O que é Ar Condicionado?

What's air-conditioning?
 

A refrigeração industrial e o condicionamento de ar são baseadas no mesmo mecanismo: um fluido, geralmente água ou ar, refrigerado por evaporação de outro fluido, denominado refrigerante. O circuito refrigerante, composto por compressor, evaporador, condensador e dispositivo de expansão, é uma parte integral de ambos os sistemas. Porém, existem diferenças substanciais entre os sistemas de refrigeração e de refrigeração de ar como, por exemplo, os componentes, métodos de projeto, estruturas comerciais ou industriais onde são instalados e seu funcionamento, justificando a existência de dois setores de mercado distintos.
 
Condicionamento de ar é o processo utilizado para criar e manter determinadas temperaturas, umidade relativa e condições de pureza do ar em espaços internos. Este processo é geralmente aplicado para manter níveis de conforto.
É também utilizado em aplicações industriais para garantir o funcionamento correto do equipamento ou do maquinário que deve operar em condições ambientais específicas ou, como alternativa, deve ter condições para executar determinados processos industriais, como a soldagem que produz quantidades consideráveis de calor e que deve ser eliminado de alguma forma.
Um sistema de refrigeração de ar deve ser eficiente independentemente das condições climáticas externas e envolve o controle de quatro variáveis fundamentais: temperatura do ar, umidade, transferência e qualidade.
 
A distinção entre aplicações industriais e conforto pessoal nem sempre é clara. A refrigeração de ar industrial normalmente necessita de melhor precisão para com a temperatura e controle de umidade. Algumas aplicações também necessitam de elevado grau de filtragem e remoção de contaminantes.
O conforto do ar condicionado, por um outro lado, além da necessidade em satisfazer os requisitos pessoais de temperatura e umidade, envolve também outros campos como o projeto arquitetônico, previsão meteorológica, consumo energético e emissões sonoras para recriar as condições ideais para o bem-estar físico e psicológico do ser humano.
 
O processo principal de base da refrigeração de ar é a troca de calor e de vapor de água entre os ambientes internos e externos e as pessoas no interior do espaço com o ar condicionado
 
Os aparelhos principais utilizados em refrigeração de ar doméstico ou industriais são:
 

  • Refrigeração de ar para utilização doméstica montados como unidade, split ou multi-split;
  • Bombas de calor residenciais;
  • Unidades de tratamento de ar para espaços médios/grandes;
  • Unidades rooftop, unidades de tratamento de ar para pequenos espaços;
  • Unidades de abrigo, refrigeração de ar para trocadores telefônicos;
  • Chillers industriais e bombas de calor, unidades que produzem água refrigerada ou água quente utilizada no condicionamento do ar do ambiente ou do equipamento;
  • Unidades fechadas de controle, unidades de refrigeração de precisão para servidores e equipamento de telecomunicações;
  • fan coils e sistemas hidráulicos, sistemas que recorrem a circuitos de água refrigerada e a unidades terminais para condicionar o ar em edifícios.
     
Diferem de forma significativa em termos de tamanho, complexidade e capacidade de refrigeração, partindo de centenas de watts até megawatts, em componentes e, de forma geral, funções de refrigeração de ar implementadas como, por exemplo:
  • Refrigeração de ar ou de água;
  • Aquecimento de ar ou de água;
  • Desumidificação do ar;
  • Umidificação do ar;
  • Filtragem/purificação do ar;
  • Mistura do ar interno/ externo;
  • Ventilação.
     

A refrigeração do ar doméstico, por exemplo, refrigera principalmente o ar retirado do espaço em um circuito fechado. Tal refrigeração também desumidifica o ar, já que a eventual umidade será condensada no interior da refrigeração de ar (em forma de gotículas) que são sucessivamente recolhidas e descarregadas para o lado externo por uma mangueira de borracha.
As unidades fechadas de controle, por outro lado, sendo desenvolvidas para ambientes críticos que alojam servidores ou equipamento de telecomunicações, precisam gerenciar a temperatura do ar e a umidade em um intervalo muito limitado e não apenas refrigeram e desumidificam o ar mas também aplicam o controle muito preciso da temperatura e da umidade por meio de aquecedores elétricos e umidificadores.
As unidades de tratamento de ar mais complexas incluem todas as funções acima descritas, normalmente alojadas em compartimentos separados.
Os chillers tratam água ao invés de ar, que é refrigerada em temperatura aproximada de 0°C (ou inferior, se misturada com anticongelante) ou aquecida na inversão do ciclo de refrigeração. 
 
As funções de aquecimento para ventilação, filtragem e mistura muitas vezes são genciadas utilizando componentes específicos como ventiladores, filtros, amortecedores e aquecedores elétricos ou caldeiras enquanto a principal ou as funções mais complexas são gerenciadas por sistemas complexos semelhantes a circuitos refrigerantes e umidificadores (consulte "RESFRIANDO (E AQUECENDO)" e "UMIDIFICAÇÃO").
 
É necessário fazer uma menção especial à solução normalmente utilizada para fornecer capacidade de refrigeração que utiliza a evaporação de um fluido no interior de um circuito instalado em contato com o ambiente a ser refrigerado. Os princípios fundamentais desta tecnologia são muito complexos.