Componentes e Materiais de Sistemas de Ar Condicionado
7.4.1 Visão geral
Os equipamentos de ar condicionado englobam as unidades de ar condicionado (equipadas com máquina de refrigeração, com capacidade de refrigeração superior a 16,3 kW), os aparelhos de ar condicionado (equipados com máquina de refrigeração, com capacidade de refrigeração inferior a 16,3 kW) e as unidades de tratamento de ar (sem máquina de refrigeração). Eles são os componentes importantes mais utilizados do sistema de ar condicionado para ambientes limpos. Sua fabricação e seleção de materiais devem atender às características da manutenção diária: os requisitos de limpeza, desinfecção, substituição de filtros, prevenção de ferrugem, proteção contra corrosão e drenagem desobstruída diferem daqueles aplicáveis a equipamentos de ar condicionado comuns, especialmente porque esses equipamentos atendem a salas cirúrgicas limpas, onde o controle de bactérias é o objetivo principal. O principal fator que afeta a reprodução bacteriana é a possibilidade de controlar a umidade no interior do equipamento, que costuma ser a condição básica que determina a contaminação microbiana secundária interna. Portanto, deve-se dar atenção suficiente à seleção de materiais de todos os componentes.
7.4.2 Materiais e estrutura das unidades de ar condicionado para ambientes limpos
(1) As superfícies internas e os componentes embutidos das unidades de ar condicionado para ambientes limpos devem ser feitos de materiais ou camadas superficiais resistentes à corrosão por produtos químicos desinfetantes, com superfícies lisas e limpas; chapas de aço inoxidável polido ou chapas de aço coloridas são comumente utilizadas como painéis de revestimento interno.
[Referência] As propriedades das soluções desinfetantes mais utilizadas são descritas resumidamente a seguir:
① Ácido peracético. É um desinfetante de ação rápida, alta eficácia e amplo espectro, que pode eliminar rapidamente vírus, bactérias, fungos e esporos, mantendo sua função de extermínio mesmo em baixas temperaturas. É fornecido na forma de solução a 20% ou 40%. Para desinfecção do ar, utiliza-se 0,75 g/m³ da solução a 20%, aquecida e vaporizada com fogão elétrico em ambiente vedado por 1 hora, ou 8 mL/m³ da solução a 2% (equivalente a 0,16 g/m³) atomizada por pulverização elétrica, mantendo o ambiente vedado por 30 minutos em seguida.
A solução concentrada deste produto é tóxica, e as soluções de alta concentração são inflamáveis e explosivas (a solução a 20% não apresenta esse risco), portanto chamas abertas devem ser evitadas. Soluções de concentração mais elevada são fortemente corrosivas, e seus vapores são irritantes para o trato respiratório. Este produto pode corroer metais como ferro e cobre, mas seu efeito sobre aço inoxidável e alumínio não é significativo dentro dos períodos de desinfecção comuns.
② Glutaraldeído. É um excelente desinfetante de artigos de ação rápida e amplo espectro, capaz de eliminar diversos tipos de bactérias, fungos, vírus e esporos. É incolor, inodoro e não irritante, com baixa corrosividade; a matéria orgânica não afeta seu efeito esterilizante, e ele não danifica instrumentos com facilidade. É adequado para desinfetar diversos dispositivos médicos, incluindo borracha, plásticos, fibras sintéticas, vidro, couro, metais e instrumentos perfurocortantes. Devido ao seu alto preço, é utilizado apenas para desinfetar dispositivos médicos, instrumentos e endoscópios que não suportam calor, são suscetíveis à corrosão, são difíceis de esterilizar ou têm requisitos elevados de esterilidade.
③ Óxido de etileno. É um excelente desinfetante gasoso de amplo espectro, capaz de eliminar bactérias, fungos, esporos e vírus. Tem forte poder de penetração, não danifica artigos, volatiliza-se rapidamente após a desinfecção e não deixa toxicidade residual. É especialmente adequado para desinfetar diversos instrumentos de precisão, como equipamentos eletrônicos, máquinas coração-pulmão, marcapassos, rádios, câmeras, filmes, livros e documentos.
