Ar-condicionado com entrada de ar fresco: funcionamento e escolha de um sistema split de insuflação

Em casas quentes e confortáveis, frequentemente surgem problemas com a ventilação natural, fazendo com que o teor de oxigênio caia drasticamente. Isso afeta a saúde e a atividade dos proprietários e trabalhadores das empresas.

Para resolver o problema, utiliza-se ventilação forçada de entrada. O moderno ar condicionado com entrada de ar fresco é um exemplo de equipamento climático eficiente e acessível. Explicaremos como o equipamento funciona e como escolhê-lo adequadamente.

Comparação entre condicionadores de ar comuns e de ventilação

Um erro comum entre os usuários é considerar qualquer sistema de condicionamento de ar como ventilação. Na verdade, apenas alguns tipos de equipamentos podem operar em modo de troca ativa de ar com as massas de ar externas. Para ficar mais claro, vamos primeiro examinar a estrutura de um sistema split comum.

Os condicionadores de ar de uso doméstico, comumente chamados de sistemas split, consistem em um conjunto de dois módulos separados, com estruturas diferentes entre si e localizados em locais distintos.

O primeiro módulo é a unidade evaporadora, que é instalada no chão, pendurada na parede ou parcialmente mascarada pelo revestimento do teto. O segundo módulo é a unidade externa compressor-condensadora, geralmente montada na fachada do edifício.

Representação esquemática de um dispositivo com módulo interno fixado na parede. Os dois módulos estão conectados entre si por tubos finos de cobre, pelos quais o freon se desloca. Os tubos são escondidos em ranhuras atrás do revestimento decorativo ou em caixas plásticas (+).

O princípio de funcionamento do ar condicionado é simples. Através das grades de entrada, o ar do ambiente entra no bloco, onde é resfriado, e depois é expelido para fora através dos dutos de ar. A mudança de temperatura do ar não se baseia na produção de frio, mas na transferência de energia térmica.

O transportador é o freon, que entra no módulo externo em estado gasoso e retorna em estado líquido. Para passar para a fase gasosa, o freon retira parte do calor do ar de exaustão no evaporador.

Na verdade, não ocorre nenhuma troca de massas de ar, e o resfriamento (assim como o aquecimento e a filtragem) é realizado por recirculação. O equipamento de ventilação é construído de forma diferente. Um exemplo de sistema split com organização de entrada de ar fresco é um dispositivo do tipo duto.

Esquema da construção do condicionador de ar de duto, que realiza as funções de ventilação e regulação de temperatura no interior do ambiente. Elemento obrigatório da construção – aquecedor embutido no tubo (+)

Claro, os sistemas split comuns são simples de instalar, possuem muitas funções adicionais, têm um design bonito e moderno, mas, ao contrário dos sistemas de ventilação, não renovam o ar no ambiente – e essa é a sua principal desvantagem.

Qual é a peculiaridade dos sistemas multi-split?

Falando sobre condicionadores de ar em um sentido geral, é necessário mencionar também os sistemas multisplit, que também são usados para equipar apartamentos de vários cômodos, casas particulares, edifícios comerciais e industriais.

Eles diferem dos comuns por terem apenas uma unidade externa, enquanto as internas podem ser várias. A quantidade mínima é de dois módulos, a máxima é limitada a quatro. Se usar um número maior de unidades internas, o sistema perderá seu desempenho e não funcionará em plena capacidade.

O número de tubulações aumenta, consequentemente, o custo do equipamento aumenta e a instalação de algumas partes da construção se torna mais complexa. É importante criar condições para a passagem de todos os elementos de conexão (+)

O sistema multisplit não é usado sempre, mas apenas em casos específicos, quando a instalação de um grande número de unidades externas é impossível por uma série de razões:

• o edifício é um monumento histórico ou arquitetônico;
• existe proibição de instalação de unidades externas na fachada;
• para a fixação do equipamento, a arquitetura do edifício prevê locais específicos, limitados em área.

Às vezes, a instalação de um grande número de módulos externos é rejeitada por razões estéticas: uma fachada bonita de um edifício, coberta por gabinetes grandes, parece pouco apresentável.

