O que os sistemas HVAC fazem pela sua casa?

Os sistemas de aquecimento autônomos se qualificam como sistemas HVAC parciais (isso é o que significa o "H"), assim como os sistemas autônomos de ar condicionado (designado pelas letras "AC"), mas quando você combina os dois e adiciona "V" para ventilação - que é talvez a função mais importante - você tem um full-on sistema HVAC. Ele fornece uma casa com conforto térmico e ventilação, o que torna a vida moderna agradável e conveniente.

A ventilação é de extrema importância porque os edifícios modernos são tão bem isolados e hermeticamente fechados que o ar externo não pode entrar facilmente. Muito do ar usado pelo sistema HVAC é recirculado através de uma série de filtros que removem tantos alérgenos e outros patógenos quanto possível, e a filtração eficiente nunca foi tão importante quanto durante o COVID-19 pandemia. Um sistema HVAC bem projetado e funcionando corretamente mantém uma temperatura confortável, mantém o ar respirável, previne doenças e faz tudo isso consumindo o mínimo de energia possível.

Dica

Configuração de um sistema HVAC típico

O coração de um sistema HVAC é um dispositivo que regula a temperatura do ar. Pode ser tão básico como um aquecedor a gás ou elétrico ou um ar condicionado, ou tão sofisticado como uma bomba de calor que tem uma função dupla de aquecedor e resfriador. Um soprador envia ar condicionado por um sistema de dutos que distribui o ar por toda a casa quando o termostato, que monitora a temperatura interna, envia o sinal. Os dutos são normalmente feitos de aço galvanizado e têm um seção transversal retangular então eles vão caber atrás das paredes e embaixo do chão. Eles terminam em pisos e paredes, onde são protegidos por tampas de ventilação.

Se isso fosse tudo, o sistema de aquecimento e resfriamento logo ficaria sem ar para circulam, então um sistema HVAC também costuma incluir um sistema de dutos de retorno que recirculam o ar de volta para a fonte. O ar que circula pelo sistema HVAC repetidamente pode se tornar obsoleto, no entanto, muitos sistemas também incluem um ar trocador que esgota parte do ar de fora do prédio e o troca com ar fresco de fora para melhorar o interior qualidade do ar.

Casas e apartamentos pequenos às vezes contam com sistemas sem dutos, que consistem em um painel montado na parede aquecedor ou ar condicionado conectado a um compressor externo. Cada um desses sistemas divididos pode regular a temperatura em um único cômodo, mas não em uma casa inteira, e não fornecem ventilação. No lado positivo, os sistemas sem dutos não exigem dutos, que são caros para instalar, e também consomem menos energia do que as unidades centrais de HVAC de ar forçado.

Cada casa precisa de um sistema de aquecimento

A maioria das pessoas que vivem na América do Norte experimenta temperaturas congelantes no inverno e, para elas, um sistema de aquecimento é mais do que uma conveniência - é uma questão de sobrevivência. No início do século 20, era comum fornecer calor queimando carvão ou óleo em uma fornalha ou fervendo água e fazendo-a circular por um sistema de radiadores. Embora esses sistemas ainda existam em algumas casas mais antigas, eles são ineficientes e foram amplamente substituídos por equipamentos de aquecimento central mais modernos, como fornos elétricos ou a gás ou bombas de calor.

Bombas de calor, que são apropriados para as partes mais temperadas do sul dos Estados Unidos, funcionam em um princípio diferente dos fornos. Considerando que uma fornalha produz calor diretamente pela queima de gás ou usando bobinas de aquecimento elétrico, um bomba de calor, com a ajuda de um ar condicionado, extrai calor do ar externo usando um processo semelhante ao usado por um ar condicionado. No entanto, enquanto um ar condicionado esgota o ar quente externo e recircula o ar resfriado, uma bomba de calor recircula o ar quente e esgota o ar resfriado. Essa inversão permite aquecer e resfriar uma casa com o mesmo sistema.

Nem todas as casas contam com aquecimento central de ar forçado. O calor radiante, que é fornecido por tubos de água quente ou elementos de aquecimento elétrico instalados no piso, é uma alternativa de economia de energia ao ar forçado que depende de convecção para distribuição de calor. Aquecedores de rodapé, que podem ser hidrônicos ou elétricos, também dependem de convecção. Em casas com sistemas hidrônicos, a água quente pode ser fornecida por um aquecedor de água convencional ou - como é comum nas antigas casas - por uma caldeira, e um termostato regula a temperatura, controlando a circulação da água através do tubos.