④ Clorexidina. É um pó branco, pouco solúvel em água, com baixa toxicidade e irritação, sendo relativamente segura. Pode eliminar bactérias (incluindo Pseudomonas aeruginosa) e fungos, mas é ineficaz contra bacilos tuberculosos e esporos. Para desinfecção por pulverização em enfermarias, utiliza-se solução a 0,1%, pulverizada 2 a 3 vezes por dia, por alguns minutos cada vez; os pacientes presentes na enfermaria não sentem desconforto evidente.
⑤ Solução de formaldeído (formol). A solução de formaldeído contém 36% a 40% de formaldeído e também é conhecida como formol; ela pode eliminar bactérias, vírus, fungos e esporos. Para desinfecção de instrumentos cirúrgicos, deixe-os de molho em formol a 10% por 1 a 2 horas e depois enxágue completamente com água. Como esse desinfetante é cancerígeno, o Código de Desinfecção Hospitalar do Ministério da Saúde estabelece que ele não é adequado para desinfecção do ar em salas limpas.
Existem diversos tipos de desinfetantes. Na seleção de materiais para sistemas limpos, deve-se atentar para suas propriedades; para referência, consulte o Código de Operações Técnicas Médicas e de Enfermagem.
(2) A estrutura interna dos equipamentos de ar condicionado deve ser fácil de limpar e capaz de drenar sem obstruções as águas residuais da limpeza, não devendo acumular poeira com facilidade nem permitir a proliferação de bactérias; esse é um requisito básico para realizar a manutenção e gestão diárias. Tendo em vista que, no passado, as unidades de ar condicionado utilizadas em sistemas de ar condicionado central não contavam com os sistemas de gestão necessários, e sua estrutura também não apresentava as disposições exigidas, o interior da carcaça costumava ficar muito sujo, sendo impossível entrar no interior para limpeza após operação de longo prazo. Para as unidades de ar condicionado utilizadas em salas cirúrgicas, a limpeza diária é extremamente importante, pois é um meio necessário de prevenir a contaminação secundária; no entanto, como os componentes no interior da carcaça são instalados de forma muito compacta, é muito difícil acessar o interior da carcaça para fazer a limpeza. Portanto, a estrutura deve permitir que o maior número possível de painéis das paredes frontal e traseira da carcaça seja aberto, para que uma pessoa do lado de fora possa limpar o interior diretamente. Como os painéis da carcaça podem ser removidos, não é necessário fazer portas de acesso; é suficiente fornecer janelas de observação nos painéis, e as águas residuais da limpeza também podem ser drenadas completamente pelo painel de fundo da carcaça. (3) Estanqueidade da carcaça da unidade de ar condicionado. A vedação da carcaça é uma questão importante e também antiga; ela é causada pelo envelhecimento dos materiais de vedação ou por uma estrutura inadequada da carcaça e, em alguns casos, por motivos como baixa elasticidade das juntas de vedação, folgas nas uniões sobrepostas ou maçanetas de porta soltas. Independentemente da causa, em casos graves a taxa de vazamento de ar pode chegar a 20%~30%, o que provoca desperdício de uma grande quantidade de energia e pode até resultar em suprimento insuficiente de ar interno, causando redução do grau de limpeza do ambiente. O principal motivo ainda é a baixa qualidade da unidade de ar condicionado e a falta de atenção à qualidade durante a instalação; portanto, no momento do pedido, devem ser especificados os requisitos de índice para a taxa de vazamento de ar. De acordo com a composição das seções de trabalho da unidade de ar condicionado, a seção de pressão positiva deve incluir a seção de retorno de ar (ar fresco), seção do ventilador, seção equalizadora de fluxo, seção de filtragem de média eficiência, seção de resfriamento de superfície, seção de aquecimento, seção de umidificação, seção intermediária e seção de saída de ar, com selante aplicado nas juntas; sua resistência total é de cerca de 300Pa, a pressão residual fora da unidade para o filtro de alta eficiência é de 500Pa, e a resistência dos componentes do duto é de 200Pa. Portanto, ao testar a taxa de vazamento de ar do ar condicionado, a pressão estática dentro da carcaça deve ser preferencialmente de 1000Pa, enquanto a resistência da seção de pressão negativa da carcaça é relativamente pequena. Para conveniência do teste, aplica-se um método de pressurização unificado à carcaça durante o ensaio, mantendo a pressão estática dentro da unidade em 1000Pa. Se a qualidade de fabricação for boa e as juntas estiverem vedadas, e o teste da taxa de vazamento de ar for realizado na unidade de ar condicionado, todas as unidades protótipo atendem ao padrão de taxa de vazamento de ar para salas cirúrgicas com grau de limpeza superior à Classe 1000, ou seja, uma taxa de vazamento de ar inferior a 1%; para salas cirúrgicas com grau de limpeza inferior à Classe 1000, a taxa de vazamento de ar da carcaça não deve ser superior a 2%.
