Arrefecimento adiabático: diferenças técnicas entre soluções para telhados móveis e fixos
O arrefecimento adiabático é uma tecnologia baseada em todo o lado no mesmo princípio físico: a evaporação da água para captar o calor do ar. Mas a arquitetura da solução (móvel no solo ou fixa no telhado) altera radicalmente o seu desempenho real, as restrições de instalação e o custo total. Este guia decifra as diferenças que são ignoradas na literatura de vendas.
Visão geral
A mesma tecnologia, duas arquitecturas radicalmente diferentes
O bioclimatização e o arrefecimento evaporativo pertencem à mesma família tecnológica: o arrefecimento adiabático. O princípio físico é invariável. O ar quente é posto em contacto com a água, que se evapora. Esta mudança de estado capta a energia térmica e baixa a temperatura do ar, que é depois difundido no espaço a tratar.
Esta tecnologia oferece uma alternativa ao ar condicionado convencional, com um impacto energético 6 a 10 vezes inferior. Mas a arquitetura do sistema muda tudo. Coexistem duas abordagens principais no mercado BtoB: soluções adiabáticas fixas instaladas no telhado e soluções adiabáticas móveis instaladas diretamente no chão do edifício a tratar. Estas duas abordagens não produzem os mesmos resultados.
As duas principais diferenças na visão global
Existem seis diferenças técnicas entre as soluções de teto móvel e fixo:
(cobertura exterior vs. pavimento interior reciclado)
(algumas horas vs. cerca de 90 minutos)
(estável ou progressivo)
(trabalho pesado vs 24-48h de destacamento)
(proteção contra a geada obrigatória vs armazenamento simples)
(acesso ao telhado, filtros externos vs manutenção do solo)
Estas seis diferenças não têm o mesmo peso numa decisão industrial. Duas delas explicam, por si só, a maior parte das diferenças de desempenho real observadas entre as duas arquitecturas: a origem do ar aspirado e o tempo de arrefecimento. São precisamente estes dois pontos que são analisados em pormenor mais adiante. As outras quatro diferenças, bem como um quadro comparativo do TCO a 5 anos e uma análise das desvantagens do arrefecimento adiabático para cada arquitetura, são descritas no guia PDF que pode descarregar no final desta página.
O ponto físico decisivo: a origem do ar aspirado
Uma solução fixa instalada no telhado aspira o ar exterior. Uma solução móvel instalada no chão, no espaço a tratar, aspira ar do interior do edifício. Esta diferença pode parecer secundária. No entanto, determina a maior parte da eficiência real.
Numa instalação fixa no telhado, durante uma onda de calor, o ar exterior aspirado é o ar mais quente disponível. Não há zonas de sombra, nem proteção, nem efeito de máscara térmica. Assim, o equipamento tem de arrefecer o ar de alimentação a 35, 38 ou 40°C para produzir ar fresco para o edifício. O desempenho depende inteiramente da diferença entre a temperatura exterior e a temperatura do ponto de orvalho.
Numa instalação móvel montada no chão, o equipamento aspira o ar já presente no edifício, que é mais frio do que o ar exterior graças ao efeito térmico das paredes e do chão. À medida que a máquina arrefece a zona a tratar, o próprio ar que aspira torna-se progressivamente mais frio. O sistema entra num círculo virtuoso: quanto mais a zona é arrefecida, mais fresco é o ar aspirado, melhor é o desempenho.
Esta diferença explica porque é que um chiller adiabático industrial móvel atinge o seu desempenho ótimo após cerca de 90 minutos, com ganhos de temperatura graduais e duradouros. Uma solução fixa no telhado, por outro lado, permanece estável durante todo o dia, com a eficiência a começar a melhorar apenas no final da tarde, quando a temperatura exterior começa a descer.
O segundo ponto decisivo: o tempo necessário para que a temperatura desça e o colchão térmico
Num edifício industrial com uma altura de teto significativa, o calor segue a lei física da estratificação. O ar quente sobe, o ar frio desce. O resultado é o que os engenheiros térmicos chamam de “colchão térmico”: uma camada de ar muito quente que é armazenada no topo do edifício, muitas vezes entre 6 e 10 metros de altura.
Este colchão térmico não tem qualquer utilidade operacional. Os operadores trabalham no andar de baixo, as máquinas produzem no andar de baixo, as estações de trabalho estão no andar de baixo. O ar quente em cima é um desperdício térmico.
Uma solução de cobertura fixa distribui o seu ar fresco a partir de cima, através de condutas ou de distribuição a granel. Deve, portanto, primeiro “atacar” este colchão térmico antes de o ar fresco descer para as zonas úteis. O resultado é que o tempo necessário para que a temperatura desça até aos postos de trabalho ultrapassa muitas vezes a duração de um dia inteiro de trabalho.
Uma solução de piso móvel, por outro lado, distribui o ar diretamente aos operadores. O ar fresco chega onde é necessário. Demora cerca de 90 minutos a baixar a temperatura, o que torna a solução compatível com os turnos da manhã.
Esta diferença no tempo de redução da temperatura é o segundo critério que explica as diferenças de desempenho observadas no terreno. Para uma comparação completa das 4 principais famílias de soluções (incluindo as duas arquitecturas adiabáticas), vê a nossa comparação de refrigeradores de ar.
Bio-ar condicionado e ar condicionado ecológico: esclarecimentos terminológicos
Os termos “bio-ar condicionado” e “ar condicionado ecológico” são frequentemente utilizados no discurso comercial para designar as duas arquitecturas adiabáticas. Não se referem a tecnologias distintas, mas ao mesmo princípio físico de arrefecimento evaporativo.
Assim, a verdadeira questão não é “bio-ar condicionado vs. ar condicionado convencional” (um debate mal colocado), mas “arquitetura adiabática móvel vs. arquitetura adiabática fixa montada no telhado”. É esta distinção que determina o desempenho real, as restrições de funcionamento e o TCO a 5 anos.
Descarrega o guia completo: as 4 outras diferenças + TCO a 5 anos
Esta página apresenta em pormenor as duas diferenças físicas mais decisivas entre as duas arquitecturas. O guia completo em PDF abrange as 6 diferenças e fornece as ferramentas de decisão para te ajudar a decidir:
As 4 diferenças não abordadas nesta página (instalação, funcionamento no inverno, manutenção, eficiência energética diária)
Uma tabela que compara o TCO em 5 anos para as duas arquitecturas num local típico de 2000 m²
Análise completa dos inconvenientes do arrefecimento adiabático para cada arquitetura
Dois diagramas técnicos: estratificação térmica e ciclo descendente de temperatura
Uma matriz de decisão para identificar a arquitetura mais adequada para o teu sítio
Estudo de caso: um local de processamento de plásticos que comparou as duas soluções
Para saber mais sobre o teu projeto
Se quiseres analisar melhor a tua decisão, vê também :
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