Noções básicas de unidades de ar condicionado

Nos meses de verão, sistemas de ar condicionado são tão importantes para a manutenção de um ambiente confortável quanto os sistemas de aquecimento no inverno, especialmente durante os períodos de calor extremo. Embora seja possível construir um sistema de refrigeração que funcione com a queima de gás natural ou propano, isso é raro, e a maioria das unidades de CA funciona com eletricidade de 240 volts. Os sistemas centrais de ar mais comuns são sistemas divididos em que o soprador está localizado dentro de casa, e a unidade condensadora e suas serpentinas de refrigeração ficam do lado de fora, geralmente perto da casa.

Um ar condicionado não produz tanto ar frio quanto extrai o calor do ar interno. Um sistema de ar condicionado central deve ter uma rede de aberturas de retorno que permita que a unidade circule o ar do construindo sobre as serpentinas de refrigeração, extraia e exaure o calor e recircule o ar resfriado em todo o prédio. Esta circulação e recirculação são frequentemente realizadas por um Manipulador de ar, que abriga sopradores, filtros e, às vezes, bobinas de refrigeração. As serpentinas de refrigeração ficam dentro do plenum, que é a parte superior do manipulador de ar onde os dutos são fixados, de forma que o ar frio vai direto para os dutos. Em um sistema que inclui um forno, as bobinas ficam logo acima do trocador de calor e tanto o ar condicionado quanto o forno usam o mesmo sistema de dutos.

Colocando o "V" em HVAC

A ventilação e o ar condicionado andam de mãos dadas porque, sem ventilação, o ar recirculado fica viciado e coleta umidade, o que pode levar ao crescimento de mofo e outros problemas. Você poderia abrir algumas janelas para permitir a circulação de ar fresco, mas perderia o ar condicionado, forçando o sistema a trabalhar mais e aumentando seus custos de energia. A ventilação também é importante no inverno, quando o forno ou a bomba de calor estão funcionando e o ar da casa está mais seco do que o normal.

A ventilação é normalmente fornecida por um trocador de ar e existem dois tipos. Um Ventilador de Recuperação de Energia transfere ar condicionado e umidade de fora e é uma boa escolha para pessoas em climas frios cujas casas tendem a secar quando o forno está ligado, enquanto um Ventilador de recuperação de calor, que transfere apenas ar condicionado, é melhor para casas que sofrem de umidade cronicamente alta. Os sistemas de ventilação também filtram o ar, o que não apenas protege os ocupantes do ar empoeirado e dos agentes patogênicos que pegam carona nas partículas de poeira, mas também o equipamento mecânico do sistema HVAC. Um bom fluxo de ar é essencial para a operação eficiente de todos os componentes HVAC, portanto, a limpeza ou substituição regular do filtro é uma obrigação.

A ventilação é de extrema importância em banheiros, que são os cômodos de maior umidade da casa, e embora um exaustor não seja necessariamente necessário se o banheiro tiver janelas que podem ser abertas, a maioria dos banheiros tem último. O uso criterioso do ventilador sempre que alguém toma banho evita o mofo e outros danos associados à umidade e condensação.

Um termostato controla o sistema

A maioria dos sistemas HVAC modernos são controlados por eletrônicos programáveis termostatos que monitoram a temperatura ambiente e enviam um sinal para ligar o sistema quando o aquecimento ou ar condicionado é necessário. O termostato para uma bomba de calor conversível também inclui um interruptor que muda a função de aquecimento para resfriamento. O posicionamento do termostato é importante porque se ele estiver em um local ensolarado, atrás de uma estante ou acima de uma saída de ar, ele não poderá monitorar com precisão as condições da sala. Geralmente fica em uma parede interna perto do centro da casa e o mais longe possível de portas e janelas.

Termostatos contemporâneos frequentemente incorporam recursos de Wi-Fi que os tornam o máximo em conveniência. Em vez de se levantar no meio da noite para ajustar a temperatura, você pode reprogramar o termostato usando seu dispositivo móvel. Isso dá a você um controle conveniente do ambiente em que vive e ajuda a obter o uso mais eficiente do sistema de aquecimento e refrigeração.