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Essencial para dimensionamento de condutas de insuflação.
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Introduo ao Projeto de Climatizao - Prof. Jesu Graciliano da Silva - IFSC Cmpus So Jos Curso Tcnico de RAC
Introduo ao Projeto de Climatizao - Prof. Jesu Graciliano da Silva - IFSC Cmpus So Jos Curso Tcnico de RAC
Apresentao
Este texto tem por objetivo apresentar um resumo da teoria envolvida no
desenvolvimento de projetos de climatizao de pequeno porte. Nele mostramos como deve ser
realizada a estimativa de carga trmica, a definio do tipo de equipamento, a rede de dutos, a
estimativa de carga trmica e a seleo de componentes.
Para realizao de um projeto completo de climatizao importante a aplicao
concreta dos conhecimentos aprendidos nas disciplinas de desenho tcnico, transferncia de
calor, termodinmica e mecnica dos fluidos e de sistemas de climatizao.
Entendemos que o projetista de climatizao deveria fazer parte de uma equipe
multidisciplinar, envolvendo arquitetos, calculistas, especialista em acsticas, alm de
profissionais das reas de eltrica, hidrulica e outras instalaes. Assim poderia contribuir com
o arquiteto dando sugestes sobre o melhor posicionamento do edifcio, sobre sua forma e rea
envidraada. Muitas vezes devem ser estudadas a melhor orientao para os breeses, a
colocao de vidros duplos com pelcula refletiva externa, e utilizadas luminrias de elevado
rendimento, para reduzir a dissipao de calor. Essa troca de informaes poderia levar
indicao de diferentes tipos de materiais para a alvenaria e envidraamento. J existem no
mercado tijolos com melhor resposta trmica e vidros com maior capacidade de reflexo.
Bom estudo !
Prof. Jesu Graciliano da Silva
Introduo ao Projeto de Climatizao - Prof. Jesu Graciliano da Silva - IFSC Cmpus So Jos Curso Tcnico de RAC
1- Introduo
Para um projeto de climatizao bem-sucedido, fundamental a participao do projetista da
rea desde a concepo arquitetnica da edificao, atuando como integrante das equipes de
projetos de estrutura, hidrulica e eltrica, dentre outras. Um projeto na rea de climatizao
envolve uma srie de etapas, que so:
Estudo preliminar - Nesse momento, so estabelecidas as normas que sero levadas em
considerao para definio do sistema a ser projetado.
Bases de clculo - Nessa etapa, so fixados os parmetros adotados como base para o
dimensionamento do sistema, tais como: condies de temperatura, presso e umidade e
taxas de ocupao, iluminao e ar exterior.
Dimensionamento do sistema essa etapa se refere definio de todos os constituintes do
sistema adotado, considerando-se as caractersticas das fases anteriores. Para tanto preciso
a realizao da estimativa das cargas trmicas dos ambientes, bem como carga trmica total,
levando-se em conta os critrios: simultaneidade, seleo dos equipamentos, local da casa
de mquinas, projeto da rede de dutos, projeto da rede hidrulica, esquema eltrico e
esquema de controles.
Memorial descritivo- nessa fase descrita objetivamente a soluo adotada pelo sistema de
condicionamento de ar. Este relato realizado baseado na execuo do projeto, uma vez
que nele so encontradas informaes gerais do sistema e tabelas de resumo de clculos.
Faz parte, ainda, deste tpico os parmetros referentes ao contrato de aquisio.
Parte grfica- compreende o fornecimento de plantas, cortes e detalhamentos necessrios
perfeita compreenso por parte do cliente. Essa parte grfica constituda, basicamente, de
desenhos da casa de mquinas, localizao de bases de equipamentos e suas caractersticas,
rede de dutos, rede hidrulica, fluxogramas de controle e esquema geral de distribuio
eltrica.
Ao se avaliar a qualidade de um projeto de sistema de ar condicionado, deve-se levar em
considerao se o mesmo atende s necessidades solicitadas, se ele foi executado sob
responsabilidade de engenheiro ou tcnico com registro no Conselho Regional de Engenharia,
Arquitetura e Agronomia (CREA) com experincia no ramo, se o equipamento especificado
de fabricao usual no pas, se foram citadas e atendidas as normas tcnicas pertinentes ao tipo
de instalao projetada, se foi considerada a interface com outras instalaes, tais como: pontos
de foras (capacidade, tenso e freqncia), pontos de gua (vazes e/ou bitolas de tubulaes),
pontos de dreno (posio e demais caractersticas), peso dos equipamentos.
