AULA 4

2. Cálculo da demanda para residências individuais (casas e apartamentos)

O que é o cálculo da demanda?

O cálculo da demanda é uma estimativa do consumo de energia feita sobre a previsão de cargas de cargas (iluminação, tomadas de uso geral e tomadas de uso específico) da edificação.

Esse cálculo é de total responsabilidade do autor do projeto e tem duas finalidades:

A. Permitir que a concessionária dimensione corretamente a sua rede de distribuição de energia elétrica e dessa forma possa garantir o fornecimento adequado de energia elétrica nas unidades consumidoras.

B. Permitir o correto dimensionamento dos condutores de alimentação do quadro de distribuição de luz e força.

Para fazer esse cálculo utilizamos a tabela de fator de demanda. Essa tabela foi montada tendo como base uma estatística de uso. Quanto maior a previsão de cargas de iluminação e de tomadas de uso geral, menor será o fator de demanda.

Vamos entender melhor isso. Como em uma instalação dificilmente iremos utilizar todos os pontos de iluminação e todas as tomadas de uso geral ao mesmo tempo, iremos calcular a demanda.

Se em uma pequena casa só existisse um ponto de luz no teto e uma tomada de uso geral, qual seria a probabilidade de usar esses dois pontos ao mesmo tempo? 100%!

Reparem a lógica na tabela: em uma edificação pequena onde a soma das potências de iluminação e de tomada de uso geral não ultrapassa a 1 kw, a probabilidade de que todos os pontos funcionem ao mesmo tempo é de 86 %. Cuidado: as tomadas de uso específico não entram no cálculo do fator de demanda. A probabilidade de uso desses pontos sempre é de 100%.

O fator de demanda FD = (potência utilizada / potência instalada) x 100

A partir do fator de demanda podemos calcular a potência de alimentação, ou seja, a potência que será utilizada para dimensionar os cabos de entrada da edificação.

Portanto, a potência de alimentação pode ser expressa pela fórmula:

Palim = (Pot. Iluminação + Pot. T.U.G.) g + Potência das T.U.E.

A aplicação do fator de demanda no entanto não é direta, ela deve ser feita por faixas

 

2.1. Exemplo de cálculo da Potência do Alimentador (Palim)

Vamos utilizar o exemplo da aula passada

Em um apartamento temos as seguintes potências calculadas:

1. Potência de iluminação: 520 VA

2. Potência de tomada de uso geral: 4.000 VA

3. Potência de tomada de uso específico: 1.200 W

Calcular a potência do alimentador (Palim)

 

2.1.1. Unidades de Potência

Reparem que algumas potências estão em VA (volt-ampere) e outras estão em W (watts). As potências de iluminação e de tomada de uso geral estão em VA e as de uso específico em Watts.

Numericamente 1 VA equivale a 1 W, embora essas potências signifiquem coisas bem diferentes.

Alguns equipamentos que utilizamos em nossas casas têm a potência indicada em Watts como uma lâmpada incandescente (60 W) ou um chuveiro elétrico (5.400 W) e outros têm a potência indicada em Volt-ampere como os liquidificadores (500 VA) ou máquinas de lavar roupa (750 VA).

Mas qual é a diferença entre eles?

Uma lâmpada incandescente de 60 W quando ligada na tomada irá consumir 60 watts de energia elétrica. Toda a potência será transformada em energia luminosa e calor. Isso ocorre em todos os equipamentos que possuem resistência elétrica. Os circuitos que possuem equipamentos resistivos são então chamados Circuitos resistivos

Já um liquidificador tem motor elétrico e qualquer motor elétrico necessita manipular uma quantidade maior de energia elétrica além da necessária que será utilizada para se transformar em energia mecânica. Essa energia a mais é utilizada para criar um campo eletromagnético necessário para o seu funcionamento.

Por exemplo, ao consultar o manual de uma máquina de lavar obtemos a informação que o seu motor manipula 1.500 VA e consome 1384 W.

Volt-ampere indica a quantidade de energia que é manipulada pelo aparelho a cada segundo do seu funcionamento.

Watt indica a quantidade de energia que é transformada efetivamente em trabalho mecânico, térmico ou luminoso, qualquer que seja a aplicação.

A razão entre a potência elétrica consumida (medida em W) e a necessária (medida em VA) determina uma medida de eficiência do aparelho e é chamada de fator de potência. Portanto o fator de potência da máquina em questão é de 92%, pois:

O fator de potência ocorre em todos os circuitos que possuem motores elétricos, chamados de Circuitos Indutivos e nos circuitos que possuem equipamentos eletrônicos (com capacitores) chamados de Circuitos Capacitivos

 

2.1.2. Entenda o fator de potência

Como já foi dito, alguns aparelhos, tais como os que possuem motores, necessitam manipular mais energia do que a necessária para produzir trabalho mecânico.

A energia que realmente produz trabalho é chamada de energia ativa e é medida em Watts.

A energia necessária para gerar o campo eletromagnético responsável pelo funcionamento dos motores não realiza trabalho efetivo e é chamada de energia reativa, medida em VAr

A composição dessas duas duas formas de energia resulta na chamada energia aparente ou energia total, medida em VA

fonte: Copel - Companhia Paranaense de Energia - www.copel.com

Surge então a relação entre a energia ativa e a energia total chamada de fator de potência ou cos ph (phi ou fi).

Quando toda a energia elétrica é transformada em energia ativa, o cos ph é igual a 1, portanto 1 VA = 1 W. Isso ocorre em circuitos resistivos

Quando existe energia reativa em circuitos indutivos ou em circuitos capacitivos, hoje o cos ph é igual a 0,92, portanto 1 VA = 0,92 W.

Para efeito de dimensionamento teríamos que transformar as potências totais medidas em VA em potência ativa medida em Watts. Mas alguns autores e concessionárias utilizam a relação 1=1. No próprio programa da Eletropaulo os valores podem ser lançados em VA ou em W.

 

2.1.3. Cálculo:

Palim = (Pot. Iluminação + Pot. T.U.G.) g + Potência das T.U.E.

Palim = (520 + 4.000) g + 1.200

Palim = 4.520g + 1.200

Palim = [860 + 750 + 660 + 590 + (520. 0,52)] + 1.200

Palim = 3.130,4 + 1.200

Palim = 4.330,4 W = 4.3 kW

 

2.2. Determinação da demanda - Critério da Concessionária

 

Palim = (Pot. Iluminação + Pot. T.U.G.) g + Potência das T.U.E.

Palim = (520 + 4.000) g + 1.500

Palim = 4.520g + 1.500

Palim = (4.520 x 0,52)+ 1.200 - aplicação direta do fator de demanda

Palim = 2.350,4 + 1.200

Palim = 3.550,4 W = 3.6 KW