Sistemas de ar condicionado central apresentam novidades
Artigo original: Engenharia e Arquitetura | Sistemas de ar condicionado central apresentam novidades
Royal Plaza Campinas
Ana Paula Basile Pinheiro
Existem algumas novidades no mercado, como os chillers que operam com compressores de mancais magnéticos, que prometem quebrar alguns paradigmas.
“Esses sistemas têm se mostrado mais eficientes do que os convencionais, também quando operam com condensação a ar e que valem uma análise detalhada no momento de especificar o tipo de condensação. Eventualmente, pode valer a pena pela eficiência que esse compressor oferece”, revela Tomaz Cleto.
De acordo com Bruno Welter, engenheiro de aplicação da Tosi, algumas novidades contemplam a utilização da condensação a ar, no caso aplicada aos compressores com mancais magnéticos, que apresentam vantagens tanto no custo operacional como em termos de eficiência energética.
“Durante muitos anos a indústria do AVAC sempre considerou os chillers com condensação a água como os de melhor eficiência e melhor custo operacional. Com o advento do compressor com mancal magnético, em instalações a partir de 281 kW (80 TR) com compressor centrífugo com condensação a ar é possível melhorar a eficiência do chiller, apesar de ainda não serem melhores do que a do chiller com condensação a água (considerando somente o chiller). Estas eficiências dos chillers turbocor a ar estão quebrando este paradigma das vantagens dos chillers com condensação a água – quando levamos em consideração o consumo de energia da bomba de condensação e da torre, além do custo de manutenção e consumo da água, observamos que em muitas situações os chillers com condensação a ar acabam tendo um custo operacional menor do que os com condensação a água. Isso depende obviamente de cada projeto e deve-se levar em consideração as peculiaridades de cada situação/local”, diz Welter.
Em instalações com condensação a ar, onde existe o espaço necessário (lembrando que o chiller fica ao tempo, o que dispensa a construção de uma casa de máquinas) e onde se procura menor manutenção, a aplicação de chillers com mancais magnéticos pode ser indicada.
“O compressor já é adequado para este tipo de aplicação. Os cuidados são os mesmos que os tomados para qualquer sistema com condensação a ar: evitar recirculação do ar; respeitar as distâncias de paredes, etc. O Hotel Royal Plaza Campinas, localizado em Campinas (SP), optou por este tipo de aplicação no retrofit de um sistema antigo. O resultado foi uma economia de cerca de R$ 25 mil para R$ 13 mil na conta de energia, além do menor nível de ruído e vibração e um sistema mais confiável e isento de problemas. Além disso, foi resolvido o problema de demanda de energia que o hotel possuía”, informa Welter.
Bruno Welter, Tosi
No caso da condensação a água, Welter diz que só se torna imprescindível sua aplicação quando existe uma limitação do espaço disponível (o que impossibilitaria o uso de um chiller com condensação a ar). Isso se torna mais evidente em sistemas com maiores capacidades, acima de 3516 kW (1000 TR). Além do mais, quando a área onde o chiller deve ficar é enclausurada, dentro do edifício, por exemplo, o chiller a água é preferencial.
VRFs
De acordo com Marcos Aurélio dos Santos, engenheiro do centro de distribuição da Midea do Brasil, o comparativo entre o sistema VRF com condensação a ar e condensação a água deve ser analisado considerando os seguintes itens: Economia; custo para instalação; custo para manutenção; rendimento e área de instalação, conforme explica a Tabela 1.
Na opinião de Robson Previatti, gerente de produtos de ar condicionado/ corporativo da LG, sistemas VRF com condensação à água apresentam excelentes índices de eficiência energética, sobretudo quando opera-se em cargas parciais.
“Em geral apresenta vantagens quando comparados ao VRF (a ar), quando há necessidade de instalação das unidades condensadoras no próprio pavimento devido a menores comprimentos das linhas de refrigerante, espaço reduzido para casa de máquinas, baixíssimos níveis de ruído e a ausência de qualquer interferência com a fachada do prédio”, diz Previatti.
Robson Previatti, LG
Ele acrescenta que a utilização da tecnologia VRF a água exige a utilização de circuitos fechados de água de condensação. Nestes casos, quando são utilizados trocadores de calor do tipo dry-cooler pode-se obter uma redução no consumo de água de até 98%, quando comparadas as tradicionais torres de resfriamento.
Sistemas VRF com condensação a ar são bastante versáteis, diz Previatti, já que possibilitam instalação tanto nas coberturas como, também, no nível do térreo de grandes edifícios comerciais. Por exemplo, uma vez que possibilitam trabalhar com grandes desníveis (até 110 metros) entre as unidades externas e internas, bem como, possibilitam até mesmo diretamente nas fachadas dos prédios.
