A redução do consumo de energia em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) está se tornando cada vez mais importante devido ao aumento do custo dos combustíveis fósseis e às preocupações ambientais. Portanto, encontrar novas maneiras de reduzir o consumo de energia em edifícios sem comprometer o conforto e a qualidade do ar interno é um desafio contínuo de pesquisa. Uma maneira comprovada de alcançar a eficiência energética em sistemas HVAC é projetar sistemas que utilizem novas configurações de componentes de sistemas existentes. Cada disciplina de HVAC possui requisitos de projeto específicos e cada uma apresenta oportunidades de economia de energia. Sistemas HVAC energeticamente eficientes podem ser criados reconfigurando sistemas tradicionais para fazer uso mais estratégico de componentes de sistemas existentes. Pesquisas recentes demonstraram que uma combinação de tecnologias de ar condicionado existentes pode oferecer soluções eficazes para conservação de energia e conforto térmico. Este artigo investiga e analisa as diferentes tecnologias e abordagens e demonstra sua capacidade de melhorar o desempenho de sistemas HVAC a fim de reduzir o consumo de energia. Para cada estratégia, uma breve descrição é apresentada primeiro e, em seguida, revisando os estudos anteriores, a influência desse método na economia de energia do HVAC é investigada. Por fim, é realizado um estudo comparativo entre essas abordagens.
5. Sistemas de recuperação de calor
Os padrões ASHRAE recomendam a quantidade de ar fresco necessária para diferentes edifícios. O ar não condicionado aumenta significativamente as necessidades de resfriamento do edifício, o que, em última análise, leva a um aumento no consumo geral de energia dos sistemas HVAC do edifício. Na planta de resfriamento central, a quantidade de ar fresco é determinada com base nos limites superiores das concentrações de poluentes do ar interno, que normalmente estão entre 10% e 30% da vazão total de ar [69]. Em edifícios modernos, as perdas por ventilação podem chegar a mais de 50% das perdas térmicas totais [70]. No entanto, a ventilação mecânica pode consumir até 50% da energia elétrica usada em edifícios residenciais [71]. Além disso, em regiões quentes e úmidas, os sistemas de ventilação mecânica são responsáveis por cerca de 20 a 40% do uso total de energia dos sistemas de ar condicionado [72]. Nasif et al. [75] estudaram o consumo anual de energia de um ar condicionado acoplado a um trocador de calor de entalpia/membrana e o compararam com um ar condicionado convencional. Eles descobriram que, em climas úmidos, é possível economizar energia anualmente até 8% ao usar o trocador de calor de membrana em vez de um sistema HVAC convencional.
Trocador de calor total HoltopÉ feito de papel ER, que se destaca pela alta permeabilidade à umidade, boa estanqueidade ao ar, excelente resistência ao rasgo e ao envelhecimento. O espaço entre as fibras é muito pequeno, permitindo a passagem apenas de moléculas de umidade de pequeno diâmetro, enquanto as moléculas de odor de maior diâmetro não conseguem. Dessa forma, a temperatura e a umidade podem ser recuperadas suavemente, evitando a infiltração de poluentes no ar fresco.
6. Efeito do comportamento do edifício
O consumo de energia de um sistema HVAC depende não apenas de seu desempenho e parâmetros operacionais, mas também das características da demanda de aquecimento e resfriamento e do comportamento termodinâmico do edifício. A carga real dos sistemas HVAC é menor do que a projetada na maioria dos períodos de operação devido ao comportamento do edifício. Portanto, os fatores mais importantes que contribuem para a redução do uso de energia do HVAC em um determinado edifício são o controle adequado da demanda de aquecimento e resfriamento. O controle integrado dos componentes da carga de resfriamento do edifício, como radiação solar, iluminação e ar fresco, pode resultar em economias significativas de energia na planta de resfriamento de um edifício. Estima-se que cerca de 70% da economia de energia seja possível por meio do uso de melhores tecnologias de projeto para coordenar a demanda do edifício com a capacidade do sistema HVAC. Korolija et al. investigaram a relação entre a carga de aquecimento e resfriamento do edifício e o subsequente uso de energia com diferentes sistemas HVAC. Seus resultados indicaram que o desempenho energético do edifício não pode ser avaliado apenas com base na demanda de aquecimento e resfriamento do edifício devido à sua dependência das características térmicas do HVAC. Huang et al. desenvolveram e avaliaram cinco funções de controle de gerenciamento de energia programadas de acordo com o comportamento do edifício e implementadas para um sistema HVAC de volume de ar variável. Os resultados da simulação demonstraram que uma economia de energia de 17% pode ser alcançada quando o sistema é operado com essas funções de controle.
Os sistemas HVAC convencionais dependem fortemente de energia gerada a partir de combustíveis fósseis, que estão se esgotando rapidamente. Isso, juntamente com a crescente demanda por infraestrutura e eletrodomésticos de baixo custo, exigiu novas instalações e grandes reformas em edifícios ocupados para alcançar a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental. Portanto, encontrar novas maneiras de construir edifícios verdes sem comprometer o conforto e a qualidade do ar interno continua sendo um desafio para pesquisa e desenvolvimento. A redução geral alcançável no consumo de energia e a melhoria do conforto humano nos edifícios dependem do desempenho dos sistemas HVAC. Uma maneira comprovada de alcançar a eficiência energética em sistemas HVAC é projetar sistemas que utilizem novas configurações de componentes de sistemas existentes. Pesquisas recentes demonstraram que uma combinação de tecnologias de ar condicionado existentes pode oferecer soluções eficazes para a conservação de energia e o conforto térmico. Neste artigo, várias estratégias de economia de energia para sistemas HVAC foram investigadas e seu potencial para melhorar o desempenho do sistema foi discutido. Constatou-se que vários fatores, como condições climáticas, conforto térmico esperado, custo inicial e de capital, disponibilidade de fontes de energia e aplicação.
Leia o artigo completo emARTIGO DE REVISÃO SOBRE TECNOLOGIAS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA AQUECIMENTO, VENTILAÇÃO E AR CONDICIONADO - HVAC
TY – DIA
AU – Bhagwat, Ajay
AU – Teli, S.
AU – Gunaki, Pradeep
AU – Majali, Vijay
PY – 01/12/2015
SP -
T1 – Artigo de revisão sobre tecnologias de eficiência energética para aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC)
VL – 6
JO – Revista Internacional de Pesquisa Científica e de Engenharia
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Data de publicação: 10 de julho de 2020
