Tcc Final Completo

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Projeto de uma Residência Unifamiliar automatizada -2009

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Tcc Final Completo

  1. 1. ETEC - de São Vicente AUTOMAÇÃO RESIDENCIAL Alunos Curso de Edificação Orientadora: Profª. Mariana Data Setembro / 2009
  2. 2. Trabalho de Apresentação de Curso, apresentado a Escola Técnica Estadual – ETEC, de São Vicente como requisito parcial à obtenção de nível médio de Técnico em (Edificações). Automação Residencial Alunos Edificações Daiana Lemos Davi Eduardo Aprovado por: ____________Mariana _____________ Professor orientador: __________________________ Professor: __________________________ Professor: 2
  3. 3. São Vicente, 01 de Setembro de 2009. RESUMO Este trabalho apresenta uma introdução à automação residencial e comparam dois sistemas opostos, o primeiro, uma residência padrão sem nenhuma tecnologia em automação e a segunda uma residência automatizada. O projeto foi implementado com sistemas de automatização visando à posterior economia funcionalidade e custo beneficio, analisando ambos os sistemas vendo as principais características do cliente e da automatização. Acreditando muito neste novo mercado nesta nova realidade. O trabalho a seguir também visa à desmistificação da utopia futurística e tecnológica da Automação residencial e mostra um exemplo de utilização da mesma no cotidiano de uma família de classe média que detém em sua residência sistemas simples, porém que quando implantadas tornam o dia-a-dia, mas confortável, seguro e principalmente mais econômica. Palavras-chave: Automação Residencial, Funcionalidade, Custo benefício, Economia, LEDs, Sensores. 3
  4. 4. LISTA DE QUADROS Ilustração Ilustração Ilustração 3 – Grau de controle sistema complexo...................................................................15 Ilustração 4 – Projeto de Residência com 80 m² - Base para comparação entre Famílias.......17 Ilustração 5 – Lâmpada tubular de LED Microl MLQ019......................................................23 Ilustração 6 – Foto sensor com Dimmer acoplado....................................................................24 Ilustração 7 - Sensor de Presença..............................................................................................25 Ilustração 8 - Esquema de Instalação de Aquecedor Solar.......................................................26 Ilustração 9 - Dimensionamento do Boiler...............................................................................26 Ilustração 10 - Dimensionamento da área das placas...............................................................27 Ilustração 11 - Placas coletoras.................................................................................................27 Ilustração 12 - Medidas e dimensionamento das placas coletoras............................................28 Ilustração 13 - Reservatório Térmico – Boiler.........................................................................29 4
  5. 5. Lista de Tabelas Tabela 1 – Cálculo de consumo de energia elétrica por aparelho da Família Flistones...........18 Tabela 2 - Cálculo de consumo de energia elétrica por aparelho da Família Jetsons...............20 Tabela 3 - Medidas e dimensionamento do Boiler...................................................................28 Tabela 4 - Orçamento de Materiais Utilizados no Projeto Automatizado................................29 Tabela 5 - Cronograma de Relação Custo x Benefício.............................................................30 5
  6. 6. Lista de Gráficos Gráfico 1 - Proporção de consumo de Energia Elétrica Flistones............................................19 Gráfico 2 - Proporção de consumo de Energia Elétrica Jetsons...............................................21 Gráfico 3 – Relação Custo x Benefício.....................................................................................31 6
  7. 7. LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AURESIDE: Associação Brasileira de Automação Residencial CETRELE AUTOMATION: Integradora da Aureside INTEGRADOR: profissional habilitado para a realização da automatização RFID: (Radio-Frequency IDentification) Identificação por Rádio Frequência PC: (Personal computer) Computador Pessoal PLC: (Power Line Carrier) protocolo x-10 LED: (Light Emitting Diode) Diodo Emissor de Luz 7
