CAREL: renovação do ar e recuperação do calor

Por Enrico Boscaro, Marketing Manager HVAC na Carel Industries
Imagens cedidas por Cartel

Em geral, a atividade humana produz CO? e outros gases odorosos, pelo que é necessário levar a cabo uma renovação do ar através da introdução de ar do exterior.

A melhoria constante na qualidade do isolamento das janelas faz que a infiltração natural de ar exterior seja insignificante. Portanto, fala-se cada vez mais da ventilação mecânica controlada, para introduzir de forma “ regulada ”uma determinada quantidade de ar do exterior; isto acontece tanto se o sistema de ar condicionado for de ar - e portanto há uma unidade de tratamento de ar equipada com uma entrada de ar do exterior -, mas também, e sobretudo, se houver um sistema diferente, como radiadores, ventiloconvetores ou piso radiante.

Neste caso, é cada vez mais frequente instalar unidades específicas para a ventilação, que também se encarregam de filtrar o ar introduzido, já que a qualidade do ar exterior habitualmente não é boa, devido à poluição.

Quanto ao cálculo das taxas do fluxo de renovação, há vários critérios. Atualmente, está em vigor a norma UNI10339, que estabelece os critérios relacionados com as diversas tipologias de edifícios, indicando o fluxo mínimo conforme o volume ou o número de ocupantes.

Em geral, centra-se a atenção em reduzir ao máximo o consumo energético. Por este motivo, é cada vez mais comum adotar sistemas de fluxo duplo (introdução e extração) com recuperadores de calor, para evitar o desperdício da energia contida no ar expelido.

Há vários tipos de recuperador de calor (de fluxo cruzado, rotativo, com bateria dupla, com tubo de calor...) com distinta eficiência de recuperação, também em função do espaço e dos materiais. A escolha da tecnologia que será utilizada também deve ter em conta o custo e a perda de carga.

A atenção à eficiência energética adotada pelos regulamentos europeus, como a Diretiva Ecodesign, obriga a adotar dispositivos mais eficientes a partir dos ventiladores: são utilizadas tecnologias altamente eficientes para aumentar a recuperação de energia conseguida com permutadores de calor tradicionais, que não permitem recuperar totalmente a energia desperdiçada.

Examinamos duas tecnologias: o arrefecimento evaporativo indireto e a recuperação de calor ativa.

Arrefecimento evaporativo indireto

Uma forma de aumentar a recuperação de calor é o arrefecimento evaporativo indireto (IEC), que aproveita a redução da temperatura devido à evaporação da água na corrente do ar, absorvendo o calor contido no ar.

Chama-se indireto porque os efeitos não se produzem diretamente no ar introduzido, mas sim, indiretamente, no ar de saída, através de um permutador de calor.

A vantagem deste sistema é que não é necessário limitar o grau de humidade no ar de saída, que pode até chegar à saturação, maximizando assim o efeito.

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Para levar a cabo o arrefecimento evaporativo, uma das tecnologias mais utilizadas são os atomizadores a pressão, que criam gotas de água minúsculas que se evaporam em contacto com o ar.

As principais vantagens desta tecnologia são:

• Baixa queda da pressão.
• Possibilidade de modular e controlar a temperatura do fluxo (para as máquinas de ar frio, esta é a regulação mais indicada).
• Possibilidade de aumentar a permuta, se o permutador permitir, graças à humidificação da superfície com a evaporação de contacto.
• Higiene, uma vez que não há recirculação da água, que é o que pode faciliar a proliferação de bactérias.

Recuperação de calor ativa

Outra tecnologia que está a adquirir muita popularidade é a “recuperação de calor ativa”, que consiste na instalação de um circuito de refrigeração no fluxo de ar de entrada, utilizando o ar de saída para se abastecer: as características do ar de entrada depois da recuperação de calor são melhores que as do ar exterior.

Isto significa que o circuito é muito eficiente, recuperando uma percentagem da energia contida no ar de saída, tanto no modo de aquecimento como de arrefecimento.

Com este tipo de unidades são particularmente indicadas as tecnologias de alta eficiência para o circuito de refrigeração, como a válvula de expansão eletrónica, que reduz a diferença de pressão entre condensação e evaporação. Outra tecnologia é a utilização de compressores de velocidade variável, especialmente com motores BLDC, que com a sua modulação combinam a eficiência no controlo da temperatura e as condições de trabalho dentro da gama do compressor (controlo envolvente).

As principais vantagens da recuperação ativa com tecnologia de alta eficiência são:

• Possibilidade de controlar a temperatura de fluxo, graças aos compressores de velocidade variável, com um sistema autónomo que frequentemente não necessita de outro sistema de integração.
• Possibilidade de utilizar o circuito de refrigeração para a desumidificação.
• Maximização da eficiência energética durante o inverno para controlar a temperatura de fluxo.

Estas tecnologias também podem ser combinadas e coordenadas com um sistema de controlo adequado para maximizar a poupança energética.

Nota editorial: a rtigo publicado na edição impressa de Março de 2018, no âmbito do Dossier Eficiência Energética.

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