O ciclo de ar – Como funciona o ar-condicionado?

O ar de um ambiente pode ser muito frio, muito úmido, muito seco, produzindo correntes de ar ou até mesmo não ter circulação.
Todas as condições acima podem ser mudadas tratando o ar, processo que chamamos de ciclo de condicionamento de ar.
O ciclo de condicionamento de ar está presente em todos os aparelhos que usamos para refrigerar um ambiente e nos trazer conforto, sejam elas aparelhos de janela, splits ou unidades centrais.
Todo aparelho que usamos para tornar confortável um ambiente baixando a temperatura do ar fazem outras funções também, como diminuir a umidade do ar e filtrá-lo. Daí tecnicamente o correto é se falar em aparelho de ar-condicionado e não de ar refrigerado.
O funcionamento do ciclo de condicionamento do ar

Todo ciclo de ar usa um ventilador, o equipamento que aciona ou impele o ar através do ciclo.
O ventilador, mostrado na figura ao lado, impele ou envia o ar através de um duto o qual é conectado a aberturas de entrada, localizadas no ambiente que deve ser condicionado.
Estas aberturas são comumente denominadas, saída, orifício de descarga ou terminal. O duto dirige o ar puro para ambiente através destes terminais ou saídas. O ar entrando no ambiente resfria ou aquece conforme as necessidades do projeto. Partículas de pó provenientes do ambiente passam a integrar o fluxo de ar, sendo levadas por ele.
O fluxo de ar proveniente do ambiente entra em um outro duto, denominado duto de retorno ou entrada ou retorno de ar, onde as partículas de pó ou partículas várias são extraídas em um filtro. Logo que o ar é limpo, ele pode ser aquecido ou resfriado conforme as necessidades projetadas para o ambiente a ser condicionado.
Se é necessário ar frio, o ar é circulado através da superfície de uma serpentina de resfriamento; se é necessário aquecê-lo, é circulado através de uma câmara de combustão, resistência elétrica ou serpentina de aquecimento. Finalmente é absorvido pelo ventilador o qual circula-o sendo desta forma completado o ciclo.
As partes essenciais que compõem o ciclo de ar-condicionado são:
Ventiladores
Em todos os sistemas de ar-condicionado é sempre utilizado um ventilador para produzir o movimento de ar. Nestes sistemas o ar que o ventilador movimenta está constituído de:
Todo o ar externo;
Todo o ar interno, também denominado ar de circulação;
Combinação do ar interno e externo
O ventilador “movimenta” ar do exterior ou do interior do espaço condicionado, porém na maior parte dos sistemas “movimenta” de ambas as partes ao mesmo tempo.
Como uma corrente de ar no interior do espaço condicionado causa desconforto, e por outro lado um movimento escasso do mesmo não permite o processo de rejeição de calor, a quantidade de ar fornecida pelo ventilador deve ser regulada.
Isto pode ser feito selecionando um ventilador que possa suprir a quantidade de ar correta, com uma velocidade calculada em forma tal de não produzir no ambiente correntes de ar ou movimento escasso de ar que nele é introduzido.
Dutos de insuflação
Os dutos de insuflação enviam ou dirigem o ar proveniente do ventilador ao ambiente condicionado. Deverão ser o mais curtos possíveis e possuir o mínimo de curvas para que o ar possa fluir livremente.
Em aparelhos como o ar-condicionado de janela ou o split, os dutos de insuflamento são tão curtos que a maior parte das pessoas acha que eles não existem. Na verdade existem sim e são feitos com as chamadas “evolutas”, que direcionam o ar
Grelhas de insuflação
As grelhas, uma vez que o ar foi conduzido pelo sistema de dutos, realizam a distribuição dele no ambiente a ser condicionado. São utilizadas para assegurar uma distribuição uniforme do ar em uma altura adequada acima do piso.
Alguns tipos distribuem o ar em forma de “leque” ou como jato direto, ou ainda outros realizam uma distribuição combinada mediante os processos acima mencionados
A posição, quantidade e tipo de grelha podem contribuir conforme os cuidados no projeto ao conforto ou desconforto da zona condicionada.
Ambiente a ser condicionado
O espaço que deve ser condicionado é uma das partes mais importantes pois dele depende a capacidade do ar-condicionado, nele estão as cargas térmicas, nele deve ser insuflado e retirado o ar.
Para se calcular a capacidade do ar-condicionado usa-se o cálculo de carga térmica.
Grelhas de retorno
São aberturas colocadas na superfície do ambiente, que permitem o ar passar para o duto de retorno. Estão normalmente colocadas na parede oposta às grelhas de insuflamento.
Por exemplo, se o duto de insuflamento está colocado no teto do ambiente ou numa parede próxima do teto, o duto de retorno deve ser colocado no piso, ou numa parede, próximo do piso.
Isto não é verdadeiro em todos os casos, em alguns sistemas ambos os dutos, de insuflamento e o de retorno estão colocados nas proximidades do piso ou do teto. A principal função do duto de retorno é a de permitir a passagem do ar desde o ambi­ente para o equipamento condicionador.
Filtros
Como já indicado, todo o ar insuflado em um recinto deve estar limpo. O equipamento usado para tal fim consiste em filtros de ar.
Normalmente são colocados em algum lugar no duto de ar de retorno. São fabricados conforme diversas condições e especificações, podendo ser do tipo seco, espuma de vidro ou de composições plásticas, ou eletrostático, que opera atraindo as partículas de pó ou sujeira mediante o uso da eletricidade.
Serpentinas de resfriamento e aquecimento
A serpentina de resfriamento, a de aquecimento ou a câmara de combustão podem ser localizadas antes ou depois do ventilador porém sempre depois do filtro. Um filtro antes destes integrantes do circuito é necessário para prevenir excesso de sujeira e de poeira sobre as superfícies das serpentinas.
Alguns aparelhos de ar-condicionado operam com o chamado ciclo reverso, onde a serpentina de aquecimento é a mesma de resfriamento. Consegue-se isso invertendo o percurso do gás refrigerante em geral através de uma válvula solenoide.
Outros aparelhos com capacidade de aquecimento usam resistências elétricas, tal como alguns splits da Gree. Deve-se evitar um aparelho desse tipo devido ao alto custo com a conta de energia.
Fonte: Portal da Refrigeração