  8. 8. Sumário 1.1- Introdução:...................................................................................................8 1.2 - Conceito Automação:..................................................................................9 1.3 -Visão Futurística:.......................................................................................10 1.4 - Histórico da Automação Residencial:.....................................................11 1.4.1 - Automação no Brasil:.........................................................................13 1.4.2 - Breve histórico da automação residencial no Brasil e no mundo:. 13 1.4.3 - Breve Histórico da tecnologia Doméstica:........................................13 1.5 - Divisão e evolução da tecnologia por mercado:......................................14 1.5.1 - A automação pode ser divida em três ramos principais:................14 1.5.2 - Evolução da tecnologia:......................................................................14 1.6 - Graus de integração de sistemas:...........................................................15 2.1 Projeto..........................................................................................................17 2.2 Família Flinstones........................................................................................18 2.3 Família Jetsons............................................................................................20 2.4 Equipamentos Utilizados na Automação do Projeto................................22 2.4.1 Iluminação.............................................................................................22 2.4.2 Sistema de Aquecimento Solar.............................................................26 2.5 - Custo de Implantação...........................................................................29 3.1 Resultados Obtidos......................................................................................30 4.1 Conclusão.....................................................................................................32 Referências bibliográficas.................................................................................33 Anexos.................................................................................................................34 8
  9. 9. 1.1- Introdução: Este trabalho apresenta um projeto de ensaio sobre as vantagens de se ter uma casa automatizada, desenvolvido com o intuito de mostrar de forma resumida o potencial da automação residencial. O mercado da automação residencial esta em ascensão atualmente no mundo com novas tecnologias, e ainda estão por virem muitas descobertas e soluções para este ramo. O enfoque principal e adaptar o projeto e a tecnologia de acordo com as necessidades e o poder aquisitivo do cliente. Os projetos básicos de automação iniciaram-se com soluções de segurança patrimonial, porem com as exigências do mercado estão sendo capazes de interagir com outras tecnologias atingindo também outros objetivos. A automação residencial e o controle de vários sistemas integrados Ex: iluminação, ar condicionado, irrigação, persiana, home theater, segurança eletrônica, som ambiente entre outros por meio de um sistema inteligente e centralizado. Quando todos esses equipamentos estão automatizados e integrados eles passam a funcionar em conjunto através do controle remoto universal, proporcionando conforto praticidade segurança e economia, no dia a dia do cliente. O preço dos equipamentos vem se tornando acessíveis nos últimos anos principalmente por causa da nacionalização destes sistemas variando de acordo com o nível de tecnologia. A meta de um projeto de automação residencial e garantir ao usuário a possibilidade de controle e de acesso aos equipamentos instalados em sua residência, de dentro ou de fora da mesma. O ideal e que todos os aparelhos “converse entre si”, operando um em função do outro de forma conjugada, trazendo satisfação ao usuário. Mas do que seguir uma tendência a automação reduz de forma significativa as despesas com energia elétrica já que e possível utilizá-la de forma mais racional, a energia e usada apenas onde e quando e necessária, através de dispositivos para controle remoto que determinam o tempo apropriado do ar condicionado, do aquecimento do ambiente, iluminação e de outros 9
  10. 10. diversos dispositivos que eliminam os gastões desnecessários de energia. Sem contar que o cliente ganha em qualidade de vida. 1.2 - Conceito Automação: A palavra automação vem do latim (Automatus, que significa mover-se por si, e um sistema automático de controle pelo qual os mecanismos verificam seu próprio funcionamento, efetuando medições e introduzindo correções, sem a necessidade da interferência do homem.) É a atuação de dispositivos nas funções de elétrica, hidráulica e ar condicionado, permitindo o uso customizado de aparelhos elétricos e garantindo economia de energia elétrica e água Inclui o uso de equipamentos especializados que podem controlar lâmpadas, eletrodomésticos, aquecedores, ar condicionado, e perceber em que local da casa as pessoas estão. Soluções de automação residencial utilizam equipamentos micro controlados que interagem entre si através de meios de comunicação homogêneos ou heterogêneos, trocando informações e tomando decisões orientadas ao usuário para assegurar seu conforto, segurança e bem estar. Automação pode ser aplicada sobre um processo objetivando torná-lo mais eficiente, ou seja, maximizando a produção com menor consumo de energia, menor emissão de resíduos e melhores condições de segurança tanto humana e material quanto das informações inerentes ao processo. Mas há como definir automação residencial de uma forma mais simplificada: É um sistema capaz de melhorar o estilo de vida aumentando o conforto, segurança e eficiência de uma residência. Engloba iluminação entretenimento, segurança, telecomunicações, temperatura ambiente, controle de utilidades e de equipamentos diversos com a possibilidade de ser centralizado em um único sistema de controle, Explicou Pedro Hermes da Paschoa Filho, da CETRELE. Para a automação de um determinado processo, existe uma necessidade de se ter a realização de um estudo técnico (Também chamado de engenharia básica ou levantamento de Dados) que verificará todas as necessidades para o processo desejado, servindo como base para a identificação e análise da melhor estratégia do controle para a escolha dos recursos de hardware ou software necessários para aplicação. 10