7.4.3 Componentes da Unidade de Ar Condicionado
(1) Saída de drenagem de condensado. A saída de drenagem de condensado do resfriador de superfície deve estar equipada com um dispositivo capaz de impedir automaticamente a sifonagem reversa e descarregar o condensado sem problemas sob pressão negativa; isso é muito importante para evitar a inalação de ar contaminado proveniente das tubulações de drenagem.
【Referência】 Em condições de operação no verão, o tubo de um selo hídrico comum contém condensado; em condições de operação no inverno, ele se torna um selo hídrico seco, ou seja, não há água armazenada. Se a unidade de ar condicionado estiver operando sob pressão negativa, o ar contaminado na abertura da tubulação de drenagem pode ser facilmente aspirado através da saída de drenagem de condensado e entrar diretamente no sistema de ar condicionado juntamente com o ar de insuflamento. O antigo documento 《Medidas Técnicas para Limpeza do Ar》 chegou a estipular que uma válvula fosse instalada no tubo de drenagem de condensado; em condições de operação no inverno a válvula é mantida na posição fechada, mas durante a operação nas estações de transição o condensado aparece e desaparece intermitentemente, tornando essa válvula muito difícil de operar. No final da década de 1980 surgiu um dispositivo auxiliar de vedação a ar, que usava a pressão positiva na saída do ventilador para conduzir um pequeno tubo até a saída de drenagem da bandeja coletora de condensado; quando não havia água no selo hídrico, a saída de drenagem ficava em estado de ar com pressão positiva. Mais tarde, no início da década de 1990, surgiu outro tipo denominado selo hídrico tipo pulso (Figura 7.7), que usava uma boia para vedar a saída do selo hídrico: durante a drenagem, o nível da água subia a uma determinada altura e a boia subia para permitir a drenagem; quando não havia drenagem, a boia assentava na sede da válvula para fechar o selo hídrico; no entanto, a altura do selo hídrico deve corresponder ao valor da pressão estática da unidade de ar condicionado. Se a unidade de ar condicionado estiver fornecendo ar sob pressão positiva, basta vedar a saída de drenagem, mas a flutuabilidade da boia deve corresponder ao valor da pressão positiva dentro da carcaça.
(2) Devem ser previstas conexões para manômetros diferenciais antes e depois de cada estágio de filtragem de ar. A vida útil dos filtros de ar de cada estágio está amplamente relacionada à concentração de poeira atmosférica. E o fil-
Figura 7.7 Selo hídrico tipo pulso A capacidade de retenção de poeira de um filtro tem um valor definido. Quando a capacidade de retenção de poeira especificada é atingida, o filtro alcança seu valor de resistência final, ponto em que a capacidade de passagem de ar do filtro começa a diminuir. Normalmente, quando a resistência final atinge um determinado múltiplo da resistência inicial, o filtro deve ser substituído por um novo.
【Referência】 Os manômetros diferenciais são produzidos por muitos fabricantes de instrumentos, e seus modelos de produtos variam. Eles podem ser amplamente divididos em duas categorias principais: o tipo indicador e o tipo indicador com alarme. A Figura 7.8 mostra o estilo de um manômetro diferencial tipo indicador de coluna líquida.
