Unidade interna

O que é a Unidade Interna em HVAC-R?

A Unidade Interna, frequentemente chamada de evaporadora ou fan coil, é um componente essencial em sistemas de climatização (HVAC-R - aquecimento, ventilação, ar condicionado e refrigeração), especialmente nos sistemas tipo split e multi-split. Sua principal função é realizar a troca de calor entre o fluido refrigerante e o ar do ambiente a ser climatizado. Atua, portanto, como a "face visível" do sistema para o usuário, sendo instalada dentro do espaço a ser condicionado.

Como Funciona a Unidade Interna?

O funcionamento da unidade interna baseia-se em princípios termodinâmicos para remover ou adicionar calor ao ambiente:

1. Evaporador/ serpentina: No modo de refrigeração, o fluido refrigerante líquido a baixa pressão e baixa temperatura é expandido por um dispositivo de expansão (capilar ou válvula de expansão) antes de entrar na serpentina do evaporador. Ao passar por esta serpentina, o refrigerante absorve calor do ar ambiente, evaporando e se convertendo em vapor a baixa pressão e baixa temperatura. No modo de aquecimento (bomba de calor), o ciclo é invertido, e a serpentina atua como condensador, liberando calor para o ambiente.
2. Motor e Ventilador (Fan): Um motor elétrico aciona um ventilador (centrífugo ou axial) que aspira o ar do ambiente (ar de retorno) através de uma grade e o força a passar pela serpentina do evaporador. Esse processo intensifica a troca de calor. Após passar pela serpentina, o ar, agora resfriado e/ou desumidificado (ou aquecido, se em modo de aquecimento), é insuflado de volta ao ambiente através de aletas direcionáveis.
3. Filtro de Ar: Localizado geralmente na entrada do ar de retorno, o filtro retém partículas como poeira, pólen, pelos de animais e outros contaminantes, melhorando a qualidade do ar interior e protegendo a serpentina contra o acúmulo de sujeira, que poderia comprometer a eficiência da troca térmica.
4. Bandeja de Condensado e Dreno: No modo de refrigeração, ao resfriar o ar, a umidade presente no ambiente condensa na superfície fria da serpentina. Essa água (condensado) é coletada em uma bandeja e direcionada para fora do equipamento através de uma linha de dreno, ou, em alguns casos, é bombeada por uma bomba de dreno integrada.
5. Placa de Controle e Sensores: Componentes eletrônicos gerenciam o funcionamento do ventilador, atuam nas aletas direcionadoras, e leem dados de sensores de temperatura ambiente, comunicando-se com a unidade externa para otimizar o desempenho do sistema.

Aplicações Práticas no Brasil

No contexto brasileiro, a unidade interna assume diversas configurações para atender a diferentes demandas arquitetônicas e de capacidade:

• Split Hi-Wall: A mais comum em residências e pequenos escritórios, instalada na parte superior da parede. Ex: Em um apartamento de 70m², um split hi-wall de 12.000 BTU/h é frequentemente usado para climatizar um quarto.<br>
• Split Piso-Teto: Utilizada em ambientes maiores, como salões comerciais, lojas ou academias. Permite grande fluxo de ar e pode ser instalada no teto ou próximo ao piso. Ex: Em uma loja de 80m² com pé direito alto, quatro unidades piso-teto de 36.000 BTU/h podem criar uma distribuição uniforme do ar.<br>
• Split Cassete: Embutida no forro, é ideal para ambientes comerciais e residenciais de alto padrão, oferecendo uma estética discreta e distribuição de ar em 2 ou 4 direções. Ex: Em um escritório com forro modular, cassetes de 24.000 BTU/h proporcionam uma climatização eficaz sem interferir na decoração.<br>
• Split Duto: Utilizada em residências e edificações comerciais de alto padrão, onde a distribuição do ar ocorre por dutos ocultos no forro, com grelhas visíveis. Permite climatizar múltiplos ambientes com uma única unidade interna. Ex: Em uma casa de luxo, um sistema duto com capacidade de 60.000 BTU/h pode atender três suítes e uma sala de jantar via um sistema de dutos bem dimensionado.<br>
• Fan Coils (Chilled Water): Em sistemas de grande porte, como edifícios comerciais, hospitais e shoppings, onde a refrigeração é feita por água gelada (chiller). As unidades internas recebem a água gelada, trocam calor com o ar e devolvem a água aquecida para o chiller. Ex: Em um hospital, diversos fan coils de 2 TR (Ton de Refrigeração) distribuídos pelos andares garantem a climatização de consultórios e salas de espera, conectados a um chiller central.

Erros Comuns e Cuidados com a Unidade Interna

Para garantir a eficiência e longevidade da unidade interna, é crucial evitar alguns erros e seguir boas práticas:

• Negligência na Limpeza de Filtros: Filtros sujos restringem o fluxo de ar, diminuem a eficiência (aumentando o consumo de energia), comprometem a qualidade do ar e podem levar ao congelamento da serpentina. A limpeza deve ser regular, conforme orientações do fabricante (geralmente mensalmente em uso residencial).
• Obstrução do Fluxo de Ar: Não posicionar móveis, cortinas ou outros objetos que bloqueiem a entrada ou saída de ar da unidade. Isso prejudica a troca térmica e a distribuição do ar climatizado.
• Dimensionamento Incorreto: Uma unidade interna subdimensionada trabalhará constantemente no máximo, não atingindo a temperatura desejada e consumindo mais energia. Uma superdimensionada ciclará excessivamente, gastando mais energia e gerando desconforto pela variação brusca de temperatura. O dimensionamento deve ser feito por um profissional qualificado, considerando carga térmica, insolação, número de ocupantes, etc.
• Instalação Inadequada do Dreno: Um dreno com inclinação insuficiente ou mal dimensionado pode causar refluxo de água, vazamentos no ambiente e danos estruturais. Em sistemas com bomba de dreno, a manutenção dessa bomba também é vital.
• Falta de Manutenção Preventiva: A limpeza profissional da serpentina, verificação de sensores, motores e componentes eletrônicos é fundamental. A manutenção preventiva, executada por técnicos qualificados, previne falhas e prolonga a vida útil do equipamento.

Referências Normativas

No Brasil, algumas normas e regulamentos são relevantes para a instalação e manutenção de unidades internas:

• ABNT NBR 16655: Estabelece requisitos para projetos de sistemas de climatização dotados de centrais de água gelada (abrange fan coils).
• ABNT NBR 16401: Define parâmetros para projetos e instalações de sistemas de ar condicionado, incluindo requisitos de vazão de ar e insuflamento.
• Portaria n° 3.523/GM da ANVISA: Define padrões de qualidade do ar de interiores e requisitos para Planos de Manutenção, Operação e Controle (PMOC), que incidem sobre todas as unidades internas em ambientes climatizados de uso público e coletivo.

O entendimento e a aplicação correta da Unidade Interna são cruciais para a obtenção de conforto térmico, eficiência energética e salubridade em qualquer ambiente condicionado.