  11. 11. 1.3 -Visão Futurística: Família Jetson Ilustração 1 A automação residencial e vista como uma novidade, um novo símbolo ao Status da modernidade, ela gera a principio um grande impacto pelo seu alto grau tecnológico baseado a alusão futurística causando indecisão a sua tecnologia e custo. Enfocando a realidade a Automação residencial proporciona ao ser humano conforto, praticidade, agilidade e segurança, na qual todos nós desejamos, ela já esta presente na sociedade difundida em pequenos programas em outros mais sofisticados, sem ser percebida no nosso cotidiano, e por fim ela se tornará uma necessidade vital a qualquer morador e um excelente fator de economia. Segundo José Cândido Forti, Presidente da AURESIDE (Associação Brasileira de Automação Residencial), transformar casa em confortáveis refúgios capazes de oferecer segurança e economia de custos e uma das vantagens da automação residencial. O que antes parecia ser um privilégio apenas da família Jetson, começa a se difundir nos empreendimentos residenciais, transformando o conceito de casa do futuro em casa do presente. 11
  12. 12. E uma realidade inevitável de mudança em vários setores principalmente nos projetos da construção civil nos profissionais da engenharia informática e arquitetura, que serão habilitados como Integrador de Sistemas e Tecnologia em Automação Residencial, a fim de tornar o nosso lar mais cômodo e adaptado para as nossas necessidades e satisfação de vida. 1.4 - Histórico da Automação Residencial: A Automação teve seu surgimento ainda nos primórdios da Humanidade sem uma determinada data, pois automatização e qualquer processo de dispositivo autônomo que auxilie o ser humano na suas tarefas cotidiana em todos os ramos e setores, um exemplo e a roda d’água na automatização do processo de moagem, serrarias, trituração de grão em geral. No século 18 com a revolução industrial propiciou ainda mais o crescimento da automação no mundo com o aumento da utilização de máquinas e divisão de trabalhos. No século 19 com a invenção do rádio telegrafo pelo inventor e cientista italiano Guglielmo Marconi, nascido em 1874 na cidade de Bolonha. Desde menino demonstrando interesse pela Física e Eletricidade criando o telégrafo sem fio que através de ondas poderiam transmitir mensagens para alcançar os navios cargueiros afastados da costa. Depois foi instalada uma estação em Spezia em seu país para comunicação com navios de guerra, alcançando, então, 20 quilômetros de distância. Na década de 70 foi criado o sistema X-10 PLC (Power Line Carrier) foi originalmente desenvolvido nos anos 70 na Escócia. Os primeiros produtos baseados em X-10 começaram a circular em 1979. Desde então, uma grande diversidade de produtos passou a ser despejada no mercado, abrangendo uma extensa área de aplicações. A patente original expirou em dezembro de 1997 possibilitando que vários fabricantes passassem a desenvolver e fabricar novos e mais confiáveis produtos baseados em X-10. Ele é uma linguagem de comunicação que permite que produtos compatíveis "conversem” entre si através da linha elétrica existente de 110 v. Não são necessários novos e custosos cabeamentos. Até 256 endereços são disponíveis. Se desejarmos que mais de um equipamento responda a um mesmo sinal, basta assinalar o mesmo endereço. Existe uma gama enorme de produtos x-10, de diversos fabricantes; todos eles podem ser livremente usados, juntos, pois utilizam o mesmo protocolo básico de transmissão. X-10 considerado o protocolo da automação residencial, cujos sinais para os módulos de controle trafegam na rede elétrica da casa tornando a instalação bem 12
  13. 13. simples e os módulos podem ser vendidos em supermercados e lojas de departamentos. Pela sua característica básica, a de operar pela linha elétrica existente, o sistema X-10 é recomendado para aplicações autônomas, não integradas. Uma de suas limitações é de operar apenas funções simples tipo liga/desliga e dimerização de luzes. A rede elétrica, por sua vez, pode ocasionar alguns comportamentos erráticos dos componentes, seja por duplicidade de fase, falta de energia ou descargas eletromagnéticas. Por se tratar de produtos relativamente baratos e de fácil aplicação, somos tentados a utilizar o X-10 em variadas aplicações pela casa toda, tais como liga/desliga de luzes remotas e acionamento de eletrodomésticos e portas à distância. No entanto, como sua confiabilidade é limitada, não se recomenda seu uso em aplicações criticas (ligadas à segurança doméstica, por exemplo) já que o estabelecimento de sistemas de monitoramento para avaliar o status de um equipamento X-10 acrescenta complexidade e custos elevados ao sistema. Outro empecilho para sua utilização em larga escala é sua baixa integração com os demais sistemas automatizados que utilizam cabeamentos dedicados (áudio , vídeo, alarmes, por exemplo) Isto limita seu uso pois poderia acrescentar dificuldade de manuseio para o usuário, que se veria às voltas com interfaces diferentes para cada sistema de automação. Seu maior sucesso de uso foi no setor comercial. Sendo o mercado americano o maior consumidor desta tecnologia onde já se venderam dezenas de milhões de dispositivos x-10. 13
