Os manipuladores de ar e outros dispositivos de ventilação têm um consumo de energia muito menor do que os equipamentos de aquecimento e resfriamento. No entanto, as condições de funcionamento de um sistema de ventilação têm um impacto significativo nas cargas de ar condicionado e aquecimento ambiente. Como resultado, as medidas de eficiência de ventilação podem melhorar o desempenho global de uma instalação HVAC.
O ar na maioria dos edifícios é 2 a 5 vezes mais poluído do que o ar exterior, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA. A qualidade do ar interior melhora quando um sistema de ventilação aumenta o fornecimento de ar exterior, excepto em alturas em que o ar exterior está muito poluído. No entanto, uma taxa de ventilação mais elevada também significa que há mais ar para arrefecer ou aquecer, dependendo da época da estação. As medidas de eficiência energética para sistemas de ventilação devem otimizar o consumo de energia, mas sem comprometer a qualidade do ar.
A seguir estão algumas medidas de ventilação comuns que melhoram a eficiência do HVAC. Eles podem ser usados juntos em um projeto, mas é importante compreender sua interação:
- Ventilação controlada por demanda (DCV)
- Ventilação com recuperação de energia (ERV)
- Economizador do lado ar
Reduza seus custos de aquecimento, resfriamento e ventilação.
Ventilação Controlada por Demanda
A DCV consiste em reduzir a taxa de ventilação de acordo com a ocupação. Isto não só reduz o consumo de energia dos ventiladores, mas também a energia necessária para condicionar o fornecimento de ar exterior. Por exemplo, se o ar externo estiver sendo resfriado em 10°F e o fluxo de ar for reduzido de 1.000 cfm para 500 cfm, a entrada de resfriamento necessária será reduzida em cerca de 50%.
A principal desvantagem do DCV é que os poluentes atmosféricos podem atingir uma concentração mais elevada quando o fluxo de ar exterior é reduzido. Os padrões ASHRAE fornecem uma solução simples: estabelecer um limite inferior para o fornecimento de ar externo e configurar o sistema DCV para nunca cair abaixo desse valor.
Os sistemas DCV são normalmente controlados com sensores de dióxido de carbono, uma vez que a ocupação pode ser correlacionada com a concentração de CO2 no ar. No entanto, o sistema pode ser aprimorado com sensores para detectar diretamente os poluentes atmosféricos. Dessa forma, o fluxo de ar pode responder a poluentes atmosféricos como partículas e compostos orgânicos voláteis. Existe alguma correlação entre a ocupação e a poluição atmosférica, mas algumas fontes são independentes do número de pessoas. Por exemplo, paredes recentemente pintadas e móveis novos liberam VOCs.
Ventilação com Recuperação Energética
A ventilação com recuperação de energia consiste na troca de calor e umidade entre o ar externo fornecido e o ar de exaustão. Existem muitas maneiras pelas quais este conceito economiza energia:
- Durante o inverno, quando o interior do edifício está mais quente, o ar de exaustão pode pré-aquecer o fornecimento de ar externo com um trocador de calor. Isto reduz a carga de aquecimento ambiente.
- O processo oposto se aplica durante o verão, uma vez que o ar interno pode pré-resfriar o ar externo. Isto reduz a carga do ar condicionado.
- O sistema também pode trocar umidade para reduzir as cargas de umidificação ou desumidificação. Isto aplica-se quando o ar exterior está muito seco ou muito húmido.
Quando um sistema ERV apenas troca calor, é descrito como ventilação com recuperação de calor (HRV). Quando também há troca de umidade, um termo mais preciso é ventilação com recuperação de entalpia.
ERV e DCV podem operar juntos sem interferir. O sistema DCV determina o fornecimento de ar externo, enquanto o sistema ERV reduz a carga de aquecimento ou resfriamento causada por esse fluxo de ar.
Economizador do lado ar
As fontes de calor nos edifícios podem ser internas ou externas. O calor interno é normalmente liberado pelos ocupantes, eletrodomésticos e equipamentos. Por outro lado, as principais fontes de calor exterior são a luz solar direta e o ar quente. Sob algumas condições, o ar exterior é suficientemente frio para compensar as fontes de calor interiores, e temperaturas adequadas podem ser alcançadas apenas com ventilação. Um economizador do lado ar aumenta o suprimento de ar externo nesses casos.
Os economizadores são inadequados para climas quentes e úmidos, uma vez que as oportunidades de resfriamento gratuito com ar externo são muito raras. No entanto, eles podem obter economias significativas de ar condicionado quando o tempo estiver adequado.
Ao contrário dos sistemas ERV, que operam independentemente do DCV, os economizadores competem com o DCV. Enquanto um sistema DCV tentará reduzir o fornecimento de ar exterior em resposta à ocupação, o economizador tentará aumentá-lo para poupar no ar condicionado. Quando o DCV e um economizador são implantados juntos, o sistema de controle deve ser inteligente o suficiente para detectar qual das duas economias é maior.
- Quando as economias de ar condicionado proporcionadas pelo economizador superam as economias potenciais decorrentes da redução do fluxo de ar, o economizador deverá substituir o sistema DCV.
- Por outro lado, o sistema DCV deve ter prioridade quando a oportunidade de poupança com redução do fluxo de ar for maior.
Um sistema ERV e um economizador não interferem porque são mutuamente exclusivos. Quando existe a oportunidade de usar o economizador, o ar externo é mais frio que o ar interno. Em outras palavras, o ar interno não pode ser utilizado para pré-resfriamento e o sistema ERV fica inativo.
Conclusão
DCV, ERV e um economizador do lado ar podem contribuir para a eficiência do HVAC. No entanto, a eficácia de cada medida varia dependendo das condições de construção e do clima local. Para identificar as medidas de eficiência energética mais adequadas, a melhor recomendação é entrar em contato com uma empresa profissional de engenharia de HVAC.
DCV e ERV normalmente podem operar juntos sem problemas e podem alcançar sinergia. Por outro lado, o DCV e um economizador do lado ar estão em oposição, e um sistema de controlo deve dar prioridade ao maior benefício. Finalmente, um economizador e um sistema ERV – quando o ar exterior é suficientemente frio para o economizador, o pré-arrefecimento com ar interior não é possível.
