Esse sistema, ainda pouco difundido no Brasil, é um dos mais versáteis, eficiente e tecnológicos entre os modelos disponíveis no mercado mundial. De maneira resumida o Gas Heat Pump é um condicionador de ar modular com compressor de rotação variável movido a gás natural. Nesse artigo explicarei um pouco sobre o funcionamento desse equipamento, suas aplicações e vantagem.
A tecnologia do GHP foi desenvolvida no Japão, na década de 1980, a partir de uma grande parceria público privado, que envolveu indústrias de vários segmentos, e que tinha como um dos principais objetivos promover a diversificação da matriz energética daquele país. O primeiro equipamento GHP comercial foi produzido pela Sanyo Electric, e atualmente pertencente ao grupo Panasonic desde 1985. No Japão, essa tecnologia rapidamente se difundiu.
Aqui no Brasil, essa tecnologia ainda não está completamente difundida. Nesse mês, a A.Salles Engenharia está concluindo uma das primeiras instalações desse equipamento no Estado do Rio de Janeiro. Na oportunidade, executamos a ampliação da central de água gelada de uma unidade hospitalar, passando-a de 360TR para 540TR de capacidade. Uma obra muito interessante na qual executamos um sistema de cogeração, no qual o calor rejeitado pelo motor do GHP, é reaproveitado para aquecer a água que é utilizada em banheiros, cozinhas e outros serviços do hospital.
Acredito que esse equipamento tem potencial para conquistar um espaço cada vez maior no nosso país, sendo uma opção simples, eficiente e acessível de condicionamento de ar movido a gás natural.
A alta eficiência energética desse equipamento pode ser justificada a partir de alguns fatores. O primeiro deles é a fonte energética utilizada. Esse equipamento distingue-se de seus principais concorrentes ao utilizar motor de combustão interna, movido a gás natural, acoplado a um compressor aberto. Por conta disso, o consumo elétrico de um sistema de ar condicionado GHP pode ser até 90% menor do que o um modelo concorrente de mesma capacidade que utilize motor elétrico. Isso porque a energia elétrica nessa máquina é utilizada apenas para acionamento dos sistemas de controle. Além de ser uma fonte mais barata, o fornecimento de gás natural é também mais confiável, com taxas de período de interrupção de fornecimento menores do que as das concessionárias de energia elétrica.
Outra redução que esse equipamento pode proporcionar em relação ao custo operacional está relacionado a geração de água quente. Em instalações como hospitais, hotéis e entre outras, o consumo de água quente para serviços diversos também possui um peso relevante nas contas mensais. Por se utilizar de um motor de combustão interna, esse equipamento rejeita muito calor na forma de gases. Esse calor pode ser reaproveitado para o aquecimento de água que pode ser utilizada em banheiros, cozinhas e aonde mais for necessário.
O equipamento GHP possui um trocador de calor interno que tem como objetivo o aquecimento de água. O reaproveitamento energético é uma solução inteligente e ecologicamente consciente. A água quente é produzida sem nenhum gasto extra de combustível.
Além da economia mensal, a utilização dessa tecnologia também pode trazer economias na etapa da instalação. Isso porque o ar condicionado representa uma parcela grande do consumo elétrico de um edifício, sendo assim é um fator fundamental no dimensionamento de subestações e infraestrutura elétrica. Ao utilizarmos sistemas a gás, obtemos uma redução significativa da demanda total de energia elétrica, e consequentemente, nas subestações e cabos.
A segunda característica de destaque desse equipamento é a versatilidade. Como anteriormente comentado, o GHP é um condicionador de ar modular, com capacidades que variam entre 13TR e 25TR. Estes equipamentos podem ser utilizados em série, montando sistemas de capacidades maiores, permitindo uma boa liberdade de projeto tanto no que tange a capacidade do sistema, tanto ao layout da central de ar condicionado. Essa última qualidade é muito relevante, sobretudo em obras de ampliação e retrofit, aonde em muitos casos o projeto original do edifício não reservou espaço para a instalação de um chiller extra, por exemplo.
E dentro desse contexto, temos a versatilidade, uma outra característica muito interessante desse condicionador, uma vez que ele pode ser utilizado tanto em sistemas de expansão direta, funcionando como uma condensadora VRF a gás, como em sistemas de expansão indireta, funcionando, combinada a um trocador de calor, como resfriador de líquidos.
O equipamento é originalmente configurado para a função VRF. Nesse formato o funcionamento é muito similar aos VRF elétricos. A condensadora GHP é interligada a diversas evaporadoras por tubulações de cobre isoladas. O fluido refrigerante (R410A) é trabalhado no compressor, perde calor na serpentina da condensadora, se expande na válvula expansora, e é conduzido até as evaporadoras, onde retira calor do ambiente. Sua característica de rotação variável permite uma boa adaptação à variação de carga térmica do edifício e ao acionamento de parcial das evaporadoras. Com essa configuração, o GHP opera tanto como sistema de refrigeração e como de aquecimento, tendo alguns modelos de que funcionam no quente-frio de forma simultânea (algumas salas quentes e outras frias).
Já na função de resfriador de líquidos, o GHP trabalha em conjunto com um trocador de calor, geralmente fornecido pelo próprio fabricante. Nessa configuração, o fluido refrigerante (R410A) circula entre esses dois equipamentos. No interior do trocador de calor, o fluido entra em contato indireto com a água circulante, retirando calor e produzindo água gelada. Esse conjunto forma um chiller de alta eficiência com capacidade e vazão variável.
O mercado de HVAC está sempre em constante desenvolvimento. Apesar do GHP já ter mais de 30 anos de mercado, ele ainda pode ser considerado uma novidade em nosso país. Os esforços para diversificação da matriz energética brasileira foram iniciados no final da década de 90. Nessa época um número substancial de instalações a gás foi executado, tendo como equipamento alvo o Chiller de Absorção, equipamento fantástico, com níveis de eficiência espantosos, voltado para instalações de grande porte, mas com um valor de aquisição bastante elevado. Com a mudança na tarifa de gás natural ocorrida no começo dos anos 2000, essa solução acabou perdendo força.
O GHP é uma solução para obras de porte médio, muito mais acessível que as máquinas de absorção e pode ser uma ponte para diversificação da matriz energética e para inclusão de projetos de cogeração em obras comerciais. Essa máquina possui muitos pontos positivos e merece atenção de profissionais e consumidores.
Eng. Rafael de Melo Felipe
A.Salles Engenharia