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Estima-se que cerca de um terço da energia consumida na Europa seja destinada à produção de água quente para uso sanitário e aquecimento centralizado. Nos últimos anos, e de modo a providenciar a redução do consumo de energia, têm vindo a ser adotadas várias medidas com origem no protocolo 20-20-20: EPBD – aumento da eficiência energética dos edifícios em 20 %; ErP – aumento da eficiência dos equipamentos, redução de 20 % das emissões com efeito de estufa; ER – utilização de energias renováveis, 20 %, no consumo total de energia na UE.

Ainda que a redução do consumo de energia na climatização dos edifícios seja um fator importante, não nos podemos esquecer de que o objetivo final é procurar obter determinadas condições de conforto num edifício novo ou a reabilitar. Num país como o nosso, onde o consumo específico de energia implicado nos sistemas de climatização é incomparavelmente menor do que nos países do Norte da Europa, torna-se evidente que é necessário reforçar a componente de conforto térmico no edificado português.

No imediato, deveremos começar a projetar casas com necessidades energéticas quase nulas (NZEB) e instalar sistemas de climatização que proporcionem o máximo conforto com o mínimo consumo de energia. Atualmente, os sistemas de climatização que proporcionam a melhor relação entre o conforto e a redução do consumo energético são os sistemas de climatização radiante a muito baixa temperatura e em combinação com fontes de energia renovável.

1. Climatização radiante – O que é?

Nos últimos anos, o setor da climatização tem experimentado grandes avanços tecnológicos, destacando-se o desenvolvimento de sistemas com base em superfícies radiantes.

A climatização radiante é uma tecnologia inovadora com caraterísticas muito particulares, das quais se destacam a versatilidade, eficiência, conforto e o facto de não ter qualquer impacto visual. Estes atributos fazem com que um sistema radiante contribua significativamente para a poupança, através de uma maior eficiência energética, e proporcione melhor qualidade de vida aos utilizadores.

A versatilidade do sistema justifica-se pelo facto de permitir a sua instalação em tetos, paredes e pavimentos, seja em obras novas, seja na reabilitação de edifícios. Pode ser aplicado em edifícios residenciais, industriais e ainda no setor terciário.

A maior eficiência da tecnologia radiante, relativamente aos sistemas de climatização tradicionais, é justificada pelos níveis de temperatura da água com que um sistema pode funcionar: 30 – 35ºC no inverno e 14 – 17ºC no verão (dependendo sempre do valor calculado para o ponto de condensação). Ao dimensionar a instalação com espaçamentos reduzidos entre a tubagem, é possível trabalhar com temperaturas mais baixas no inverno e mais altas no verão e tirar partido da interligação da instalação radiante com os sistemas de energia renovável. Deste modo, teremos as caldeiras a funcionar com um maior rendimento e as bombas de calor a trabalhar com o COP (coefficient of performance) e/ou o EER (energy efficiency ratio) mais elevados, repercutindo-se tudo isto numa importante poupança de energia e uma correspondente redução nas emissões de gases poluentes para a atmosfera.

Num edifício dotado de um sistema de climatização radiante, a temperatura interior de conforto é mais baixa no inverno e mais alta no verão. Para alcançar a temperatura operativa pretendida, é possível atuar sobre a temperatura das superfícies, implicando menores quantidades de energia para modificar uniformemente a temperatura do ar e proporcionando um elevado nível de conforto aos utilizadores. Se a diferença de temperatura entre o interior e o exterior do edifício é menor, as perdas e os ganhos térmicos também serão menores, uma vez que são diretamente proporcionais a esse diferencial de temperatura. Deste modo, podemos afirmar que o sistema de climatização radiante é mais eficiente porque vai despender menos energia para vencer a carga térmica do edifício.

2. Climatização radiante – Os diferentes sistemas

Os sistemas radiantes evoluíram muito rapidamente graças à sua capacidade de proporcionar altos níveis de conforto no modo de aquecimento, mas, atualmente, verifica-se uma solicitação cada vez maior por parte dos utilizadores para que o mesmo sistema possa funcionar também no modo de arrefecimento. Esta procura deve-se ao facto de a troca térmica radiante realizada com uma superfície fria, a uma temperatura não muito diferente da temperatura do ar ambiente, propiciar uma sensação de bem-estar aos ocupantes dos espaços climatizados.

A climatização radiante engloba o aquecimento e arrefecimento ambiente em superfícies termicamente ativas, através de paredes, tetos e pavimentos. A norma de referência para o cálculo e dimensionamento é a EN1264, que engloba as diferentes tipologias de superfícies radiantes no modo de aquecimento e arrefecimento.

A climatização radiante engloba o aquecimento e arrefecimento ambiente em superfícies termicamente ativas, através de paredes, tetos e pavimentos.

3. Climatização radiante – Sistema de termorregulação e gestão das condensações

Os sistemas de termorregulação para sistemas de climatização radiante sofreram uma grande evolução nos últimos anos, sendo possível encontrar no mercado controladores e/ou servomotores de regulação simples, até aos sistemas de maior complexidade técnica com possibilidade de gestão e controlo remoto a partir do smartphone, tablet ou PC.

