Nestas instalações o ar é previamente tratado (aquecido ou arrefecido) numa Unidade de Tratamento de Ar (UTA) e depois distribuído por uma rede de condutas pelos locais a climatizar. Estes sistemas de instalações, podem ser classificadas em função da velocidade experimentada pelo ar nas condutas, em instalações de baixa velocidade ou de baixa pressão (velocidades até 8 m/s) e em instalações de alta velocidade ou de alta pressão (onde a velocidade pode atingir os 14 m/s, sendo assim necessário utilizar “caixas de expansão” e dispositivos de insuflação especiais).
As instalações Tudo-Ar requerem condutas de grandes dimensões, tanto maiores quanto maior for a carga térmica e quanto menor for a velocidade do ar (sendo que, menor velocidade do ar conduz a menor ruído), o que implica um aumento das dimensões das “couretes” e de tetos falsos. Assim, além de ter um custo mais elevado na construção civil, só podem ser instaladas quando no projeto de arquitetura são previstas essas passagens especiais, estas instalações são
individual da temperatura em cada uma das divisões climatizadas, e quando o permitem é com limitações.
Os sistemas tudo-ar podem ser classificados em:
Sistemas com volume de ar constante (VAC);
Sistemas com uma só zona;
Sistemas com várias zonas (com baterias de reaquecimento);
Sistemas com volume de ar variável (VAV);
Sistemas com duas tubagens.
2.3.3.2. Sistemas com volume de ar constante (VAC)
Nos sistemas do tipo Volume de Ar Constante (VAC). O caudal de ar a insuflar é constante e o sistema permite alterar as condições de insuflação do ar de forma a garantir a remoção da carga térmica existente.
Este sistema, embora muito simples, tem vindo a cair em desuso dado os elevados consumos de energia para a ventilação. Nestes sistemas, com caudal de ar constante, podem existir sistemas com uma só zona ou com várias zonas.
Nos sistemas com uma só zona o ar é tratado na UTA e posteriormente é distribuído por uma ou mais divisões, através da rede de condutas. Quando existe mais do que uma divisão todas receberão o ar no mesmo estado.
Recomenda-se este tipo de instalação para climatizar locais de grande volume.
“Quando se refere a um edifício com várias divisões o caudal de ar insuflado em cada uma delas deverá ser proporcional às respetivas cargas térmicas quer de aquecimento ou de arrefecimento. O sistema de controlo em geral atua sobre as baterias de aquecimento ou de arrefecimento da UTA, em função da temperatura do ar na conduta de retorno, que é onde se obtém a temperatura média das divisões climatizadas.
Se existir controlo da humidade relativa do ar, o sistema de controlo também irá atuar sobre um humidificador (para humidificar) ou sobre a bateria de arrefecimento (para desumidificar) em função da humidade relativa do ar na conduta de retorno” ( Gomes, 2012). Na figura 2.4 está representado o esquema de princípio de funcionamento deste tipo de instalação.
Figura 2.4 - Diagrama de princípio de funcionamento de um sistema de climatização “tudo ar” de uma só zona (Fonte: Gomes, 2012)
Qualquer sistema de climatização terá que ter associado um sistema de extração de ar viciado, o que significa que o caudal de ar aspirado é praticamente sempre inferior ao caudal de ar insuflado. Os locais do edifício a climatizar, deverão ficar pois em ligeira sobrepressão em relação ao exterior, a fim de evitar ou minimizar as infiltrações de ar não tratado.
Este tipo de instalação tem as desvantagens de não permitir o controlo da temperatura em cada uma das divisões e de não ter a capacidade de se adaptar às variações de carga térmica que se podem apresentar em cada uma delas, de acordo com Roriz (2007).
Os sistemas com várias zonas são adequados para edifícios que possuam diferentes fachadas com diferentes orientações e em que, nas meias estações, umas possam necessitar de arrefecimento e outras de aquecimento ou em espaços com uma carga térmica interna elevada e com flutuações repentinas e de grande intensidade.
2.3.3.3. Sistemas com volume de ar variável (VAV)
Nas instalações de Volume de Ar Variável (VAV), a temperatura do ar insuflado é constante, variando o caudal de ar insuflado de forma a garantir a remoção da carga térmica existente.
é reduzida, assim como problemas de equilíbrio do sistema se a carga térmica a remover em diferentes zonas for bastante variável. No entanto, este sistema foi objeto de uma melhoria com a introdução de na sua conceção de um pleno de retorno, que elimina os problemas descritos. Neste sistema, a variação do caudal, é feita nas unidades terminais, o que permite compensar a carga térmica de cada local. Para situações em que as cargas térmicas de diferentes locais do mesmo edifício sofram flutuações diferentes umas das outras, estes sistemas são especialmente indicados.
“Assim, em regime de arrefecimento, o ar é insuflado, por exemplo, à temperatura constante de 15°C, se a temperatura ambiente aumenta, como resultado do aumento das fontes internas de calor (por exemplo, o número de pessoas) o caudal de ar é aumentado, no caso contrário é diminuído até atingir o valor mínimo” (Gomes, 2012).
O esquema de princípio de funcionamento deste tipo de instalação está representado na figura 2.5. Cada local ou cada zona possui um termostato de ambiente eletrónico, que abre ou fecha parcialmente, os reguladores de débito variável de ar de acordo com a variação de temperatura.
Figura 2.5 - Diagrama de instalação do tipo VAV (Fonte: Gomes, 2012).
Nas instalações do tipo VAV, o caudal de ar aspirado deve “acompanhar” as flutuações do caudal de ar insuflado de forma a evitar a ocorrência de variações de pressão indesejáveis na zona.
Como variante dos sistemas VAV, destaca-se o Sistema de Temperatura Variável (VTV), com interesse no aspeto energético; possui um pleno (“bypass”) ao retorno, e admite a variação da
temperatura do caudal principal, tem como desvantagem a existência de um sistema de controlo no seu funcionamento.
2.3.3.4. Sistemas com duas condutas de insuflação
O ar após ser submetido a um pré-tratamento adequado na UTA, é distribuído por duas condutas, sendo uma delas equipada com uma bateria de aquecimento e a outra com uma bateria de arrefecimento.
Estes sistemas são adequados para a climatização de edifícios com um grande número de divisões e com cargas térmicas muito distintas.
Figura 2.6 - Diagrama de instalação do sistema “tudo ar” com duas condutas de insuflação (Fonte: Gomes, 2012)
Estes sistemas podem funcionar em alta ou de baixa pressão, no entanto, são em geral do tipo de alta pressão com o objetivo de reduzir a secção das condutas. A sua maior vantagem consiste em permitir uma compensação mais eficaz das cargas térmicas de cada um dos compartimentos do edifício pela variação da temperatura do ar insuflado.
Os principais inconvenientes deste tipo de sistema são o seu custo elevado, um maior espaço ocupado pela rede de condutas, a existência de consumos de energia elevados, o elevado nível de ruído e ainda a exigência de uma regulação e controlo complexos (Roriz, 2007).