Trocador de calor, peça essencial nos processos de recuperação de calor

   Conhece a importância do trocador de calor nos sistemas de ventilação? O trocador de calor é um componente chave no funcionamento dos recuperadores de calor e, consequentemente, nos sistemas de ventilação mecânica de dupla fluxo. A seguir, iremos rever as implicações da normativa espanhola sobre estes elementos.

O CTE DB HE, Economia de energia indica que a utilização dos edifícios pelos seus ocupantes deve ser feita utilizando de forma racional a energia necessária. Assim, deve-se reduzir a limites sustentáveis o consumo energético, que por sua vez se procurará que proceda de fontes de energia renovável. Trata-se de contemplar e seguir estas diretrizes tanto no processo de projeto como durante a construção e vida útil do próprio edifício (uso e manutenção).

Qual é o objetivo de um recuperador de calor?

Os recuperadores de calor do ar de extração nos sistemas de ventilação e climatização permitem manter uma qualidade do ar interior apropriada sem hipotecar energeticamente os sistemas de adequação higrotérmica do ar impulsionado para os compartimentos do edifício. A utilização de recuperadores de calor em instalações de ventilação e climatização permite que se utilize o calor sensível e latente residual do próprio processo para conseguir tanto uma redução da central energética (custos de investimento) como uma diminuição do consumo de energia de funcionamento (custos de exploração).

De que parâmetros depende a quantidade de energia recuperada pelo recuperador?

De acordo com o registo de documentos reconhecidos com caráter público e informativo do RITE, “Economia e recuperação de energia em instalações de climatização”, a equação que permite calcular a energia que um recuperador de calor é capaz de recuperar (E) é o resultado de multiplicar o caudal mássico (mas), a diferença de entalpia (Δh) do ar que ocorre entre a saída e a entrada no recuperador, e o tempo de funcionamento (t):

E = mas Δh t

Assim, em um edifício, a energia recuperada do ar de extração será maior se:

• Os caudais de ar exterior de extração são elevados.
• O número de horas que a instalação está em funcionamento é elevado.
• A estação de verão caracteriza-se por um elevado número de horas com temperaturas de bulbo seco e bulbo húmido relativamente elevadas, e a estação invernal, por um elevado número de graus-dias.

Por outro lado, os saltos térmicos ΔW e ΔT estão diretamente relacionados com a eficiência dos sistemas de recuperação (precisamente, é a eficiência mínima que fica prescrita na regulamentação).

A eficiência (ε) de qualquer trocador será o resultado de dividir a quantidade de energia recuperada pela quantidade máxima de energia recuperável:

  ε = Quantidade de energia recuperada / Quantidade máxima de energia recuperável

Dependendo do tipo de energia trocada, falamos de energia sensível (associada à temperatura de bulbo seco), latente (associada à umidade específica, seria a massa de vapor de água trocada) ou total (associada ao conteúdo em entalpia específica).

Tipos de recuperadores

Para recuperar a energia do ar expulsado para o exterior de um edifício, nas instalações de ventilação e climatização por ar, podem ser utilizados diferentes tipos de recuperadores:

• Recuperador de placas.
• Recuperador rotativo.
• Túbulos de calor (heat pipe).
• Dupla bateria de água.
• Bateria exterior.
• Bateria em circuito de água.
• Recuperação ativa por circuito frigorífico.

Embora todos os equipamentos utilizados permitam trocar energia entre o ar de impulsão e o de extração, todos também introduzem uma perda de carga adicional, o que provoca um aumento no consumo energético dos ventiladores que buscam manter os mesmos caudais em circulação na instalação. Apenas a instalação de um recuperador de energia evitará que ocorra essa perda de carga adicional.