  14. 14. Ilustração 2 Topologia da rede domiciliar através da rede elétrica [7] Na década de 80, cresce o desenvolvimento da informática pessoal PC - (Personal computer), com interfaces e operações extremamente fáceis, abrindo a possibilidade dos sistemas automação serem implantados e aperfeiçoados para este mercado. Surge então através de construtores junto com os especialistas em controles elétricos a idéia de integrar a casa com o sistema de automação que visava a criação de um sistema de monitoramento e outras varias operações dentro da casa: exemplo iluminação aquecimento refrigeração ventilação dispositivos, diversão e segurança, sendo controlados os sistemas de monitoramento e o programa da casa por meio do controle remoto, pelo telefone e pelos PCs. Estes sistemas e bem parecido com os dos prédios comerciais. Na década de 90, com a abertura do mercado de informática e de telecomunicações, surgindo o aparelho celular a possibilidade do acesso a internet com mais facilidade e outras novidades facilita-se então o caminho da tecnologia de automação no uso domestico. 1.4.1 - Automação no Brasil: A semente da Automação foi lançada em 1999 (século XX) gerando uma seqüência de atividades ligadas a Automação residencial. E em fevereiro de 2000 foi criada a Fundação da AURESIDE (associação Brasileira de Automação Residencial. Mesmo no inicio da introdução de automação no Brasil, já foram envolvidos vários profissionais como arquitetos engenheiro, construtores e projetistas que apoiaram a idéia de automação em seus projetos e buscaram informações necessárias dos sistemas e criando assim uma forte campanha de divulgação no país. Mesmo com esses resultados positivos ainda temos presentes profissionais inacessíveis a nova tecnologia e seus benefícios. Para mudar este panorama empresas brasileira estão esclarecendo, divulgando , inovando e trazendo atualizações para este mercado em ascensão. 1.4.2 - Breve histórico da automação residencial no Brasil e no mundo: • Década de 70: EUA – Módulos Inteligentes automações simples pela rede elétrica • Década de 80: Desenvolvimento da informática pessoal (PC). • Década de 90: Celular, a internet e outras novidades abrem caminha para a tecnologia de uso domestico. 14
  15. 15. 1.4.3 - Breve Histórico da tecnologia Doméstica: • 1820 – Eletricidade • 1876 – Telefone • 1940 – Televisão • 1960 – Stereo Doméstico • 1989 – Internet • 1990 – Iluminações Inteligentes • 1995 – Sistemas de Entretenimento • 1997 – Empresa SOHO - Brasil Soluções de Automação para Escritório • 2000 – Comércio Eletrônico • 2003 – Comunicações com Vídeo 1.5 - Divisão e evolução da tecnologia por mercado: Atualmente a automação esta presente em diferentes níveis de atividades do homem, desde as residências, no trânsito, através de sistemas controle de trafego e sinalização, nos edifícios comercias, processo de compra venda e transporte de bens, processos indústrias primários e secundários. 1.5.1 - A automação pode ser divida em três ramos principais: Automação Industrial – Ramo da automação onde as técnicas são aplicadas ao controle e otimização de um determinado processo industrial, como a extração de minérios, produção de madeira, produção de celulose, refino de petróleo, etc. Automação Comercial – Ramo da automação onde ocorre a aplicação de técnicas especificas na otimização de processos comerciais, geralmente utilizando-se mais software do que hardware, tais como; mercadorias por códigos de barras ou por rádio freqüência RFID, etc Automação Residencial – Aplicação das técnicas de automação para melhoria no conforto e segurança de residências e conjuntos habitacionais, tais como: Controle de acesso por biometria, porteiro e portões eletrônicos, Circuitos Fechados de Televisão (CFTV), controle de luminosidade de ambiente, controle de umidade, temperatura e ar condicionado (HVAC), etc. 1.5.2 - Evolução da tecnologia: 15
