O sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) de qualquer edifício é como o sistema respiratório de um ser humano. Controla o movimento, a qualidade e a temperatura do ar para ventilar, aquecer e resfriar o organismo. A energia é consumida pelas partes do sistema que aquecem e refrigeram o ar e o movimento do ar com ventiladores requer energia. O ar ou a água são aquecidos ou resfriados usando contato direto com calor ou refrigerantes e empurrados através de vias (dutos ou tubos), escapando através de saídas ou aberturas de ventilação até percorrer a estrutura. O ar ou a água retornam à sua origem para serem aquecidos ou resfriados novamente. Os padrões de ventilação bem projetados ajudam a circulação, introduzem ar fresco e controlam o acúmulo de dióxido de carbono (um subproduto da respiração humana), monóxido de carbono (de fontes de combustão) e gases tóxicos diversos de materiais de construção e atividades domésticas. Sistemas HVAC bem projetados, filtros passivos, isolamento e gravidade tornam o sistema mais eficaz e eficiente. Novas práticas e sistemas de conservação usando energias alternativas estão sendo projetadas para melhorar a eficiência.
Como um sistema HVAC funciona?A idéia básica
Uma abertura de calor em um sistema de ar forçado.Aquecimento
Uma chaminé e duto (à esquerda) sobem de um forno a gás.O calor pode ser ar direto ou forçado na natureza. Os sistemas diretos levam o calor diretamente para uma área, usando sistemas de piso radiante hidrônico (vapor ou água quente) ou elétrico, rodapés ou radiadores. Os sistemas de ar forçado aquecem o ar em um forno usando gás ou eletricidade e forçam-no por todo o edifício usando um ou mais ventiladores. O aquecimento de ar forçado depende de um "retorno" de ar frio ao forno e muitos sistemas de ar forçado têm dois conjuntos de dutos e saídas - um ar quente circulante e outro com saídas de ar no ou próximo ao chão para retornar o ar mais frio que está afundando. O calor também pode ser gerado por uma "bomba de calor" (também chamada de trocador), um gerador mais eficiente que usa compressão e condensação para extrair calor do ar em clima frio. As bombas de calor podem usar calor do ar ou do solo (geotérmica), mas perdem a eficiência quando a temperatura externa é muito mais baixa ou mais quente que o ar interno, tornando-as um complemento eficiente para sistemas de HVAC em algumas áreas.
Resfriamento
Uma unidade central de ar condicionado é basicamente uma bomba de calor unidirecional.Engenheiros ambientais e outros profissionais de controle climático freqüentemente usam "HVAC-R", ou aquecimento, ventilação, ar condicionado e refrigeração no lugar do HVAC mais antigo, porque a refrigeração se tornou tão importante para os sistemas de HVAC. Os aparelhos de ar condicionado tradicionais consistem em um compressor e um condensador que alternam o refrigerante refrigerado através de uma caixa denominada "manipulador de ar" no sistema de ventilação do edifício, usando o ventilador no forno para forçar o ar refrigerado pelo trabalho do duto até as aberturas existentes. Uma bomba de calor é basicamente um ar-condicionado bidirecional e as bombas de calor tornam os ar-condicionado mais eficientes do que os aquecedores. Onde não há trabalho no duto (por causa de um sistema de calor direto hidrônico ou elétrico), um sistema de ventilação deve ser instalado ou sistemas especializados, conhecidos como ar condicionado sem duto "mini-duto" ou "mini-split". Esses sistemas executam pequenos dutos que usam ventiladores de alta pressão ou acionam o próprio refrigerante em um manipulador de ar com um ventilador em cada sala para ser resfriado.
