which incorporates a predictive model control using the concentration of carbon dioxide and the real values of occupancy to establish a more individualized and flexible model of action, always with the reduction of energy costs in mind.