  16. 16. Cronologicamente a evolução da tecnologia no mercado da Automação se iniciou primeiramente no setor industrial, posteriormente no comercio, depois no setor predial e por fim na área residencial. Por motivos econômicos e de escala de produção os fabricantes e os prestadores de serviço num primeiro momento se voltam os segmentos que lhe propiciam maior rapidez no retorno de seus investimentos. Na década de 70 foram concebidas as aplicações de sistemas automatizados de controle especifico para a área industrial, depois de consolidada na indústria foi à vez dela iniciar no setor comercial evoluindo muito rapidamente com a informática, Exemplo a utilização freqüente dos Códigos de Barras e os Softwares de supervisão e gerenciamento muito sofisticados para as lojas de departamento, supermercados, hotéis, hospitais etc. Também no ramo comercial surgiram os chamados “Prédios Inteligentes” seus sistemas privilegiam a automatização no campo de telecomunicações ar condicionado, controle de acesso, e segurança predial. Com a presença da automatização predial também se começou a pensar em “Casa Inteligente” com maior abrangência e só então e que se percebeu que ter uma casa automatiza não e algo de um futuro distante, o mercado e diferente mais para essa adequação temos a evolução presente da microeletrônica e os muitos outros setores em evolução constante. 1.6 - Graus de integração de sistemas: Existem três graus de integração de sistemas dentro do conceito de automação residencial: • Sistema autônomo: são sistemas independentes e não há a interligação entre os dispositivos; • Sistema Integrado: todos os sistemas estão integrados a um controlador (central de automação); • Sistema Complexo: principio de funcionamento da casa inteligente, onde o sistema pose ser personalizado de acordo com a vontade do usuário. Da função mais simples a mais complexa, existe um ou mais sistemas de automação que permitem que cada ponto de uma residência seja controlado de modo inteligente, tanto individualmente quanto em conjunto com o restante do sistema por esse motivo as aplicações de automação predial permitem um projeto arquitetônico moderno, a frente daqueles que desconsideram as exigências do mundo moderno, como conforto, praticidade e segurança. 16
  17. 17. Ilustração 3 Grau de controle sistema complexo [9] Os controles autônomos controlam apenas um sistema da residência, quando há uma serie de sistemas que trabalham sem comunicação entre si o resultado e uma grande confusão operacional e se torna um grande desafio para os projetistas e instaladores de sistemas de automação. Atualmente e bem pequena a tentativa de integrar os equipamentos de fabricante diferente em nível de hardware mais em nível de software se consegue interar quase que totalmente. Uma maneira e se prever o cabeamento prévio das residências, toda a integração pode ser obtida ao final com um custo muito baixo. Os produtos modernos, embora muito às vezes mais complexo sua tecnologia para a utilização, dispõem de interfaces, mas amigáveis para que passam ser operados com certa facilidade pelo usuário A busca agora e pela integração total indiferente de produtos e tecnologia isso torna uma casa bem automatizada. 17
  18. 18. 2.1 Projeto Com o intuito de mostrar didaticamente o uso da automação e provar que sua utilização pode e deve ser implantada em residências de classe média, foram elaborados dois projetos onde se compara os gastos de uma casa sem nenhuma automação e que segue o padrão normalmente encontrado nas edificações de deste porte em relação a uma casa com a mesma estrutura familiar, mesma área e mesmos hábitos comportamentais, porém com instalações pensadas em fase de projeto para os sistemas de automação existentes. As duas famílias são constituídas por: Um homem de 35 anos Uma mulher de 35 anos Uma menina de 15 anos A.S. SALA DORMITÓRIO WC CASAL A CORREDOR DORMITÓRIO SOLTEIRO COZINHA WC Ilustração 4 – Projeto de Residência com 80 m² - Base para comparação entre Famílias 18
  19. 19. 2.2 Famílias Flistones A tabela 1, a seguir, mostra o cálculo de consumo energético de uma família sem automação e com sistemas de Iluminação e Aquecimento ultrapassados, os quais como se pode perceber não trás vantagem econômica nenhuma aos moradores, gerando desperdícios e altos gastos com energia elétrica. Iluminação Gasto mensal (R$ Potência Potência Média de Consumo Sistema de 0,337 por kWh, média Cômodo Quantidade em Watts total em Utilização em mensal em iluminação nacional de preço (W) kWh horas kWh segundo ANEEL) Lâmpada Sala incandescente 2 100 0,2 8 48 16,18 Lâmpada Cozinha incandescente 2 60 0,12 6 21,6 7,28 Lâmpada Corredor incandescente 1 100 0,1 4 12 4,04 Área de Lâmpada serviço incandescente 1 100 0,1 3 9 3,03 Dormitório Lâmpada Casal incandescente 1 100 0,1 4 12 4,04 Dormitório Lâmpada Casal incandescente 1 40 0,04 7 8,4 2,83 Dormitório Lâmpada Solteiro incandescente 1 100 0,1 8 24 8,09 Dormitório Lâmpada Solteiro incandescente 1 40 0,04 9 10,8 3,64 Lâmpada WC Social incandescente 1 60 0,06 2 3,6 1,21 19
  20. 20. Lâmpada WC Suíte incandescente 1 60 0,06 2 3,6 1,21 Total de Chuveiro e Torneira consumo R$ 51,56 Gasto mensal (R$ Potência Potência Média de Consumo Sistema de 0,337 por kWh, média Comodo Quantidade em Watts total em Utilização em mensal em iluminação nacional de preço (W) kWh horas kWh segundo ANEEL) WC Social Elétrico 1 4400 4,4 0,5 66 22,24 WC Suíte Elétrico 1 4400 4,4 1 132 44,48 Cozinha Elétrico 1 2000 2 0,12 7,2 2,43 Total de consumo R$ 69,15 Outros Aparelhos R$ 115,09 Total de Consumo R$ 235,80 Tabela 1 - Cálculo de consumo de energia elétrica por aparelho da Família Flistones 20