Sem suporte Com suporte
Figura 7.8 Manômetro diferencial de coluna líquida (tipo Mark-Ⅱ)
Cada seção de filtro deve estar equipada com um instrumento de monitoramento de resistência, para que a resistência final do filtro seja indicada por um instrumento, em vez de depender da percepção do operador. Também pode ser utilizado um interruptor de pressão diferencial para emitir um sinal de aviso quando a resistência final for atingida. As faixas de valores recomendados para a resistência final dos filtros são apresentadas na Tabela 7.20.
Tabela 7.20 Faixas de valores para resistência final de filtros
| Classe de eficiência do filtro | Resistência final recomendada/Pa |
|---|---|
| Grosso (equivalente ao G3 estrangeiro) | 100~150 |
| (equivalente ao G4 estrangeiro) | 100~160 |
| Eficiência média (equivalente às classes estrangeiras F5~F6) | 140~180 |
| Eficiência médio-alta (equivalente às classes estrangeiras F7~F8) | 150~200 |
| Eficiência subalta (equivalente às classes estrangeiras F9~F11) | 150~200 |
| Eficiência alta (excluindo eficiência ultra-alta) | 300~400 |
(3) Resfriador. O resfriamento por água pulverizada não deve ser utilizado em unidades de ar condicionado. Quando for empregado um resfriador de superfície, a velocidade do ar na seção onde a serpentina está localizada não deve exceder 2m/s; caso contrário, dispositivos eliminadores de água devem ser instalados.
No método de resfriamento por água pulverizada, como a água de pulverização é recirculada e permanece em contato com o ar por longo período, além de a água de pulverização apresentar alta eficiência de remoção de poeira, uma grande quantidade de poeira e bactérias do ar se dissolve na água. A qualidade dessa água é muito precária; em especial, o teor bacteriano na água é muito elevado e as espécies bacterianas são bastante diversificadas. Portanto, esse método não deve ser utilizado. Por outro lado, quando for utilizado um resfriador de superfície, a velocidade do ar através da serpentina deve ser mantida abaixo de 1,8~2m/s. Se a velocidade do ar for muito alta, ela arrastará as gotas de condensado da superfície do resfriador; essas gotas serão interceptadas por componentes como dutos de ar posicionados na seção de pressão positiva, gerando reevaporação, o que afetará diretamente o controle da umidade relativa na sala de cirurgia. Se os componentes permanecerem em estado úmido por longo tempo, também é provável que apareça mofo. Além disso, quando a unidade para de funcionar, não é fácil secá-la por sopragem em curto intervalo, o que também oferece condições favoráveis para a reprodução bacteriana. A desvantagem dessa configuração é que a seção transversal da unidade de ar condicionado fica ligeiramente maior, com seu comprimento lateral aumentado em cerca de 10%. Se for adotada uma velocidade de face mais alta, para evitar o arraste de água, um eliminador de água deve ser adicionado após o resfriador de superfície, mas isso também aumenta o comprimento da unidade de ar condicionado, e o próprio eliminador de água traz diversos inconvenientes para os trabalhos de limpeza.
(4) Umidificador. O umidificador da unidade de ar condicionado deve preferencialmente ser um umidificador a vapor seco, e a qualidade da água do vapor utilizado para umidificação deve atender à norma de água potável amaciada, para evitar que íons de cálcio e magnésio na água precipitem e formem pó branco. Existem diversos tipos e modelos de umidificadores, e uma seleção criteriosa deve ser feita.