Nas regras de embelezamento das grandes cidades, periodicamente são feitas emendas proibindo a colocação de condicionadores de ar nas fachadas que dão para as ruas centrais. A solução é instalar a unidade na parede do pátio do edifício.

A vantagem do multisistema é a instalação de um único módulo externo, as desvantagens são os trabalhos complexos de instalação das tubulações, redução de desempenho e confiabilidade. Além disso, todos os módulos internos devem operar nos mesmos modos: ou aquecimento, ou resfriamento.

Modelos de duto de ventilação

A função de substituição das massas de ar exausto pelo ar externo é totalmente implementada apenas em condicionadores de ar de duto, portanto, analisaremos suas características de desempenho operacional com mais detalhes.

Um sistema split de duto corretamente calculado e instalado lida tanto com as tarefas de ventilação quanto com o controle do microclima nos ambientes.

Características distintivas do ar condicionado com entrada de ar

Os modelos de recirculação de condicionadores de ar de duto (CAD) são semelhantes em princípio de funcionamento aos sistemas split comuns, no entanto, diferem na construção e no local de instalação. Os módulos internos são embutidos em estruturas de teto suspenso, e o ar circula pelos dutos que os conectam à unidade externa.

Assim é um modelo simples de recirculação, que não é capaz de fornecer ar fresco. Para que o sistema possa realizar a função de admissão, é necessário um aquecedor embutido. Isso é regulamentado pelas normas SNiP, segundo as quais o limite inferior de temperatura das massas de ar provenientes do exterior deve ser de +14 °C.

Se a temperatura externa do ar estiver acima de -15 °C, a função de aquecimento é realizada por uma bomba de calor. No entanto, em temperaturas mais baixas, são utilizados modelos de condicionadores de ar com aquecedores a água ou elétricos. O equipamento de aquecimento pode ser instalado adicionalmente ou integrado.

O sistema de aquecimento é equipado com uma unidade de automação, que permite ajustar o fornecimento de ar fresco em diferentes modos, dependendo da estação. O controle da unidade automática é feito por meio de um controle remoto.

Os sistemas programáveis de admissão de ar são mais caros do que as modificações comuns de parede para ambientes, mas são muito mais eficientes e funcionais precisamente devido à combinação de ventilação e ar condicionado. A quantidade de oxigênio no ar atende aos requisitos sanitários, a temperatura é facilmente ajustável e a aparência não causa desconforto, pois todas as partes operacionais do sistema estão em uma área invisível, acima do teto.

Princípio de funcionamento do sistema de ventilação de entrada

Para transportar o ar da rua para os ambientes, são previstos dutos de ar, que não existem em sistemas split comuns. Primeiro, o ar da rua passa pelo bloco externo para um canal isolado e, em seguida, para a câmara de mistura. Lá, o ar que entra se combina com o ar de exaustão, refrescando-o.

Em seguida, a mistura de ar passa pelos filtros e, de acordo com o modo selecionado, é tratada. Ocorre desumidificação, aquecimento ou resfriamento das massas de ar. Depois disso, o ar limpo, filtrado e parcialmente renovado na temperatura desejada entra nos ambientes.

As modificações de duto com mistura de ar são utilizadas em ambientes de grande volume, que são divididos por divisórias não estruturais. Isso inclui apartamentos com pé direito a partir de 3 m, policlínicas, estabelecimentos de alimentação, instituições esportivas e educacionais, escritórios, etc.

Geralmente, a temperatura mantida depende totalmente da estação. No verão, os condicionadores de ar de duto com entrada de ar funcionam para resfriamento; no inverno, para aquecimento. Na estação fria, o funcionamento da bomba de calor é suficiente, e o aquecedor pode não ser utilizado nesse período.

Tipos de equipamentos com mistura de ar

Como você já entendeu, apenas o equipamento de duto com dutos de ar e aquecimento lida adequadamente com a troca de ar por ar fresco. No entanto, alguns modelos de outros tipos também podem realizar ventilação, mas dentro de 10% de sua capacidade.