  21. 21. Gráfico 1 – Proporção de consumo de Energia Elétrica 2.3 Famílias Jetsons A tabela 2, a seguir mostra os gastos detalhados do consumo energético com iluminação e aquecimento de água em uma residência Automatizada de forma simples. FAMÍLIA Jetsons Iluminação Média de Média de Utilização Utilização Potência Potência (W) Potência Consumo Sistema de s/ sensor c/ sensor Gasto Cômodo Quant. (W) sem com total em mensal iluminação de de Mensal* dimerização dimerização kWh kWh presença presença Em horas Em horas Lâmpada Tubular de 2 10 20 10 0,02 8 6 4,8 LED - Sala Dimerizado Lâmpada Tubular de 2 10 20 16 0,032 6 4 5,76 LED - Cozinha Dimerizado Lâmpada Tubular de 1 10 20 20 0,02 4 3 2,4 LED - Corredor Dimerizado Lâmpada Tubular de Área de 1 10 20 8 0,008 3 2,5 0,72 LED - serviço Dimerizado Lâmpada Tubular de Dormitório 1 10 20 19 0,019 4 3 2,28 LED - Casal Dimerizado Lâmpada Tubular de Dormitório 1 5 10 10 0,01 7 7 2,1 LED - Casal Dimerizado 21
  22. 22. Lâmpada Tubular de Dormitório 1 10 20 16 0,016 8 6 3,84 LED - Solteiro Dimerizado Lâmpada Tubular de Dormitório 2 5 10 10 0,02 9 9 5,4 LED - Solteiro Dimerizado Lâmpada projetor de 1 10 20 18 0,018 2 1,5 1,08 LED - WC Social Dimerizado Lâmpada projetor de 1 10 20 18 0,018 2 2 1,08 LED - WC Suíte Dimerizado R$ Total de consumo 9,93 Chuveiro e Torneira Potência Média de Consumo Gasto Cômodo Sistema de iluminação Quantidade Potência em Watts (W) total em Utilização mensal em Mensal* kWh em horas kWh R$ Aquecimento Solar 1 0 0 0,5 0 WC Social - R$ Aquecimento Solar 1 0 0 1 0 WC Suíte - R$ Aquecimento Solar 1 0 0 0,12 0 Cozinha - Total de 0,00 consumo * R$ 0,337 por kWh, média nacional de preço segundo ANEEL Outros R$ Aparelhos 115,09 Total de R$ Consumo 125,01 Tabela 2 - Cálculo de consumo de energia elétrica por aparelho da Família Jetsons 22
  23. 23. Gráfico 2 – Proporção de consumo de Energia Elétrica 2.4 Equipamentos Utilizados na Automação do Projeto 2.4.1 Iluminação LED LED é uma fonte que produz luz por fotoluminescência. Seu nome é uma sigla da expressão inglesa Light Emitting Diod, que em português significa diodo emissor de luz. Existe um pequeno inseto que faz luz semelhante aos LEDs, ou melhor dizendo, por ordem cronológica, os LEDs é que imitam o vaga-lume, também conhecido por pirilampo. Até pouco tempo, os LEDs eram de pequena intensidade luminosa, servindo apenas como indicadores de que aparelhos estavam ligados ou desligados. Funcionavam, enfim, como sinalizadores. Com o desenvolvimento científico e tecnológico, conseguiu-se melhorar significativamente o rendimento luminoso dessa fonte de luz, passando-se a utilizá-lo também na iluminação em geral, especialmente depois de descoberta a forma de fabricar o LED branco. Atualmente os LEDs crescem em tecnologia e rendimento numa progressão geométrica, sendo utilizados em todos os campos da iluminação, inclusive em residências. Daqui pra frente, onde precisarmos iluminação poderemos usar um LED. A grande vantagem dessas minúsculas fontes de luz é sua grande economia de energia, pois consomem em média um watt e podem durar até mais de 50 mil horas. É a mais econômica fonte de luz artificial da atualidade. Por oportuno, descrevo abaixo um comparativo entre as diversas fontes de luz artificial, para melhorar a compreensão de suas vidas úteis. 23
  24. 24. Durabilidade média das fontes de luz artificial Incandescentes comuns ----------------------------- 750 a 1.000 horas Halógenas --------------------------------------------- 2.000 a 5000 horas Descargas fluorescentes -----------------------------7.500 a 18.000 horas Fluorescente de indução magnética ----------------60.000 horas Descarga de alta pressão ----------------------------10.000 a 32.000 horas LEDs Até mais de ------------------------------------50.000 horas Ilustração 5 – Lâmpada tubular de LED Philips® MLQ019 63.45 Consegue-se uma iluminação homogénea e bem distribuída. Substitui uma lâmpada fluorescente de 40W de potencia Vantagens 1º-. Aumento da resistência ao choque e vibração, porque os Ledes são soldados à superfície elétrica, em vez de ter de fazer pequenos furos com pinos. 2º-. Maior iluminação LED luz, quase duplicando a tubos de menor qualidade. 3º-. Cor translúcida e feita de um material rígido que não quebra ou danifica com as condições normais de transporte do tubo. 4º-. As bases são fabricadas em alumínio, garantindo assim um funcionamento mais estável e frio, dissipando a energia "calor" para fora do tubo. 5º Economia de 75% em relação à lâmpada fluorescente e 95% em relação à lâmpada incandescente. CARACTERISTICAS PRINCIPAIS: Lâmpadas a LEDs Contém 164 Ledes na cor branca Consumo 10W Potência de luz: 570lm Dimensões: 26x600mm Alimentação 100-230VAC 24
  25. 25. Ângulo de iluminação: 120º Estes tubos substituem as lâmpadas fluorescentes O ciclo de vida é superior a 80.000 horas. Permite dimerização Foto sensor de dimerização Ilustração 6 – Foto sensor com Dimmer acoplado Finder® Fotosensor Programável: de 1 a 9 Horas Configuração: Desligado/Ligado Sempre/Ligar por fotosensor Ciclos de 24h. Funcionamento: Conecte o foto-sensor na tomada de força 110V. Conecte o aparelho a ser utilizado (1000W / 8.3 A máximo) na parte inferior do Foto-sensor (entrada fêmea tipo 2P+T). Ideal para sistemas de iluminação com LEDs e Reatores Eletrônicos. Sua Célula fotovoltaica de alta sensibilidade permite integrar a luz artificial a luz natural, tornando-se um dimmer automático e tornando menor o consumo de energia. Reduzindo em até 40% a potência da fonte de luz artificial sem perder a iluminação adequada ao ambiente. Sensores de presença 25
