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O clima interno é considerado confortável quando a umidade e a temperatura são percebidas pelas pessoas como agradáveis. Em casas modernas, isso é garantido pela ventilação do espaço de vida e em grandes edifícios por sistemas de HVAC. Infelizmente, quando se trata de ar condicionado de conforto, pouca atenção é dada à umidade e sua influência no clima interno e no nível de conforto - muitas vezes com consequências graves.
A situação é um tanto diferente no comércio e na indústria. Se a qualidade do produto ou os processos de fabricação dependem crucialmente da umidade do ar interno, o ar fornecido é monitorado precisamente com sensores ou dispositivos de medição de umidade. O mesmo se aplica ao armazenamento de bens sensíveis à umidade ou a objetos de valor e artefatos.
A umidade do ar interior também desempenha um papel importante na saúde das pessoas. Afinal, envelopes de construção com eficiência energética e cada vez mais estreitos significam ar interno seco se não houver controle de umidade por meio do ar fornecido e de exaustão. Isso tem um impacto negativo nas membranas mucosas e significa um risco aumentado de infecção. O excesso de umidade pode levar à condensação e à formação de esporos ou mofo, o que pode ter efeitos adversos na saúde, na estrutura da construção ou nos móveis. É por isso que um clima interno ideal sempre depende da manutenção da umidade correta do ar interno. No entanto, isso ainda não é considerado o suficiente na engenharia de serviços de construção. O relatório mostra que a umidade do ar interno desempenha um papel importante no correto projeto dos sistemas de ventilação e ar condicionado, fato que finalmente está sendo reconhecido por especialistas.
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Existem vários regulamentos internacionais para sistemas HVAC em áreas residenciais e não residenciais. Do ponto de vista do edifício, o mais importante é a série de normas EN 16798. Seu foco principal está sempre na qualidade do ar nos quartos e na higiene do ar. Nesse ínterim, a operação com eficiência energética também se tornou cada vez mais importante. Os requisitos dos regulamentos, normas ou diretivas dizem respeito aos procedimentos de teste e medição para a transferência, execução e operação, higiene, inspeções de higiene ou manutenção e serviço dos sistemas.
Mas qual é o real significado da umidade interna nas normas e legislações internacionais e qual é a situação atual? Vejamos um exemplo: Desde 1 de janeiro de 2018, novos valores mínimos de recuperação de calor são aplicáveis na Europa para sistemas de ventilação não residenciais. Para sistemas de circuito fechado, isso é 68 por cento, para trocadores de calor rotativos e de placas, 73 por cento. Isso é estipulado pela Diretiva de Ecodesign, ou mais precisamente sua implementação pelo Regulamento UE 1253/2014 “Requisitos de Ecodesign para unidades de ventilação”.
As associações europeias da indústria Eurovent e EVIA estão atualmente trabalhando na incorporação de recuperação de umidade no regulamento da UE junto com medidas de aumento de eficiência para sistemas de ventilação não residenciais para recuperação de calor e umidade. Isso significa a energia associada para a desumidificação (resfriamento), bem como toda a umidificação e proteção contra congelamento necessárias. Portanto, parece ser importante. Mas, além deste exemplo, o que mais está em desenvolvimento e qual é o estado atual das normas e regulamentações europeias com relação à umidade interna?
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Existem vários regulamentos internacionais para sistemas HVAC em áreas residenciais e não residenciais. Do ponto de vista do edifício, o mais importante é a série de normas EN 16798. Seu foco principal está sempre na qualidade do ar nos quartos e na higiene do ar.
Se a condensação não for desejável ao resfriar com um ar condicionado ou sistema HVAC, é importante manter o ar interno acima do ponto de orvalho. Isso vai economizar energia. Mas isso também faz sentido e a medição constante de temperatura e umidade relativa nos ambientes é uma variável de referência adequada?
Dependendo da localização, estação do ano e aplicação, o ar fornecido para salas, instalações de produção ou armazenamento precisa ser umidificado ou desumidificado de diferentes maneiras. Por exemplo, o valor ideal para as pessoas é uma umidade relativa constante de 40% no ar interno, quase o mais possível. Isso é diferente no caso do antibiótico indispensável penicilina. Isso é produzido de forma mais confiável em uma umidade relativa de 60 por cento. O mesmo se aplica ao valor de umidade na impressão rotativa na indústria de papel.
A umidificação técnica é realizada isotermicamente com vapor ou adiabaticamente por evaporação, nebulização e atomização da água. A desumidificação é realizada por meio de processos de adsorção e condensação. Isso quase sempre requer entrada de energia adicional, geralmente elétrica, mas ocasionalmente com gás. No entanto, a umidade do ar nas salas raramente é a variável de referência significativa ao planejar um sistema de ventilação ou ar condicionado. Mas talvez seja melhor trabalhar com o operador para determinar quais serão os requisitos e como a umidade do ar nas salas pode ser garantida com base nisso, antes de projetar os sistemas de ar condicionado e ventilação? Pode até fazer sentido recuperar a umidade. E, se a umidade relativa do ar for levada em consideração com previsão e medida continuamente, será que energia, dinheiro e, acima de tudo, emissões de CO2 podem ser economizados de forma significativa se a umidade do ar nos quartos for introduzida como uma variável de referência para a tecnologia de ar condicionado e ventilação? O relatório fornece respostas sobre o real significado da umidade no ar que consumimos.
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Umidade do ar nos quartos:
a nova variável de referência?
(lendo o artigo de amostra 3 da série de 4 partes)
O que é o ar “úmido”, quando ou por que fica “seco”, quanta energia térmica contém e o que tudo isso tem a ver com a entalpia específica? Uma visão das correlações entre umidade, secura, energia térmica e entalpia é fornecida pela física, mais precisamente pelas leis da termodinâmica. Qualquer pessoa que tenha compreendido este assunto não totalmente simples sabe, por exemplo, sobre as possíveis maneiras de brincar com o ponto de orvalho da água em refrigeradores evaporativos, pode explicar o conceito de temperatura de bulbo úmido sem pensar duas vezes e tem uma compreensão impressionante das mudanças isentrópicas de estado - para não mencionar, ser capaz de caminhar pelo diagrama hx com total precisão, mesmo sem um vídeo explicativo como back-up.
Hoje em dia, no entanto, o projeto de unidades de ar condicionado, sistemas HVAC ou sistemas de resfriamento é muitas vezes executado por programas de computador. O perigo disso: o conhecimento especializado obtido por planejadores ou engenheiros de fábrica sobre o comportamento termodinâmico está cada vez mais sendo esquecido. E às vezes simplesmente não há tempo suficiente no dia-a-dia para pensar em uma alternativa com eficiência energética.
Porém, talvez pensando em tecnologia de ar condicionado ou unidades de resfriamento com mais profundidade, um ou dois kW de energia de resfriamento gerada mecanicamente possam ser economizados ou um sistema de refrigeração pode até se tornar supérfluo? Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de faixas de limite de temperatura de resfriamento. Ou seja, desde que sejam devidamente compreendidas as possibilidades de resfriamento adiabático, mas também novas para recuperação de umidade. É aqui que o conhecimento termodinâmico ajuda a lidar “corretamente” com o ar úmido.
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