A parcela de ar fresco é frequentemente chamada de 'mistura', enquanto a maior parte das massas de ar é ocupada pelo ar de exaustão tratado na unidade interna.

Modelos de parede tradicionais

Os modelos cuja unidade interna é montada na parede são os mais procurados para a melhoria de ambientes residenciais.

Existem modelos que proporcionam um microclima confortável em áreas de 10 m², mas também há equipamentos mais potentes projetados para salas de até 100 m². Recentemente, surgiram modelos inverter equipados com ventilador de entrada e exaustão de ar.

Independentemente de o condicionador de ar estar operando no modo de aquecimento ou resfriamento, o sistema de entrada e exaustão de ar pode funcionar paralelamente. Um exemplo de dispositivo de parede com função de fornecimento de ar da rua é a série Air Exchanger da conhecida marca HITACHI.

Antes de ser fornecido ao ambiente, a mistura de ar é purificada por um sistema de filtros contra gases de escapamento, dióxido de carbono, formaldeído, etc., enquanto odores estranhos são eliminados.

A unidade evaporadora de parede é instalada em qualquer lugar do cômodo, mas a área preferida é perto da janela. Quanto mais curta a linha entre as unidades interna e externa, maior a produtividade do equipamento. Os modelos de parede se destacam pelo design agradável e grande conjunto de opções adicionais.

Sistemas de condicionamento de ar tipo cassete

Frequentemente em edifícios públicos, é possível encontrar condicionadores de ar com módulos internos do tipo cassete. Esses sistemas são adequados para atender grandes áreas – de 40 m² a 150 m². Eles possuem alta eficiência e se destacam por níveis mínimos de ruído.

A parte funcional dos modelos está localizada acima da estrutura do teto suspenso, ficando visível apenas a grade decorativa de tamanho padrão 60x60 cm. As partes móveis da grade são controladas pelo controle remoto ou pelo painel de ajuste instalado na parede.

A capacidade dos condicionadores de ar cassete varia de 3 kW a 15 kW, as principais funções são reduzir a temperatura do ambiente ou operar no modo de bomba de calor.

É comum a configuração em que a captação de ar do ambiente é feita através de uma abertura central, e a distribuição ocorre por quatro direcionadores para lados diferentes. Se for utilizada uma única cassete, ela é instalada na estrutura suspensa no centro do ambiente.

No mercado, é possível encontrar tanto modificações tradicionais quanto sistemas cassete com mistura. Por exemplo, os condicionadores de ar Airwell CK são projetados para instalação em sistemas multi-split e, graças ao aquecedor embutido e dutos de ar, realizam uma distribuição dosada de ar fresco.

Vantagens – design elegante e alta eficiência, desvantagem – instalação apenas em estrutura suspensa.

Dispositivos de piso e teto

Em alguns ambientes, não há condições para a instalação de modelos cassete, e a capacidade dos condicionadores de ar de parede é insuficiente. Nesse caso, são utilizados dispositivos universais de piso-teto, que possuem suportes tanto para instalação no piso quanto para suspensão no teto.

A empresa japonesa Daikin é especializada na produção de dispositivos de piso-teto com mistura de 10% de ar fresco. Os novos modelos de insuflamento economizam até 30% de energia elétrica e possuem alto custo – a partir de 600 € e acima.

O condicionamento é realizado por meio de um jato de ar purificado que é direcionado ao longo do teto ou da parede, dependendo do local de instalação. A maior potência dos dispositivos é de 15 kW, mas para ambientes relativamente pequenos (40 m²) é suficiente um equipamento com parâmetros de 5-6 kW.

Modelos coluna de sistemas split

Como o nome sugere, os condicionadores de ar lembram colunas direcionadas ao teto. Eles superam os outros tipos em potência (em média 17 kW) e podem atender ambientes de até 180 m².

O princípio de funcionamento dos modelos de coluna é o mesmo que dos condicionadores de ar anteriores, no entanto, eles se diferenciam na distribuição de ar purificado. O jato não é direcionado ao longo das paredes nem para o centro da sala, mas sim em direção ao teto. Lá, o ar resfriado se dispersa em diferentes direções e desce, deslocando o ar já aquecido.