  26. 26. Os sensores de Infravermelho (Sensores de Presença) são indicados para corredores, halls pequenos, médios e longos, escadarias, garagens, banheiros etc.. Desta maneira você pode economizar até 60% de energia consumida em iluminação, além do conforto e segurança que os "Sensores Finder" proporcionam. Esse tipo de equipamento evita o desperdício de energia elétrica e luzes acesas sem que ninguém esteja ocupando o ambiente Equipamento totalmente eletrônico, discreto e de fácil instalação; Baixo consumo, apenas 2 Watts, não necessita de manutenção, pois o acionamento e o desligamento é totalmente automático; • Várias potências • Uso interno ou externo • Alto rendimento luminoso Ilustração 7 - Sensor de Presença MODELO ECO-02P - Sensor de Infravermelho Características Técnicas: • Fabricante : Finder • Ângulo de visão: 110º • Alcance médio : 10m. • Instalação: Teto / Parede. • Tensão de alimentação: 100~240V automático. • Carga máxima: 500W incandescente ou 300W fluorescente • Fusível de proteção: Sim - 4A • Ajuste de tempo: Sim - 30s/60s/120s - Configuração de fábrica 30s • Ajuste de sensibilidade: Sim • Fotocélula: Sim • Dimensões: 92x51x42mm • Alcance: 10m. 26
  27. 27. 2.4.2 Sistema de Aquecimento Solar Ilustração 8 – Esquema de Instalação de Aquecedor Solar A Ilustração abaixo representa o dimensionamento do Boiler, para que atenda as necessidades diárias dos Jetsons, calculado através do site do fabricante. 27
  28. 28. Ilustração 9 – Dimensionamento do Boiler A Ilustração abaixo representa o dimensionamento da área das placas, para que atenda as necessidades diárias dos Jetsons, calculado através do site do fabricante. Ilustração 10 – Dimensionamento da área das placas Placas Coletoras – Linha MaxTech Chapa de absorção em alumínio, pintura com tinta preto fosco especial que garante maior vida útil e capacidade de aquecimento. • Chapa de absorção em alumínio; • Pintura preta fosco, especial para absorção de calor; • Vida útil prolongada; • Grande capacidade de aquecimento (mede em espessura 75mm), as demais no mercado ficam entre 35 a 55 mm ( por usar mais material, têm um rendimento muito superior; • Cobertura em vidro liso 4 mm ( única do mercado ), maior resistência contra intempéries, chuva de granizo ( as demais usam vidro de 3mm ); 28
  29. 29. • Vedação com silicone especial; • Acabamento externo em alumínio anodizado; • Tubos com em cobre. Ilustração 11 – Placas coletoras Modelo e Dimensionamento Alfa 15 A= 1500mm (placa de 1,5m) B= 1400mm C= 1000mm D= 1080mm h= 75mm 7x 4x 22mm *Medidas dimensionais. Ilustração 12 – Medidas e dimensionamento das placas coletoras Reservatório Térmico (Boiler) - Linha MaxTech • Cilindro Interno em aço inox AISI 304; 29
  30. 30. • Isolamento térmico reforçado • Capa externa com opções em alumínio, plástico, inox e aço carbono pintado. • Baixa pressão (até 4 m.c.a.) com chapa inox 0,5 a 0,8mm • Alta pressão (até 40 m.c.a.) com chapa inox 1,0 a 2,0mm • Equipado com resistência elétrica blindada • Modelo Temper Solar Volume / litros 200 300 400 500 600 800 1000 Diâmetro / mm 620 620 620 620 620 800 800 Comprimento / mm 950 1250 1680 2050 2280 1970 2340 Apoio Elétrico 220V / Watts 3000 3000 3000 3000 3000 6000 6000 Conexão / Polegadas 1" 1" 1" 1" 1" 1" 1" • *Outras medidas somente sob encomenda de 200 a 10.000L. Tabela 3 – Medidas e dimensionamento do Boiler Ilustração 13 – Reservatório Térmico - Boiler 2.5 Custos de Implantação Produto Quant Preço Fabricante Total Reservatório térmico ( boiler ) 300L BP ( baixa Maxtech pressão ) 1 R$ 1.051,60 Solar R$ 1.051,60 Coletores de 1,00 x 1,00 m / tanque interno em Maxtech aço inox, capa externa em alumínio. 3 R$ 286,84 Solar R$ 860,52 Sensores de Infravermelho (Sensores de Presença) 8 R$ 16,90 Finder R$ 135,20 Lâmpada Tubular de LED 9 R$ 115,99 Philips R$ 1.043,91 Foto sensor com Dimmer Acoplado 8 R$ 71,99 Finder R$ 575,92 Projetor LED 2 R$ 25,98 Philips R$ 51,96 Total R$ 3.719,11 Tabela 4 – Orçamento de Materiais Utilizados no Projeto Automatizado 30
  31. 31. 3.1 Resultados Obtidos Durante e Após a elaboração do projeto nota-se uma redução de 53% no Valor total da conta de energia elétrica, quando observado o consumo geral, incluindo os outros aparelhos utilizados, e sem nenhuma redução do tempo de uso dos mesmos.como podemos observar na Tabela a seguir: Valores médios de consumo Porcentagem Valor Restante Valor Pago Porcentagem Restante para para Liquidar do paga do Mês Flistones Jetsons Economia Liquidar Investimento Investimento Investimento Investimento inicial inicial Inicial inicial R$ R$ R$ R$ R$ Janeiro 235,80 125,01 110,79 3.608,32 97% 110,79 3% R$ R$ R$ R$ R$ Fevereiro 235,80 125,01 110,79 3.497,53 94% 221,58 6% R$ R$ R$ R$ R$ Março 235,80 125,01 110,79 3.386,74 91% 332,37 9% R$ R$ R$ R$ R$ Abril 235,80 125,01 110,79 3.275,95 88% 443,16 12% R$ R$ R$ R$ R$ Maio 235,80 125,01 110,79 3.165,16 85% 553,95 15% R$ R$ R$ R$ R$ Junho 235,80 125,01 110,79 3.054,37 82% 664,74 18% R$ R$ R$ R$ R$ Julho 235,80 125,01 110,79 2.943,58 79% 775,53 21% R$ R$ R$ R$ R$ Agosto 235,80 125,01 110,79 2.832,79 76% 886,32 24% R$ R$ R$ R$ R$ Setembro 235,80 125,01 110,79 2.722,00 73% 997,11 27% R$ R$ R$ R$ R$ Outubro 235,80 125,01 110,79 2.611,21 70% 1.107,90 30% R$ R$ R$ R$ R$ Novembro 235,80 125,01 110,79 2.500,42 67% 1.218,69 33% R$ R$ R$ R$ R$ Dezembro 235,80 125,01 110,79 2.389,63 64% 1.329,48 36% 31