Para garantir conforto e a máxima eficiência de um sistema de climatização radiante, é impreterível dotar a instalação de um sistema de gestão e controlo capaz de atuar com base na temperatura ambiente, na temperatura da água do circuito hidráulico e simultaneamente garanta autoridade sobre o dew-point (ponto de condensação) sempre que a instalação radiante funcione no modo de arrefecimento. Para que tal seja possível, é necessário que se verifique uma interdependência entre o sistema de controlo primário, ao nível da temperatura da água, e o controlo secundário, ao nível da temperatura e humidade ambiente.

Assim, é imperativo instalar termostatos ambiente dotados de sondas de temperatura e humidade relativa, com interligação cablada, através de uma rede de comunicação bus, aos controladores do sistema de gestão técnica. Deste modo, os termostatos têm a possibilidade de calcular o dew-point em cada local climatizado, uma vez que estão a receber informação em tempo real do valor da temperatura de impulsão da água nos coletores de distribuição.

Para evitar a condensação, os controladores do sistema de gestão podem atuar diretamente sobre as válvulas misturadoras de três vias, aumentando a temperatura da água na impulsão, afastando-se do dew-point e não desativando o arrefecimento no local em risco de condensação, ou atuando indiretamente, através do fecho da eletroválvula correspondente ao circuito em risco de gerar condensação na superfície arrefecida.

É possível efetuar o controlo do ponto de condensação recorrendo a sistemas de desumidificação com ventilação mecânica, mas não tem sido esta a principal escolha dos decisores e/ou utilizadores dos sistemas de climatização, porque, em regra, os proprietários dos edifícios recorrem ao uso das superfícies radiantes para evitar os problemas típicos dos sistemas de ar condicionado tradicionais (alergias, ruídos, movimento forçado do ar, limpeza de filtros, etc.).

É totalmente desaconselhável, sobretudo nas instalações que funcionam em modo de arrefecimento, instalar um sistema de controlo a ponto fixo. Neste tipo de controlo, normalmente, não existe leitura da temperatura exterior, impossibilitando a otimização da temperatura de impulsão da água em função da variação das condições climáticas exteriores, para se conseguir maior conforto e mais economia de energia. Nestes casos, também não é possível garantir que a temperatura da superfície arrefecida não esteja abaixo do valor calculado para o ponto de condensação, podendo ocorrer o aparecimento de gotas de água na respetiva superfície.

Desaconselha-se ainda o uso de sistemas de regulação, estejam eles incorporados no gerador (p.e.: bomba de calor) ou em controladores/centralinas simples, cujo controlo da temperatura de impulsão em arrefecimento é efetuado com base apenas num ponto de leitura da humidade relativa no ambiente. Não conhecendo as condições termo higrométricas nos diferentes locais do edifício climatizado, não é possível garantir um controlo dinâmico da condensação.

4. Climatização radiante – Conclusões

Para que exista conforto térmico, é importante que todas as partes do corpo humano experienciem a mesma intensidade de radiação térmica. Os sistemas de climatização radiante têm essa capacidade, a de diminuir a assimetria radiante, promovendo um modo mais confortável e económico de aquecer ou arrefecer o ar ambiente, quando comparados com os tradicionais sistemas de ventilação forçada.

Os tetos, paredes e pavimentos radiantes são já uma realidade incontornável no panorama da climatização em Portugal e estão, cada vez mais, a alterar o paradigma dos sistemas de aquecimento e arrefecimento dos edifícios nos setores residencial e terciário.

Atualmente, existe tecnologia radiante disponível no mercado nacional que permite garantir aos utilizadores, em casas novas ou reabilitadas, adequada capacidade de resposta do sistema, elevado nível de conforto e baixos consumos de energia. Prova disso são os milhares de sistemas de aquecimento e arrefecimento radiante instalados nos últimos anos, um pouco por todo o país e em diferentes tipologias de edifícios: igrejas, fundações, museus, unidades de cuidados continuados, hospitais, centros de alto rendimento, Spas, centros de formação, escritórios de empresas, showrooms, moradias e apartamentos.

Mais do que disseminar a climatização radiante, pretende-se com este artigo esclarecer e tranquilizar os técnicos do setor menos esclarecidos de que é possível proporcionar aquecimento e arrefecimento através das superfícies radiantes. Tal como se explicita nas normas e literatura de referência e desde que os sistemas de termorregulação utilizados sejam os mais adequados, é possível, por exemplo, aquecer pelo teto e arrefecer pelo pavimento, obtendo conforto com eficiência.

Atualmente, muitos utilizadores dos edifícios, sobretudo ao nível do setor terciário, estão saturados de permanecer em espaços climatizados através de sistemas AVAC que não proporcionam o verdadeiro conforto e não garantem totalmente a salubridade do ar interior. Seja devido a uma manutenção deficiente ou inadequada, seja devida a uma instalação mal executada, falta de inspeção, tratamento do ar inadequado, a verdade é que a percentagem de pessoas insatisfeitas com os sistemas de climatização tradicionais é muito elevada.

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