Classificação dos sistemas de ar condicionado

Uma maneira de classificar os sistemas de ar condicionado é quanto aos fluídos utilizados para a remoção da carga térmica e arranjos dos equipamentos.

Uma classificação possível é a seguinte: • Expansão direta;

• Tudo água; • Ar-água; • Tudo ar.

Todo o sistema cujo fluído usado como refrigerante é a água é designado de sistema de expansão indireta. Isto inclui assim os sistemas tudo água, ar-água e tudo ar.

4.4.1.1. Sistema de Expansão Direta

Um sistema de expansão direta é um sistema de arrefecimento em que o refrigerante primário é utilizado para a evaporação. Habitualmente, os sistemas de expansão direta são utilizados em sistemas muito pequenos e isolados, mas também podem ser utilizados em sistemas de arrefecimento industrial. A escolha do sistema depende de diversos fatores, como o preço, os regulamentos, a temperatura ambiente e o refrigerante primário.

Alguns dos refrigerantes tradicionais mais antigos são prejudiciais para o ambiente e já foram proibidos ou estão a ser retirados gradualmente do mercado em muitos países. Os refrigerantes primários têm diferentes intervalos de temperatura de funcionamento.

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A escolha do material depende do tipo de refrigerante, e isto é algo que pode afetar consideravelmente o preço.

Para estes sistemas podem ser usados equipamentos compactos autocontidos que reúnem todas as funções requeridas para o funcionamento do ar condicionado, numa única caixa ou unidade. A maioria do ciclo de refrigeração é realizado no interior da caixa do equipamento.

A este grupo pertence os sistemas de split e estes diferenciam-se por estarem divididos em duas unidades ou caixas separadas, uma situada no exterior e outra no interior. Estas têm como objetivo dividir as fases de refrigeração, ficando a fase de evaporação no interior e a fase de condensação no exterior, estando ambas unidas entre si através de tubagem por onde circula o refrigerante.

Na figura 4.3 temos representado um esquema do funcionamento de um sistema de expansão direta.

Figura 4.3 – Esquema de funcionamento de um sistema ar condicionado de expansão direta

4.4.1.2. Sistema Tudo Água

Neste sistema o calor e/ou o "frio" são transportados por um fluido térmico até aos ventiloconvectores nos locais a climatizar. Não permite o controlo da qualidade do ar nem o total controlo da humidade do ar.

Estes sistemas utilizam como fluido térmico água ou salmouras. Podem ainda ser divididos em 2 grupos:

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• sistema tudo-água a 2 tubos: permite apenas o aquecimento ou o arrefecimento de todas as zonas. Não permite o controlo da qualidade do ar nem o total controlo da humidade do ar.

• sistema tudo-água a 4 tubos: permite o aquecimento e arrefecimento simultâneo de diferentes zonas. Não permite o controlo da qualidade do ar nem o total controlo da humidade do ar.

O sistema tudo água tem como principal vantagem a facilidade de permitir controlar individualmente a temperatura de cada espaço, mas simultaneamente a desvantagem de não garantir o controlo da humidade relativa.

Duas desvantagens operacionais que podem jogar em desfavor deste sistema são a necessidade de ocupação de espaço dentro dos locais a climatizar e a existência de manutenção dentro desses espaços.

4.4.1.3. Sistema Ar-Água

Os sistemas ar-água utilizam dois meios, o ar (normalmente designado de ar primário) e a água, para transferirem calor e, por vezes, também massa (retirando ou introduzindo vapor de água), com os espaços a climatizar. Para tal é preciso que disponham, para além do equipamento central de produção de “frio” e de calor, um ou vários tipos de unidades terminais.

Neste sistema o calor e o "frio" são transportados por um fluido térmico (água) até aos ventiloconvectores nos locais a climatizar, existindo simultaneamente um tratamento do ar a insuflar (e eventualmente aquecimento e arrefecimento). Pode permitir o controlo da qualidade do ar e da humidade do ar.

4.4.1.4. Sistema Tudo Ar

O que identifica os sistemas tudo ar é que eles devem prover todas as necessidades de arrefecimento. As necessidades de aquecimento podem, ou não, ser providas por estes sistemas.

Basicamente há duas grandes classes:

• via simples, quando o aquecimento e o arrefecimento do ar são feitos em série (a mesma rede de condutas distribui o ar frio, ou quente, a todas as unidades terminais);

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• via dupla, quando o aquecimento e o arrefecimento do ar são feitos em paralelo, ou quando o arranjo das baterias de aquecimento e de arrefecimento é um misto série-paralelo.

Nos sistemas de via simples é utilizada uma só conduta para a distribuição do ar até um local, enquanto nos de via dupla poderá ser utilizada uma conduta, como é o caso dos sistemas multi-zona, ou duas, nos casos de dupla conduta, caso sejam de volume de ar constante ou variável.

Algumas vantagens dos sistemas tudo ar são:

• Adaptação fácil à mudança aquecimento/arrefecimento ou inversa;

• Possibilitam um maior aproveitamento da utilização do ar exterior para produzir arrefecimento livre;

• facilitam a integração de sistemas de recuperação de energia, como seja a utilização de recuperadores entre o ar de extração e o ar novo;

• total ausência de equipamentos, cabos elétricos, ou tubagem no interior dos espaços o que significa total ausência de manutenção nos locais;

Contudo tem algumas desvantagens:

• necessitam de grande espaço livre na zona superior dos locais climatizados, o que implica maior pé-direito disponível;

• o equilíbrio da distribuição do ar a todos os locais é, por vezes, muito complicado e depende grandemente do tipo de unidades terminais utilizadas. O fecho de uma zona a cargo de uma unidade que sirva simultaneamente outras desequilibra a rede de distribuição de ar; • o acesso a todas as unidades terminais, tais como caixas de mistura, ou

registos é um assunto que deve ser previsto no inicio dos projetos, entre as diversas especialidades envolvidas. [31]