  32. 32. R$ R$ R$ R$ R$ Janeiro 235,80 125,01 110,79 2.278,84 61% 1.440,27 39% R$ R$ R$ R$ R$ Fevereiro 235,80 125,01 110,79 2.168,05 58% 1.551,06 42% R$ R$ R$ R$ R$ Março 235,80 125,01 110,79 2.057,26 55% 1.661,85 45% R$ R$ R$ R$ R$ Abril 235,80 125,01 110,79 1.946,47 52% 1.772,64 48% R$ R$ R$ R$ R$ Maio 235,80 125,01 110,79 1.835,68 49% 1.883,43 51% R$ R$ R$ R$ R$ Junho 235,80 125,01 110,79 1.724,89 46% 1.994,22 54% R$ R$ R$ R$ R$ Julho 235,80 125,01 110,79 1.614,10 43% 2.105,01 57% R$ R$ R$ R$ R$ Agosto 235,80 125,01 110,79 1.503,31 40% 2.215,80 60% R$ R$ R$ R$ R$ Setembro 235,80 125,01 110,79 1.392,52 37% 2.326,59 63% R$ R$ R$ R$ R$ Outubro 235,80 125,01 110,79 1.281,73 34% 2.437,38 66% R$ R$ R$ R$ R$ Novembro 235,80 125,01 110,79 1.170,94 31% 2.548,17 69% R$ R$ R$ R$ R$ Dezembro 235,80 125,01 110,79 1.060,15 29% 2.658,96 71% R$ R$ R$ R$ R$ Janeiro 235,80 125,01 110,79 949,36 26% 2.769,75 74% R$ R$ R$ R$ R$ Fevereiro 235,80 125,01 110,79 838,57 23% 2.880,54 77% R$ R$ R$ R$ R$ Março 235,80 125,01 110,79 727,78 20% 2.991,33 80% R$ R$ R$ R$ R$ Abril 235,80 125,01 110,79 616,99 17% 3.102,12 83% R$ R$ R$ R$ R$ Maio 235,80 125,01 110,79 506,20 14% 3.212,91 86% R$ R$ R$ R$ R$ Junho 235,80 125,01 110,79 395,41 11% 3.323,70 89% R$ R$ R$ R$ R$ Julho 235,80 125,01 110,79 284,62 8% 3.434,49 92% R$ R$ R$ R$ R$ Agosto 235,80 125,01 110,79 173,83 5% 3.545,28 95% R$ R$ R$ R$ R$ Setembro 235,80 125,01 110,79 63,04 2% 3.656,07 98% R$ R$ R$ R$ R$ Outubro 235,80 125,01 110,79 (47,75) -1% 3.766,86 101% Tabela 5 – Cronograma de Relação Custo x Benefício Total em 34 R$ R$ meses 8.017,20 4.250,34 Como podemos ver, fica comprovado em médio prazo, 34 meses o investimento inicial é recuperado e a partir de outubro temos lucro, como mostra o gráfico 3, abaixo: 32
  33. 33. Gráfico 3 – Relação entre investimento inicial e tempo para sua liquidação 4.1 Conclusão Finda a análise do projeto apresentado, constata-se que os benefícios trazidos em conforto, praticidade, tempo e economia são visíveis quando adotamos um projeto simples de automação. Mesmo as menores residências podem ser projetadas e adaptadas a essa realidade. A idéia de “casa do futuro” deve ser deixada no passado, pois com os novos produtos tecnológicos já é necessária uma integração dos ambientes para o máximo desempenho destes. É notório que não estamos acostumados a esses tipos de projetos, ainda existem que os ache “coisa de outro planeta” ou “Luxo”, mas cabe aos profissionais da construção civil e fabricantes, a busca por conhecimento tecnológico e utilização de novas técnicas, desmistificando a visão utópica e futurística da automação residencial, como meio de abrir novos mercados, desenvolver novas técnicas, gerando novos e diferentes postos de trabalho e acima de tudo buscar na economia e na qualidade de vida o enfoque principal na hora de projetar e executar suas obras. Além disso a maior procura por esses equipamentos só os tornaram mais acessíveis e baratos, reduzindo os preços, e incentivando a criação de produtos mais modernos, e com maior abrangência de equipamentos. Não podemos esquecer de citar os benefícios que a domótica traz também aos portadores de necessidades especiais e idosos, os quais muitas vezes enfrentam problemas em seus lares para realizar tarefas que parecem simples, mas que causam um transtorno imenso a quem encontra dificuldades em, por exemplo, subir a escada para apagar uma lâmpada no pavimento superior. 33
  34. 34. Referências bibliográficas 1- http://www.aureside.org.br/ 2- http://www.cetreleautomation.com.br/quemsomos.htm 3- http://www.angelfire.com/mb/automation/ 4- HOLANDA, Aurélio Buarque de. Novo dicionário da língua portuguesa. 12a. impressão. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1975. p. 163. 5- http://www.cinezen.com.br/site/soho.htm 6- http://www.scribd.com/doc/15466554/Jose-Roberto-Muratori-Mercado-de- Automacao-Residencial-Os-Proximos-Passos 7- http://www2.ele.ufes.br/~projgrad/documentos/PG2005_2/dianecristinasouzasena.pdf 8- http://www.homedigital.com.br/automacao/oQueEAutomacao/ 9- http://www.getec.cefetmt.br/~fabiano/Automacao_H29/H29_Modulo_1.pdf 10- http://www.farolcomunitario.com.br/uberlandia_100_0046.htm 11 - http://www.radiosantigos.com/?page=pro_det&idp=262 12 - http://www.maxtechsolar.com.br/ 13 - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Iluminação – Terminologia. Rio de Janeiro, 1991. (NBR 5461) 14 - LAMBERTS, R., DUTRA, L., PEREIRA, F.O.R.. Eficiência Energética na Arquitetura. Ed. PW, 1ª ed., São Paulo, 1997. Lighting Manual Philips. Eidhoven, Janeiro 1993, 5ª ed. 15 - MOREIRA, Vinicius de Araujo. Iluminação Elétrica. 1ª ed., Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1999. 34
  35. 35. 35

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