Introduo ao Projeto de Climatizao - Prof. Jesu Graciliano da Silva - IFSC Cmpus So Jos Curso Tcnico de RAC
2- Aplicaes do Projeto
Para que um clculo da carga trmica possa ser executado, preciso, antes de tudo, definir
ou estabelecer as aplicaes e as condies de clculo. Essas condies determinaro os valores
das trocas trmicas que ocorrero entre o meio a ser condicionado e o meio exterior.
Normalmente uma srie grande de fatores influencia as condies a serem adotadas num
determinado projeto. Podemos citar os seguintes fatores: aplicao de condicionamento a ser
feito (conforto, industrial, etc); tipo de atividade; idade dos ocupantes; sexo; clima; poca do
ano; roupa; preo da instalao, etc. A Figura 1 ilustra as variveis envolvidas em um projeto de
climatizao:
ELEMENTOSCONSTRUTIVOS
EQUIPAMENTOSE ILUMINAO
AMBIENTEEXTERNO
OCUPAO
EDIFICAO
Figura 1- Fatores que influenciam a elaborao de um projeto de climatizao
Portanto, cada projeto exige um estudo detalhado dessas condies, a fim de que a
temperatura e umidade adotadas (ou seja, as variveis normalmente controladas em um sistema
de condicionamento de ar) sejam compatveis com as necessidades exigidas. Para aplicaes de
uso normal, entretanto, os clculos so feitos com bases em tabelas, que facilitam bastante o
trabalho do projetista.
3- Condies de projeto
H diversas normas para climatizao e refrigerao; cada uma delas apropriada a um
contexto especfico. O projetista precisa estar atento para o fato de que, em algumas regies do
Brasil, pode acontecer de a carga trmica de inverno (aquecimento) ser superior carga trmica
de vero (resfriamento). Por isso, a carga trmica de inverno deve, tambm, ser estimada.
Consulte a norma NBR 16.401 para mais informaes.
Na Tabela 1, apresentamos as condies internas recomendadas na norma para diferentes
ambientes.
Introduo ao Projeto de Climatizao - Prof. Jesu Graciliano da Silva - IFSC Cmpus So Jos Curso Tcnico de RAC
Tabela 1- Condies internas de conforto para vero
Finalidade Local Recomendvel Mxima
TBS (C)
UR
(%)
TBS
(C)
UR
(%)
Conforto Residncias, hotis, escritrios,
escolas e bancos
23 a 25 40 a 60 26,5 65
Lojas de curto
tempo de ocupao
Barbearias, cabeleireiros, lojas e
magazines e supermercados
24 a 26 40 a 60 27 65
Ambientes
com grandes
cargas de calor latente
e/ou sensvel
Teatros, auditrios,
templos, cinemas, bares
lanchonetes, restaurantes,
bibliotecas e estdios TV
24 a 26 40 a 65 27 65
Conforme apresentado no item dimensionamento do sistema, necessrio realizar a
estimativa da carga trmica do ambiente para realizar a seleo do equipamento de
climatizao. Nesse captulo, sero desenvolvidos os conceitos necessrios para estimativa da
carga trmica e para organizao do local da casa de mquinas e do esquema de controles.
4-- Estimativa de carga trmica
Carga trmica a quantidade total de calor sensvel e latente que deve ser retirada ou
adicionada ao ambiente climatizado para que se mantenham as condies desejadas de
temperatura e umidade relativa. Os ganhos de calor podem ser provenientes de fontes externas
ao espao condicionado e dele prprio.
Como ganhos externos, podemos citar os decorrentes da radiao solar direta e difusa
atravs das janelas; radiao solar atravs das superfcies opacas (paredes); calor transmitido
atravs do vidro das janelas e das paredes devido transferncia de temperatura entre o ar
externo e ar interno; infiltrao de ar quente do exterior. Esta infiltrao engloba a infiltrao ou
ar de renovao.
Como ganhos internos, podemos citar os decorrentes da iluminao eltrica; ocupao
(calor liberado pelas pessoas que ocupam o ambiente) e dissipao de potncia em mquinas e
equipamentos (computadores, motores eltricos ou cafeteiras, por exemplo)
Algumas fontes de calor contribuem com carga sensvel e latente simultaneamente. As
pessoas que ocupam o recinto contribuem com carga sensvel devido a maior temperatura da
pele em relao ao ar do espao condicionado (conveco e radiao), e com carga latente
devido transpirao e respirao. O ar de renovao tambm deve ser considerado na carga
trmica, pois dever passar pela serpentina de resfriamento e desumidificao da mquina
trazendo calor sensvel e latente que deve ser removido.