【Referência】 Umidificador a vapor seco. Ele é composto por uma câmara de secagem e um tubo de pulverização. O vapor fornecido pela casa de caldeiras passa por uma válvula redutora de pressão e uma válvula reguladora …válvula de estrangulamento, válvula solenoide de vapor, manômetro, etc., e entra na câmara de secagem. O vapor é despressurizado na parede da cavidade do tubo de pulverização por meio de estrangulamentos e expansões repetidos com desidratação, tornando-se vapor seco quase em pressão atmosférica, e então é conduzido ao tubo de pulverização. Se a unidade de tratamento de ar não tiver uma seção vazia suficiente para a umidificação e o ar não contar com distância suficiente para absorver a umidade, o vapor pulverizado não será totalmente absorvido. Portanto, deve haver distância suficiente entre o umidificador e a seção de equipamentos de ar condicionado subsequente; geralmente é exigido um espaçamento superior a 700. Para os sistemas de ar condicionado de purificação de salas limpas das Classes Ⅰ–Ⅲ, a umidade relativa do ar no sistema antes do filtro de alta eficiência não deve ser superior a 75%. O esquema de um umidificador a vapor seco instalado na unidade de tratamento de ar é apresentado na Figura 7.9, e sua tubulação é apresentada na Figura 7.10. A válvula solenoide deve ficar intertravada com o sensor de umidade e o ventilador.
Figura 7.9 Umidificador a vapor instalado na unidade de tratamento de ar
- Tubo de pulverização de umidificação 2. Câmara de secagem do umidificador 3. Carcaça da unidade de tratamento de ar
Figura 7.10 Tubulação do umidificador a vapor seco
- Válvula solenoide de vapor (intertravada com o ventilador) 2. Filtro 3. Manômetro de alta pressão 4. Redutor de pressão 5. Manômetro de baixa pressão 6. Válvula reguladora 7. Válvula reguladora de trabalho 8. Tubo de pulverização de umidificação 9. Umidificador 10. Purgador de vapor 11. Manômetro de pressão de trabalho [Referência] Umidificador de filme úmido. Em um umidificador de filme úmido, a água estéril — obtida a partir do amaciamento prévio da água — é pressurizada por uma bomba e conduzida ao tubo de distribuição superior do umidificador de filme úmido. Sob o efeito da gravidade, a água flui pelo filme úmido até a bandeja coletora e é drenada; essa água não deve ser recirculada para reutilização, pois a superfície do filme úmido pode ser severamente contaminada por poeira e bactérias. Como a água amaciada estéril é descarregada continuamente, o custo operacional rotineiro é relativamente alto, mas o equipamento não fica restrito à condição de fornecimento de vapor do hospital. Sua configuração é apresentada na Figura 7.11. Quando a umidificação não estiver em andamento ou o sistema for parado, o ar condicionado deve estender seu funcionamento para secar o umidificador por sopragem, de forma a evitar o crescimento bacteriano.
Figura 7.11 Configuração do umidificador de filme úmido
- Manômetro 2. Válvula solenoide 3. Umidificador de filme úmido 4. Resfriador de superfície e aquecedor
[Referência] Umidificador de eletrodo. O umidificador de eletrodo é um tipo de umidificador comumente utilizado. No entanto, como ele usa eletricidade para ferver a água e produzir vapor, seu consumo de energia é relativamente elevado, e o próprio umidificador também tem custo mais alto, exigindo um investimento maior. Ainda assim, ele apresenta boa flexibilidade e atende bem a situações em que não há fonte de vapor, além de a qualidade do vapor ser relativamente boa. Quando a dureza da água local for muito alta, a água bruta deve passar por tratamento específico. Seu princípio de funcionamento é apresentado na Figura 7.12. Princípio de funcionamento do umidificador de eletrodos: Quando a água contém quantidades vestigiais de sais, ela se torna um condutor elétrico. Quando a água com condutividade de 125–1 250 μs/cm entra no umidificador de eletrodos, o computador pode medir a condutividade da água. Quando o nível da água submerge os eletrodos dentro do umidificador, os eletrodos formam um circuito de corrente através da água, aquecendo-a até que ela ferva e produza vapor, e a saída de vapor é controlada por meio do nível da água e da magnitude da condutividade.