Exemplo de dispositivo de coluna com modo de entrada de ar – General Climate GC. A troca de ar é superior a 1900 m³/h, e a potência de aquecimento é de 22 kW. Custo – 1090 €.

Os modelos de recirculação com mistura parcial de ar puro possuem alta produtividade, mas o nível de ruído é maior que o dos modelos de aço – até 50 dB.

Vantagens do condicionamento de ar multizona

O atendimento multizona de ambientes é uma versão mais avançada dos sistemas multi-split, que cria um microclima específico em uma grande área. A diferença fundamental dos sistemas split padrão é a maior extensão das tubulações que conectam os módulos localizados em diferentes lugares.

Vantagens do sistema multizona:

• a 1 unidade externa é possível conectar até 20 internas;
• distância dos módulos internos ao externo – até 150 m (em alguns casos – mais);
• diferença de altura entre os módulos – 50 m.

Graças aos parâmetros listados, o módulo externo é instalado nos locais remotos mais convenientes – no sótão, no telhado, no quintal atrás da cerca, etc.

Esquema de possível montagem da unidade externa. Se por algum motivo não for possível realizar a montagem no telhado, o módulo é instalado diretamente no quintal da casa, garantindo a segurança.

O sistema multizona é mais econômico, pois o controle do equipamento climático inversor permite alterar a potência do sistema dependendo do número de unidades internas em funcionamento.

Além disso, é possível aplicar módulos completamente diferentes em tipo e desempenho. O ajuste e o controle do funcionamento de todo o equipamento podem ser feitos no modo de sistema, a partir de um único controle remoto.

Você poderá comparar uma instalação climática comum e uma inversora e obter uma ideia sobre seus prós e contras lendo o artigo que sugerimos. Antes de tomar uma decisão final, vale a pena se familiarizar com informações úteis.

Dicas para escolher condicionadores de ar

Antes de adquirir um sistema split para uso doméstico ou para uso em escritório, é necessário decidir primeiro se a ventilação é necessária. Talvez o ambiente esteja equipado com um sistema de ventilação eficaz e não precise de dispositivos adicionais desse tipo.

Se a troca de ar for fraca, preste atenção nos modelos de condicionadores de ar com entrada de ar.

Para salas com tetos altos, qualquer modelo embutido serve – de duto, cassete. Mas não se esqueça de que, para ocultar os elementos de trabalho, será necessário construir um forro suspenso.

Se os tetos são baixos (por exemplo, 2,5 m), a ideia de modelos de teto não funcionará. Talvez, com base nas especificações técnicas, seja possível escolher um dispositivo com módulo de parede que também realize a mistura de ar externo.

Para salas grandes, será necessário um modelo mais potente, por exemplo, com instalação piso-teto. Os átrios de hotéis, saguões e vestíbulos possuem grandes volumes. Além dos sistemas de duto, neles são instalados modelos coluna, que se destacam pela potência e alta taxa de renovação de ar.

Independentemente do tipo de dispositivo, é necessário analisar suas características técnicas e qualidades operacionais: verificar para qual área o modelo foi projetado, qual sua potência e se é possível conectar módulos adicionais.

Os condicionadores de ar programáveis mais recentes com uma longa lista de opções adicionais são muito mais caros, no entanto, algumas funções são realmente importantes.

Para se orientar na escolha de um sistema split para organizar uma casa de campo ou um apartamento na cidade, consulte o seguinte artigo, que contém informações com respostas para perguntas de potenciais compradores.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Para entender melhor a estrutura e o princípio de funcionamento dos sistemas split de insuflamento, sugerimos assistir a vídeos de visão geral.

Vídeo #1. Visão geral dos condicionadores de ar de duto Haier:

Vídeo #2. Vantagens dos modelos de duto:

Vídeo #3. Mais informações sobre sistemas multizona:

Para enriquecer o ar da sala com oxigênio, não é necessário manter a janela aberta ou instalar ventilação adicional. Às vezes, basta escolher adequadamente um modelo de ar-condicionado que, quando necessário, não apenas resfrie ou aqueça o ambiente, mas também realize a troca de ar.

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