Os fatores a seguir, que influem direta ou indiretamente na quantidade de calor que um
ambiente pode ganhar ou perder so chamados de "parcelas da carga trmica:
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Transmisso
No caso de paredes internas, vidros internos, bem como teto e piso entre andares, o
clculo de carga trmica por transmisso pode ser calculado por:
sNCSI TTUA=Q
Onde SIQ
o ganho de calor de um recinto devido transmisso entre ambientes internos, [W];
A a rea de troca de calor (rea de parede ou vidro interno), em [m]; U o coeficiente global
de transmisso de calor de superfcies [W/(m.C)]; TNC a temperatura do ambiente vizinho
no condicionado [C]; considera-se que uma sala no condicionada estar 3C abaixo das
condies externas de projeto (Te). Portanto, para uma Te de 30C, por exemplo, teremos uma
TNC de 27 C. Por fim, Ts a temperatura de bulbo seco do ambiente que se quer condicionar
[C].
Admite-se que, para pisos que se encontram diretamente sobre o solo, no existe perda ou ganho
de calor. Da mesma maneira, quando os ambientes vizinhos encontram-se condicionados, a
carga trmica atravs das paredes divisrias com esses ambientes desprezada. Na tabela 11.3
pode-se observar alguns coeficientes globais de transferncia de calor:
Tabela 2- Coeficientes globais de transferncia de calor aproximados
Material Coeficiente global de transferncia de
calor U [W/(m2.K)]
Parede de tijolo de 6 furos
com reboco nas duas faces
2,50
Cobertura de telha de barro com laje de concreto de
10 cm e espao de ar no ventilado
1,95
Parede de tijolo 6 furos com duas camadas de reboco e isolamento de 15cm de isopor
0,23
Observa-se que valores precisos devem ser calculados a partir de conhecimentos bsicos
de transferncia de calor e das propriedades dos materiais especficos utilizados na construo.
Atualmente, tm sido utilizados tijolos compostos mais leves e com propriedades trmicas que
devem ser conhecidas para o projeto.
Exemplo de Aplicao
Estime a carga trmica que atravessa 30 metros quadrados de uma parede no insolada,
construda com tijolos macios de 21cm de espessura e reboco dos dois lados de 2cm de
espessura cada. k reboco = 1,15 W/moC e k tijolo = 0,85 W/m
oC . Considere a temperatura
externa de 32oC e a interna de 25
oC. Considere tambm he = 25W/m
2oC e hi = 7W/m
2oC,
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conforme Figura 2.
ISOLANTE(ki)ESPESSURA (Li)
TIJOLO MACIO (kt)ESPESSURA (Lt)
REA SUPERFICIAL (As=30m2)
CALOR TROCADO
REBOCO (kr)ESPESSURA (Lr)
32oC 25 oC
Figura 2 Ilustrao do uso do coeficiente global de transferncia de calor
Podemos fazer uma analogia com um circuito eltrico em srie, conforme apresentado
no Captulo 2. Primeiro, preciso calcular o coeficiente U:
Km
W=++++=U
.2,15
7
1
1,15
0,02
0,85
0,21
1,15
0,02
25
12
1
Podemos aplicar esse valor de U na equao de Fourier modificada, obtendo:
W=Q)(=Q 451,525322,15.30.
Tabela 3- Valores aproximados de coeficiente global
de transferncia de calor (U)
Tipos de Janela de vidro Coeficiente U
[(kcal/h)/m2.C]
Coeficiente U
W/(m2.C)
Janela de vidro comum (simples) 5,18 6.00
Janela de vidro duplo 3,13 3.63
Janela de vidro triplo 1,66 1.93
Insolao atravs de superfcies transparentes
Uma das maiores parcelas externas de carga trmica vem do sol, que penetra no ambiente
atravs das superfcies transparentes e das superfcies opacas.
No caso das superfcies transparentes, o calor quase instantaneamente absorvido pelo
ambiente. A energia solar radiante que passa atravs do vidro atinge objetos dentro do recinto,
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tais como assoalhos, paredes e mveis. A energia solar aquece esses objetos acima da
temperatura do recinto e esse calor armazenado ento liberado para o ambiente por conveco.