Após a partida do umidificador de eletrodos, o controlador computadorizado abre primeiro a válvula de entrada de água 8, e a água passa pela caixa de entrada de água 6 (neste ponto, o computador pode medir a condutividade da água que entra) para a parte inferior do umidificador. O nível da água sobe gradualmente até os eletrodos, e os eletrodos formam um circuito de corrente através da água e a aquecem até que ela ferva. Quanto mais alto o nível da água subir, maior será a corrente que flui através dos eletrodos; quando ele atinge o ponto mais alto, o controlador computadorizado detecta o sinal de nível máximo de água através do eletrodo de detecção de nível alto de água 1 e fecha a válvula de entrada de água 8. À medida que o vapor é fornecido continuamente, o nível da água no umidificador 3 continua caindo, e o controlador computadorizado 2 abrirá a válvula de entrada 8 novamente para reabastecer água fresca, de modo a atender ao requisito de capacidade de umidificação. Quando o teor de sais no umidificador 3 continua aumentando e a condutividade da água se torna muito alta, o controlador computadorizado abrirá automaticamente a válvula de drenagem 4 para descarregar parte da água e das impurezas, mantendo assim a umidificação em um estado de funcionamento estável. Quando a unidade de ar condicionado é desligada, a válvula solenoide de esvaziamento intertravada 5 abre para drenar completamente a água restante no umidificador, de modo a evitar o crescimento de bactérias na água residual. Na próxima partida, a água fresca entrará novamente.
Existem muitos tipos de umidificadores. Por exemplo, o umidificador de pulverização de alta pressão tem uma capacidade de umidificação muito grande e é adequado para umidificar grandes espaços; o umidificador de filme úmido montado em duto é adequado para uso onde há uma seção reta de duto relativamente longa e uma capacidade de umidificação relativamente pequena; o umidificador centrífugo é geralmente instalado de forma exposta com várias unidades em paralelo para fornecer umidificação para grandes espaços, mas não tem requisitos especiais de qualidade da água; o umidificador ultrassônico é geralmente instalado com várias unidades em paralelo dentro de unidades de ar condicionado relativamente grandes
Figura 7.12 Princípio de Funcionamento do Umidificador de Eletrodos
- Eletrodo de detecção de nível alto de água 2. Placa de controle computadorizada 3. Umidificador de eletrodos
- Válvula de drenagem 5. Válvula solenoide de esvaziamento (intertravada com o ventilador do ar condicionado)
- Caixa de entrada de água com eletrodo de medição de condutividade 7. Tubo de transbordamento 8. Válvula de entrada de água
para umidificação, eles têm requisitos relativamente altos de qualidade da água. Esses umidificadores geralmente não são usados em locais com requisitos de purificação muito altos, como departamentos cirúrgicos, portanto não serão apresentados mais detalhes aqui.
Quando a fonte de vapor de umidificação é restrita por várias condições e outras fontes de calor estão disponíveis, devem ser consideradas instalações que utilizam vapor secundário. O vapor secundário utiliza outras fontes de calor e, através de um pequeno trocador de calor, aquece indiretamente um meio que atende às condições de serviço, elevando a água purificada ao seu ponto de ebulição para que ela se torne vapor para umidificação; sua fonte de calor pode ser energia primária, como vapor primário inadequado para uso direto, água quente de alta temperatura ou eletricidade.
(5) Silenciadores. Em um ambiente limpo, todos os tipos de ruído devem ser controlados efetivamente, o que inclui dois aspectos principais: a transmissão sonora aérea e a transmissão sonora por sólidos. O equipamento de ar condicionado é uma fonte sonora em ambos os aspectos acima, enquanto a Norma estabelece que o limite superior do nível de ruído é de 50~52dB(A). Quanto aos silenciadores, é estipulado em termos de materiais que eles devem ser resistentes à corrosão, não gerarem poeira, não serem propensos à aderência de poeira, não serem higroscópicos e não serem feitos de materiais de madeira, e é exigido que seu material de enchimento não utilize fibra de vidro ou seus produtos.
