Os sistemas de condicionamento de ar já assumiram, no Brasil, a função de itens de conforto obrigatório em ambientes empresariais. Vêm discriminados nas especificações de construção, e os edifícios incluem estruturas de renovação do ar.

Obrigatoriamente, os topos dos prédios devem acomodar as centrais de água gelada, compostas por chillers, que alimentarão os radiadores por onde o ar, proveniente do exterior, será resfriado e injetado nos habitáculos.

Água gelada para condicionamento de ar

O chiller ar condicionado é um sistema de resfriamento, semelhante ao utilizado em refrigeradores e freezers, baseado no ciclo de Carnot.

Que, por sua vez, se baseia na lei de Boyle-Mariotte: PV/T = constante (onde P = pressão, V = Volume, e T = Temperatura absoluta, geralmente expressa em graus Kelvin).

São quatro os pontos do ciclo de Carnot, que se traduzem em quatro dispositivos genéricos: compressor, condensador, capilar e evaporador.

São dispositivos (integrantes de equipamentos de refrigeração industrial) através dos quais circula gás freon, monitorado por termostatos e assistido por válvulas que sequenciam o ciclo de Carnot.

Assim, mesmo que o equipamento seja iniciado à temperatura ambiente, um termostato acionará imediatamente o compressor, que aumentará a pressão e a temperatura, e reduzirá o volume.

Isto feito, o gás segue para o condensador, onde o radiador reduzirá a temperatura, transferindo o calor para o ambiente.

Nessa altura, o gás segue para despressurização, através do capilar para o evaporador, onde “roubará” calor no compartimento em que se situa o objeto a ser resfriado, pela proximidade com o gás freon, enquanto este se aquece.

A temperatura mais elevada do gás, é detectada pelo termostato, que liga novamente o compressor. O ciclo de Carnot deve diminuir sua frequência (de acionamentos).

À medida que o objeto por resfriar for ficando de fato mais frio. E com isso, o gás freon não disparará de imediato o termostato que aciona o compressor.

Evidentemente, mesmo isolado termicamente, o compartimento gelado acaba aos poucos recebendo calor do ambiente, o que aquece o gás freon e acaba disparando o termostato.

Água gelada para uso industrial

Dispositivos de refrigeração de água industrial e centrais de água gelada funcionam, em princípio, do modo descrito.

Eventualmente, elos de retroação secundários, acionados por termostatos auxiliares, podem promover a circulação da água à medida que esta atinge temperatura adequada para o uso a que se destina.

Evidentemente, a central de água gelada é apenas um dos ítens que compõem sistemas de ar condicionado. É apenas uma pincelada de chiller ar condicionado como funciona.

Compressor para condicionamento de ar

Num ambiente como um congelador doméstico (ou um freezer), o equilíbrio térmico em baixa temperatura é praticamente constante: a porta raramente é aberta.

De vez em quando, um item gelado é retirado ou um item em temperatura ambiente é introduzido. Deste modo, o compressor trabalha pouco e tem tempo para esfriar após o ciclo de compressão.

Já num ambiente onde é produzido calor constantemente, como um habitáculo comercial, é usada água gelada, que circula e é resfriada constantemente, o que pode exigir que o compressor opere continuamente.

Evidentemente, o dimensionamento desse compressor deve ser diferente, compatível com operação contínua.

Compressores

Ar comprimido pode ser usado em indústrias para resfriamento. Proveniente de um compressor de ar schulz, pode ser aspergido sobre um componente, mantido constantemente úmido.

O ar comprimido, incidindo em alta velocidade, promove evaporação da água, roubando calor do componente. O ar comprimido encontra na indústria aplicações em limpeza.

Além de insuflamento, pintura, aspersão, pressurização de pneumáticos, acionamento de motores, geração de vácuo e aspiração, entre outras.

A qualidade do ar comprimido é definida pela concentração de contaminantes, recebendo seis classificações admissíveis, numeradas de 0 a 5.

Quanto menor o valor do índice classificatório, menor a tolerância à presença de sólidos e de líquidos em suspensão.

É o compressor de schulz usado em setores, que demandam altos índices de pureza, que incluem:

• Montagem de componentes eletrônicos;
• Alimentício;
• Têxtil;
• Extrator de gás e óleo;
• Farmacêutico;
• Automotivo;
• Celulose e papel.

O ar comprimido é um dos recursos energéticos mais antigos dentre os conhecidos, havendo registros do uso de foles, em fundição de metais, há 6.500 anos.

O que não tem impedido a humanidade de usar os próprios pulmões para obter a compressão, seja no uso de zarabatanas, para impulsão de dardos, seja para insuflar cristal fundente, para dar formato a utensílios artísticos.