Em uma edificação energeticamente eficiente, o consumo de energia para manter as atividades às quais a edificação se destina é o menor possível, graças não apenas ao uso de processos com eficiência elevada, mas, também, devido à minimização da energia útil requerida nesses processos. Então, antes mesmo de investir em sistemas, equipamentos e componentes de alta eficiência energética, é necessário investir em projeto, operação e manutenção eficientes.
Em relação ao projeto, a arquitetura tem importância crucial, principalmente em relação às soluções de envoltória integradas com soluções passivas. Na operação das instalações prediais, estratégias e técnicas de controle eficazes devem ser implementadas para manter a operação ótima dos diferentes processos.
Quanto à manutenção, devem ser adotadas estratégias preditivas que maximizem a disponibilidade em consonância com a eficiência energética.
Do ponto de vista dos sistemas de AVAC-R essas medidas contribuem para manter uma eficiência térmica adequada, mas não dispensam a realização de projetos de engenharia que incorporem soluções eficazes. Em relação a isso, além de componentes e equipamentos de alto desempenho é importante investir em soluções ativas de baixa intensidade energética.
Em relação às soluções mais eficientes, as alternativas são diversas. Um estudo realizado pelo DOE (Departamento de Energia estadunidense) em 2002 elencou um conjunto de 15 tecnologias de maior relevância em termos de seu potencial de economia de energia, entre estas destacam-se:
- – Sistema dedicados de ar exterior (DOAS),
- – Superfícies radiantes e vigas frias, e
- – Equipamentos de recuperação energética.
Tais tecnologias são de domínio generalizado e disponíveis comercialmente, portanto de aplicabilidade; contudo, uma análise de viabilidade econômica e retorno de investimento deve ser considerada caso-a-caso.
Em relação aos sistemas DOAS, adota-se uma unidade de tratamento de ar que condiciona o ar de renovação requerido separadamente do ar de retorno do espaço condicionado. A economia de energia pode ser obtida executando a separação de cargas sensível/latente em temperatura de evaporação mais alta, o que eleva a eficiência energética. A economia de energia pode ser ainda maior por um controle inteligente da vazão de ar de renovação que ajuste apenas a quantidade de ar de ventilação necessária e, ainda, pelo uso de recuperação de entalpia do ar de exaustão.
Edifícios com sistemas de teto radiante/vigas frias, removem a carga térmica do ar ambiente por convecção natural e radiação. A economia de energia neste caso resulta de uma redução significativa na energia para movimentação do ar e a operação do chiller com maior temperatura de evaporação, para um maior valor de setpoint de água gelada para os painéis radiantes.
Diferentes tipos de trocadores de calor ar-ar são usados para recuperação térmica com potencial para reduzir significativamente a energia requerida pela carga térmica de tratamento do ar exterior de ventilação. Trata-se de uma tecnologia com retorno de investimento viável (1 a 3 anos) aplicável de forma eficaz em edifícios com boa qualidade de construção, onde o sistema de AVAC utiliza dutos de retorno/exaustão próximos entre si.
As limitações de aplicação das alternativas mencionadas são econômicas e ambientais e seu sucesso depende de sistemas de controle com protocolos bem definidos e operantes.
João Pimenta, é engenheiro mecânico, professor doutor no curso de engenharia mecânica da Universidade de Brasília
