Resfriamento Evaporativo

Resfriamento evaporativo de edifícios podem melhorar significativamente a eficiência energética

Espelhos d’água na cobertura podem ser uma forma eficaz para melhorar a eficiência energética em edifícios no Rio de Janeiro. Foto por i-sustain licenciada sob creative commons.

Água parada na superfície de um edifício tem a tendência de evaporar. Paracada grama de água que evapora, cerca de 2500 J de energia de calor são consumidos.Deste modo, molhar um edifício ajuda a remover o calor – por um processo que é análogo à transpiração humana [1].

Historicamente a água tem sido utlizada sob a forma de fontes e cascatas para melhorar o conforto térmico de edifícios.

A evaporação da água contribui para o arrefecimento passivo de edifícios, reduzindo a energia necessária para o condicionamento de ar. Quando combinado com outras técnicas passivas de design, o conforto térmico é atingido sem o uso do ar condicionado.

Resfriamento Evaporativo Indireto

Quando um processo de evaporação é usado para refrigerar um elemento do edifício, agindocomoum dissipador de calor, este processo é chamado de resfriamento evaporativo indireto.

O arrefecimento é conseguido por um processo de evaporação externo ao edifício, o que evita a elevação excessiva do nível de umidade no interior do edifício.  O ar externo úmido e resfriado é então movido para dentro do edifício. A desvantagem deste método é que os níveis de umidade interior aumentam. Isto não é apropriado para oRio de Janeiroe esta técnica de resfriamento evaporativo direto deve ser descartada.

Métodos de resfriamento evaporativo incluem sistemas de espelhos d’água em coberturas (que podem também perder calor por radiação e convecção) e pulverização de água.

Espelhos d’água em Coberturas

Na forma mais simples, este sistema envolve a construção de um espelho d’água na cobertura do edifício. A evaporação da água consome calor. O telhado então é mantido em uma temperatura abaixo do restante do edifício e portanto ele atuacomoum dissipador de calor do interior do edifício.

Um método mais refinado envolve cobrir o espelho d’água durante o dia para evitar o ganho solar. Durante o dia a água absorve calor, arrefecendo o telhado abaixo. Durante à noite a água é circulada para a cobertura. O calor é então removido por evaporação, convecção e radiação (dissipado para o céu). Esses sistemas têm sido testados com sucesso no clima quente e úmido do México, onde foi relatado um resfriamento de até 10-13ºC em relação ao ar externo[1].

Obviamente, espelhos d’água exigem uma estrutura de apoio adicional e podem gerar problemas de saúde pública associados à água parada (mosquitos etc.)

Pulverização de Água

A pulverização de água é um modo simples e barato de reduzir o ganho de calor solar em edifícios nos trópicos [2]. A água é pulverizada sobre as coberturas durante 40 segundos a cada cinco minutos. Uma pequena quantidade de energia externa é necessária para bombear a água para a cobertura, mas a energia necessária para este processo é mínima em comparação com o arrefecimento adicional que pode ser atingido [3]. Embora a pulverização da cobertura tenha potencial de arrefecimento, em climas quentes e úmidos o efeito é relativamente pequeno – uma redução da temperatura do ar no interior de 1-4ºC . Estudos mostram que a pulverização de água é um método de resfriamento menos eficaz em condições nubladas [1] [4].

Espelhos d’água em coberturas e talvez a pulverização de água devam ser consideradas para edifícios noRio de Janeiro.

Referências

  1. T. Chenvidyakarn, “Review Article : Passive Design for Thermal Comfort in Hot Humid Climates,” Journal of Architectural/Planning Research and Studies Volume 5. Issue 1., 2007. [Online]. Disponível em: http://www.ap.tu.ac.th/jars/download/jars/v5-1/01 Review Article.pdf. [Accessado em: 23-Out-2012].
  2. S. Chungloo and B. Limmeechokchai, “Application of passive cooling systems in the hot and humid climate: The case study of solar chimney and wetted roof in Thailand,” Building and Environment, Sep-2007. [Online]. Disponível em: http://gse.cat.org.uk/downloads/passive_cooling.pdf. [Accessado em: 23-Out-2012].
  3. Arizona Solar Center, “Passive Solar Heating & Cooling Manual, Part 3 of 4.” [Online]. Disponível em: http://www.azsolarcenter.org/tech-science/solar-architecture/passive-solar-design-manual/passive-solar-design-manual-cooling.html. [Accessado em: 23-Oct-2012].
  4. W. Wongsuwan, T. Fongsamootre, and M. O. T. Cole, “Experimental Studies on the Roof Pond House under Tropical Climatic,” 2006. [Online]. Disponível em: http://www.en.kku.ac.th/enjournal/th/images/stories/files/published/33No-5.pdf. [Accessado em: 23-Out-2012].