[Referência] Os silenciadores comumente usados em salas de cirurgia limpas incluem silenciadores de impedância composta fabricados nas dimensões do atlas de desenhos padrão T701-6, cotovelos silenciadores, silenciadores de placa dobrada, silenciadores tubulares e silenciadores de painel microperfurado, etc. Quando o silenciador de painel microperfurado é comparado ao silenciador de impedância composta com a mesma quantidade de atenuação de ruído, o silenciador de painel microperfurado tem o dobro do comprimento, sua seção transversal externa também é um pouco maior, sua posição de espaço de instalação é relativamente difícil, e ele deve ser feito de chapa de alumínio ou aço inoxidável. [Referência] O silencioso de painel microperfurado pertence ao tipo sem material de enchimento; seu desempenho de absorção sonora é bom em uma ampla faixa de frequência. Em termos de construção, ele pode ser dividido em dois tipos: o silencioso retangular estreito e o silencioso tipo fluxo sonoro. Para o silencioso microperfurado retangular estreito, quando a velocidade do fluxo é inferior a 20m/s, o fluxo de ar tem pouca influência no desempenho de atenuação do silencioso e a perda de carga pode ser desprezada; para o silencioso tipo fluxo sonoro, em velocidades de fluxo inferiores a 15m/s, tanto o desempenho de atenuação quanto o desempenho aerodinâmico são bons. A atenuação de ruído de um silencioso diminui à medida que a perda de carga aumenta. Como o silencioso de painel microperfurado tem um coeficiente de atrito muito pequeno, desde que se dê atenção à geometria da passagem e se minimize a resistência localizada, é possível obter um silencioso de painel microperfurado com baixa perda de carga, baixo ruído regenerado, alta velocidade de fluxo e pequenas dimensões externas.
Em termos de estrutura absorvente sonora, ele pode ser ainda dividido em dois tipos: painel microperfurado de camada única e painel microperfurado de dupla camada, sendo o segundo melhor.
[Referência] Existem também muitos tipos de cotovelos silenciadores. O cotovelo silenciador de painel microperfurado é um novo tipo de cotovelo silenciador; trata-se de um atenuador sonoro sem enchimento que elimina os materiais absorventes sonoros resistivos e utiliza painéis microperfurados como elementos absorventes sonoros. Como a densidade das microperfurações é alta e os furos são muito finos, ele apresenta, portanto, uma resistência acústica muito elevada. Medições mostram que ele apresenta excelente desempenho em termos de coeficiente de absorção sonora e faixa de frequência de absorção sonora. Na prática de engenharia, são comumente utilizadas duas camadas de painéis microperfurados com diferentes taxas de perfuração e duas camadas de ar de diferentes espessuras para ampliar a faixa de frequência de absorção sonora.
Características: excelente efeito de silenciamento, ampla faixa de frequência, particularmente eficaz em médias e baixas frequências, baixa resistência ao fluxo de ar e baixo ruído regenerado.
Aplicações: adequado para uso em projetos de ar condicionado e ventilação em ambientes especiais, como condições de baixa temperatura, alta temperatura, fluxo de ar de alta velocidade e ultralimpas.
A aparência é apresentada na Figura 7.13.
Figura 7.13 Desenho do formato externo do cotovelo silenciador de painel microperfurado
Existem dois modelos: um é o cotovelo silenciador de painel microperfurado de cavidade única, cuja faixa de frequência de silenciamento é predominada por médias frequências; o outro é o cotovelo silenciador de painel microperfurado de dupla cavidade, que tem uma faixa de frequência de silenciamento ainda mais ampla e excelente desempenho em médias e baixas frequências.