Do ponto de vista de custo operacional, as premissas referentes a custos de energia, água, perfis de utilização e outras características do empreendimento determinarão o melhor sistema a ser utilizado em cada situação. A contratação de consultores e projetistas especializados é de fundamental importância para acuracidade da simulação energética e direcionamento no processo de tomada de decisão sobre qual o melhor sistema VRF a ser adotado.
“Atualmente os sistemas VRF com condensação a ar são, usualmente, utilizados nas mais diferentes aplicações tais como prédios comerciais, hotéis, instituições de ensino e residências de alto padrão, e também em aplicações mais específicas como hospitais e indústrias devido a modernização das novas unidades que possibititam trabalhar com 100% de ar externo e com filtragem classe fina e/ou absoluta. No entanto, alguns cuidados devem ser tomados com longas distâncias de tubulação, que impactam na eficiência do sistema, com sistemas dedicados de tratamento de ar externo, por exemplo”, comenta o gerente de produtos da LG.
Genivaldo Rosa, engenheiro da Daikin Mcquay Ar Condicionado, acrescenta que sistemas VRF com condensação a ar permitem maior desnível entre unidade externas e internas, portanto, é possível climatizar edifícios de até 30 andares posicionando as condensadoras na cobertura.
Condensação a ar em edifícios com mais de 50 m possibilita trabalhar com grandes desníveis
“A condensação a ar deve seguir como nos outros sistemas, a orientação do fabricante, a boa prática da instalação, bem como atender as normas e regulamentos locais. Quando a unidade externa é aplicada em casa de máquinas deve-se observar criteriosamente a orientação do fabricante em relação a vazão de ar no condensador evitando comprometer a vazão ou provocar curto-circuito de ar. Um bom projeto é a solução para o problema”, revela Rosa.
Para ele uma aplicação ideal da condensação a ar é quando trata-se de um grande edifício, com mais de 50m de altura, e as unidades externas devem ser posicionadas na cobertura ou ao nível do térreo. Nesse caso só o VRV a ar atende, pois o desnível é demasiado para o VRV água. Quando a unidade externa vai ser instalada no próprio andar e não há espaço externo para instalação de torres de resfriamento de água; em pequenos sistemas onde a dificuldade técnica inviabilize instalação de sistema a água; e sempre que o projetista concluir que o ganho de eficiência não é justificado.
Rosa lembra que existem muitas variáveis em jogo e que a opção por um ou outro sistema pode variar em função de cada aplicação.
Já a condensação a água quando aplicadas aos sistemas VRF, Rosa lista algumas vantagens como maior eficiência – Nos sistemas VRF a água, a condensação do fluido refrigerante na unidade externa é feita utilizando um trocador de placas (refrigerante/água). A água tem maior densidade que o ar, logo melhor característica para a condução de calor. Trabalha com pressões e temperaturas de condensação mais baixas, o que implica diretamente em consumo elétrico mais baixo, pois o compressor é menos solicitado; Aproveitamento do espaço físico – o trocador de placas é consideravelmente menor que o trocador a ar, isso implica diretamente na dimensão da unidade externa e as unidades externas do VRF água são significativamente menores que as unidades externas a ar; Menor nível de ruído – sistemas de condensação a água não necessitam de ventilador na unidade externa, portanto, o ruído na unidade externa é consideravelmente reduzido; Menor interferência do efeito dos ventos em edifícios – o efeito dos ventos sobre o funcionamento do sistema é uma componente que deve ser cuidadosamente observada no projeto. Quando a unidade externa está exposta a esse fenômeno a pressão de condensação pode variar repentinamente causando desequilíbrio no ciclo de refrigeração. Casos de aplicação em heliponto; Menor interferência da variação da temperatura externa – Em algumas cidades, São Paulo, por exemplo, o ar tem uma grande variação de temperatura (grande distância entre temperatura mínima e máxima) ao longo do dia; A água tem menor amplitude térmica (distância entre a temperatura mínima e máxima), portanto, melhor característica para o controle da condensação.
Cillher com mancal magnético a ar
“Em casos de retrofit onde o prédio já possui sistema com condensação a água é possível a aplicação do VRV a Água aproveitando a estrutura de água de condensação. Nesses casos algumas adaptações ou melhorias do sistema de condensação existente “podem” ser necessárias”, conclui Rosa.
Por Ana Paula Basile Pinheiro – editora da revista Climatização & Refrigeração
