Sistemas de resfriamento evaporativo-adsortivo aplicados ao condicionamento de ar

Abstract

O resfriamento evaporativo consiste na utilização da evaporação da água através da passagem de um fluxo de ar, provocando a redução na temperatura do ar e, apesar de utilizarem tecnologia relativamente simples, ainda são pouco utilizados para o condicionamento de ar em regiões de clima úmido. Este trabalho realiza um estudo dos potenciais e limitações de sistemas de condicionamento de ar por resfriamento evaporativo e evaporativo-adsortivo quando utilizados com o objetivo de propiciar conforto térmico ao homem e reduzir o consumo de energia. Apresenta-se, inicialmente, o princípio de funcionamento de sistemas de resfriamento evaporativo e de desumidificadores por adsorção. A seguir, apresentam-se os resultados dos ensaios de desempenho realizados em um resfriador evaporativo direto e propõe-se um novo sistema a ser utilizado em regiões em que as condições de conforto não podem ser supridas pelo resfriamento evaporativo somente. Estuda-se a aplicação desses sistemas a diversas cidades, caracterizadas por diferentes condições climáticas e conclui-se que os sistemas de resfriamento evaporativo acoplados a um desumidificador adsortivo apresentam perspectivas promissoras, principalmente para aplicação em condicionamento de ar onde existem fontes de calor de baixo custo ou calor residual disponível. A análise das condições do ar de insuflamento demonstra a viabilidade da utilização do sistema proposto para conforto térmico humano em regiões de clima úmido como uma alternativa aos sistemas convencionais de condicionamento de ar, poupando energia e protegendo o meio ambiente.

Evaporative cooling consists in using water evaporation through the passage of an air flow, thus decreasing the air temperature. In spite of using simple technology, it is seldon used for air conditioning in humid climate regions. This thesis develops a methodology that can be used to establish potentials and limitations of air conditioning systems by evaporative and desiccant cooling when used for human thermal comfort and lower power consumption. Firstly, the operational principles of evaporative cooling and dehumidification by adsorption systems are presented. Next, the results of performance tests developed on a direct evaporative cooler are described. Finally, a new system to be used in regions where the thermal comfort conditions cannot be supplied only by evaporative cooling is proposed. The applications of this system in several cities, characterized by different climate conditions are studied. It concluded that evaporative cooling systems coupled to a dehumidification adsorption system present promising perspectives, mainly to low cost air conditioning applications where residual heat sources are available. The analysis of the supply air conditions shows the feasibility of the proposed system for human thermal comfort in humid climates as an alternative to conventional air conditioning systems, saving energy and protecting the environment.