O desempenho de silenciamento do cotovelo silenciador de painel microperfurado é apresentado na Tabela 7.21. Tipo Ⅰ: $B \leqslant 500\mathrm{mm}$; Tipo Ⅱ: $500\mathrm{mm} < B \leqslant 100\mathrm{mm}$ (com palhetas direcionadoras)
Tabela 7.21 Desempenho do cotovelo de painel microperfurado
| Modelo | Velocidade do ar/(m/s) | Perda de carga/Pa | Diferença de nível sonoro 125 | Diferença de nível sonoro 250 | Diferença de nível sonoro 500 | Diferença de nível sonoro 1K | Diferença de nível sonoro 2K | Diferença de nível sonoro 4K | Diferença de nível sonoro 8K | Diferença de nível sonoro A |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| VKW-Ⅰ (cavidade única) | 5 | 24 | 3 | 9 | 13 | 15 | 12 | 7 | 4 | 10 |
| VKW-Ⅰ (cavidade única) | 10 | 36 | 4 | 9 | 14 | 17 | 12 | 9 | 6 | 12 |
| VKW-Ⅰ (cavidade única) | 15 | 72 | 4 | 10 | 13 | 14 | 13 | 9 | 7 | 13 |
| VKW-Ⅰ (cavidade única) | 20 | 35 | 5 | 12 | 12 | 13 | 14 | 12 | 10 | 14 |
| VKW-Ⅱ (dupla cavidade) | 5 | 25 | 8 | 12 | 13 | 14 | 10 | 8 | 5 | 10 |
| VKW-Ⅱ (dupla cavidade) | 10 | 40 | 7 | 13 | 15 | 15 | 12 | 9 | 6 | 11 |
| VKW-Ⅱ (dupla cavidade) | 15 | 82 | 7 | 10 | 15 | 16 | 13 | 10 | 6 | 11 |
| VKW-Ⅱ (dupla cavidade) | 20 | 128 | 6 | 14 | 16 | 15 | 13 | 12 | 7 | 13 |
As dimensões gerais são apresentadas na Figura 7.13, onde as dimensões $A \times B$ são determinadas de acordo com o flange do duto. Quando dois ou mais cotovelos silenciadores são utilizados em sucessão, testes comprovam que somente quando o espaçamento de conexão entre os dois cotovelos é $L \geqslant 2.5x$ ($x$ sendo o comprimento diagonal da seção transversal da saída de ar) o efeito de silenciamento de dois cotovelos silenciadores pode ser alcançado; quando $L < 2.5x$, devido à interação entre os próprios cotovelos, o efeito de silenciamento é de 1,2 a 1,5 vezes maior que o de um cotovelo único. Portanto, ao utilizar cotovelos silenciadores contínuos, a distância de conexão deve ser aumentada o máximo possível para garantir o efeito de silenciamento.
(6) Almofada de isolamento de vibração
【Referência】 O isolamento de vibração das unidades de ar condicionado é um meio importante de prevenir a transmissão sonora por via estrutural; adota medidas para interromper e suprimir a transmissão da fonte de vibração para Evitar a transmissão de vibrações para o exterior, com o objetivo de impedir que a vibração da unidade de ar condicionado afete o ambiente, enquadra-se na categoria de isolamento ativo de vibrações. Para os ventiladores no interior da unidade de ar condicionado, os fabricantes geralmente já instalam suportes de amortecimento e isolamento de vibrações nas suas bases fixas; os ventiladores pequenos utilizam frequentemente isoladores de vibrações com amortecimento de fio de aço, enquanto os ventiladores ligeiramente maiores utilizam isoladores de vibrações de borracha por cisalhamento do tipo JG. Como a transmissibilidade e a taxa de isolamento de vibrações estão relacionadas reciprocamente em termos percentuais, mesmo que existam isoladores de vibrações instalados sob os ventiladores, 20% a 30% da força de vibração continua a ser transmitida à fundação ou à laje; por conseguinte, é necessário efetuar um tratamento adicional de amortecimento de vibrações sob a base da unidade de ar condicionado. Especialmente quando a unidade já funciona há algum tempo e os rolamentos começam gradualmente a ficar com falta de óleo, essa vibração acentua-se significativamente, tornando esses recursos de isolamento ainda mais necessários. As almofadas de isolamento de vibrações do tipo SD são geralmente selecionadas; além de serem relativamente económicas e tolerantes quanto ao desvio do centro de gravidade, apresentam bom desempenho de amortecimento e são fáceis de instalar. Na sua seleção, devem ser realizados cálculos de dimensionamento, sendo geralmente adequadas 2 a 3 camadas; uma única camada de almofada de isolamento de vibrações frequentemente não consegue obter o efeito de amortecimento pretendido. É preferível prever 6 a 8 pontos de apoio para cada unidade de ar condicionado; a instalação é apresentada na Figura 7.14.
Figura 7.14 Instalação de almofadas de isolamento de vibrações na unidade de ar condicionado