O mercado global de aquecimento, ventilação e ar condicionado
O mercado global de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) ultrapassará US$ 70 bilhões em 2012. A demanda global por equipamentos aumentará 5,8% ao ano. A região Ásia-Pacífico superará o resto do mundo, com a China e a Índia na liderança, devido à elevação do padrão de vida. Os investimentos em equipamentos de refrigeração superarão os investimentos em sistemas de aquecimento. À medida que os consumidores se acostumam com o conforto do ar condicionado em seus carros, eles o esperarão cada vez mais em suas casas. O mercado é estável, com os sete maiores fornecedores respondendo por mais de quatro quintos das vendas totais.
Economia de energia e proteção ambiental são os dois temas principais do setor. A indústria já dependeu de refrigerantes CFC, que destroem a camada de ozônio. O setor colaborou para substituí-los por substâncias químicas mais ecológicas. Recentemente, o CO2 surgiu como o substituto mais provável em condicionadores de ar automotivos e aquecedores de água de alta pressão (HPWHs). O padrão de CO2 para HPWHs foi desenvolvido há poucos anos, principalmente por meio da colaboração de nove empresas japonesas, incluindo Daikin, Hitachi, Toshiba e Panasonic.
Embora o CO2 também seja um gás de efeito estufa, a indústria considera a quantidade de CO2 emitida pelos sistemas de climatização insignificante em comparação com a emitida por usinas de energia e veículos. No entanto, a principal desvantagem é que os sistemas de CO2 precisam operar com uma pressão cinco vezes maior do que os equipamentos tradicionais. Isso cria uma série de novos desafios técnicos e aumenta o consumo de energia. Alcançar alta eficiência, baixo ruído, baixa vibração e alta pressão interna exige tubulações mais robustas, feitas de ligas mais caras, aumentando assim a demanda por metais especiais.
Inovação
A próxima onda de inovação parece ser a integração da internet com os controles de HVAC. O termostato tradicional, combinado com padrões de comunicação da internet e controles baseados na web, amplia o conceito de edifícios inteligentes para incluir análises, tomada de decisões e ferramentas de controle para instalações e residências com dados em tempo real, antes reservados para aplicações industriais. Sistemas de controle inteligentes que monitoram e otimizam o consumo de energia, enviam notificações e relatórios com o objetivo de reduzir o custo total de propriedade ao longo do ciclo de vida do sistema, agora são parte integrante do mercado de HVAC.
A mudança mais fundamental no pensamento do mundo do HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) é a possibilidade de eliminar compressores e bombas de ar tradicionais através do projeto de um sistema de aquecimento e resfriamento baseado em paredes pretas para edifícios comerciais e residenciais. A estrutura do edifício voltada para o sul expõe uma parede preta com um espaço de ar entre a parede e um painel transparente de policarbonato composto por partículas horizontais de ar que incluem uma folha de alumínio altamente condutora. O ar externo entra pela esquerda e flui para a direita até atingir o duto vertical, sobe e libera o ar quente no saguão.
Esta parede preta para aquecimento de ar utiliza as leis da física, opera sem partes móveis e, por projeto, proporciona um sistema de aquecimento confortável sem a necessidade de compressores, bombas de ar ou dispositivos mecânicos. Isso é possível se o projeto do edifício for elaborado por um arquiteto experiente que possua as ferramentas para calcular as dimensões adequadas da parede e o fluxo de ar necessário com base em dados históricos sobre temperatura externa, níveis de umidade e a faixa de temperatura interna ideal. O mesmo sistema pode ser utilizado no verão, aplicando-se os mesmos princípios. No entanto, a garagem agora precisa ser resfriada em vez de aquecida. Portanto, o ar quente, agora gerado mais rapidamente, passa por um trocador de calor e é convertido em ar frio utilizando os mesmos princípios da refrigeração, onde o ar quente é removido para criar ar frio. Como o ar frio é gerado no topo, ele desce e é facilmente distribuído por todo o ambiente.
O design simples requer manutenção mínima (limpeza ocasional das janelas). Como não possui partes móveis, não há desgaste ou atrito no metal, portanto o sistema requer menos manutenção e não consome energia. A troca de calor resultará em perda mínima de energia. Aliás, este sistema de aquecimento e resfriamento tem potencial para gerar eletricidade durante o processo. O investimento inicial é mínimo
O primeiro fluxo de caixa
A parede preta ilustrada no apêndice está em funcionamento desde 1995 e foi encomendada por Per Carstedt, concessionário da Ford na região de Umeå (norte da Suécia), que possui um histórico comprovado no projeto de edifícios energeticamente eficientes. Ela faz parte da GreenZone, projetada por Anders Nyquist, que já implementou inúmeros edifícios energeticamente eficientes e com baixo consumo de água na Europa, Ásia, África e América Latina. O desempenho bem documentado do pequeno cluster industrial dentro da GreenZone, que combina um posto de gasolina (Statoil), um restaurante de fast-food (McDonald's) e uma concessionária da Ford, foi tão bem recebido por investidores e inquilinos que uma segunda GreenZone, mais avançada e incorporando as tecnologias mais recentes, está planejada para 2013.
Os projetos de Anders Nyquist vão além do conceito arquitetônico originalmente desenvolvido e patenteado por Edward Morse e refinado na década de 1960 pelo engenheiro francês Félix Trombe e pelo arquiteto Jacques Michel. Embora o sistema seja bastante similar, Anders integrou trocadores de calor e brinca com o preto e o branco na entrada durante o verão para gerar efeitos ideais de aquecimento e resfriamento.
A oportunidade
Embora muitos dediquem tempo e esforço para viajar três horas de trem ao norte de Estocolmo para observar essa maravilha da engenharia em funcionamento, essa abordagem simples para aproveitar o calor não visa bloqueá-lo, como geralmente acontece com uma parede voltada para o sul, mas sim convertê-lo em calor para aquecimento e resfriamento, dependendo das necessidades climáticas. Após uma análise minuciosa, a montadora japonesa decidiu confiar seus futuros escritórios e concessionárias na Escandinávia a Anders Nyquist, insistindo na utilização desses princípios como padrão. O fato de o arquiteto ter conseguido demonstrar seu desempenho com um investimento e custo operacional menores, além de mostrar que ele pode funcionar em diferentes ambientes culturais e climáticos, inclusive no Japão, onde renovou os edifícios da Daiwa House em Sendai, no norte do país, convenceu a Toyota de que ele era o arquiteto ideal para o projeto.
A "Parede Preta para Aquecimento e Resfriamento" deverá ganhar cada vez mais popularidade graças à visibilidade criada pela Ford e pela Toyota. O projeto é, na verdade, bastante simples e, com um conhecimento mínimo de física geral e, em particular, de fluxo de ar, permite uma abordagem padronizada para este sistema de climatização, liberando capital e proporcionando maior conforto a um custo menor para todos os ocupantes. Embora este projeto não possa ser aplicado ao ar condicionado de carros, caminhões e trens, ele permite uma reforma completa de edifícios comerciais, residenciais e industriais, aplicando o conceito de "substituir algo por nada", conforme defendido pela economia azul.
A parede preta na concessionária Ford em Umeå, Suécia, foi projetada por Anders Nyquist.
Foto cedida por Anders Nyquist.