Esse processo retarda a liberao de energia solar para o recinto.
No caso das superfcies opacas (paredes, telhados, tetos, lajes, etc.), o calor conduzido
para dentro do recinto por "conduo" trmica. Decorre, no entanto, um prazo entre a insolao
e o seu efeito no ambiente condicionado, dependendo do tipo de construo. Isso significa que o
calor pode penetrar mesmo aps o sol ter se posto.
A quantidade de radiao solar que incide sobre uma superfcie depende: da natureza da
superfcie; da orientao geogrfica; da vizinhana (prdios, reas com massa de gua nas
proximidades, reas com muitos vidros, bosques, etc); da cor da superfcie; da latitude; da poca
do ano e da hora do dia. O efeito do Sol batendo sobre as paredes muito semelhante ao que
acontece com tetos. Porm, um outro fator que est envolvido a orientao geogrfica da
parede. Na Figura 3, mostra-se o efeito do calor solar em funo da orientao da abertura.
Figura 3- Ilustrao qualitativa da insolao versus orientao solar da parede.
Pela ilustrao e pelas tabelas observamos que as janelas voltadas para o sul, assim como
qualquer outro vidro que fique na sombra durante todo o dia, recebem energia solar que
refletida pela atmosfera. Naturalmente, este calor ser bem menor quando comparado com a luz
solar direta.
O conhecimento destas informaes importante na tomada de deciso quanto ao projeto
ou na seleo do equipamento. Quando no for possvel alterar a posio das janelas, pode-se
recorrer a outros mtodos para reduzir a carga solar. Por exemplo, citam-se os dispositivos de
sombreamento tais como breeses, toldos externos, persianas externas horizontais ou verticais,
defletores tipo quebra-sol, persianas ou venezianas internas, cortinas, etc.
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O calor solar tambm pode ser reduzido utilizando-se tipos especiais de vidro ao invs dos
tipos comuns. Vidros duplos permitem uma reduo da carga solar de 10% a 20%, e para vidros
coloridos a reduo pode chegar a 65%, dependendo da cor utilizada.
O ganho trmico, devido insolao em uma superfcie transparente (vidros), dado pela
expresso:
QST= A . FGCImax . FCR . CS
Onde STQ ganho de calor de um recinto provocado por superfcie transparente, em W; A a
rea da superfcie transparente, em m; FGCImax o fator de ganho de calor por insolao
mximo, em W/m2. O FGCI tabelado em funo da latitude, da orientao da superfcie, da
data e da hora do clculo, CS o coeficiente de sombreamento adimensional e FCR o fator
de carga de resfriamento (retardo da insolao). Observa-se que para os vidros tambm se deve
somar a carga trmica por transmisso.
A seguir, apresenta-se um resumo de alguns dados de insolao adaptados do ASHRAE
Handbook of Fundamentals. Observamos, ainda, que os valores de, FGCImax so dependentes da
latitude, da orientao solar e do ms do ano. Por esse motivo h muita impreciso na utilizao
dos mesmos. Os projetistas devem consultar informaes de estaes solarimtricas de sua
regio ou fazer a transposio de informaes medidas no hemisfrio norte, fazendo a
conveniente correo em termos das estaes do ano. Nas Tabelas 11.5 a 11.7 tem se valores de
FGCI mximo para algumas latitudes brasileiras.
Tabela 4 - Fator de Ganho de Calor por Insolao FGCI mximo (W/m2) Latitude: -23,5 ( sul )
Ms
Horizontal
S
SO
SE
O
L
NO
NE
N
Jan 993 157 635 764 471 165
Fev 955 132 534 762 580 265
Mar 863 113 392 720 668 434
Abr 726 92 234 636 712 571
Mai 610 78 126 555 713 637
Jun 558 72 87 515 705 655
Jul 597 75 119 549 708 634
Ago 710 86 233 633 703 558
Set 844 104 392 714 655 416
Out 938 122 532 757 570 251
Nov 984 149 630 761 471 160
Dez 997 199 665 756 425 154
Tabela 5- Fator de Ganho de Calor por Insolao FGCI mximo (W/m2) Latitude: -32,0 ( sul )
Ms/orientao Horizontal S/sombra SE/SO L/O NE/NO N
Junho 500 69 69 510 775 795
Julho e maio 555 75 90 550 785 775
Agosto e abril 685 85 205 645 780 700
Setembro e maro 780 100 330 695 700 545
Outubro e fevereiro 845 115 450 700 580 355
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Novembro e janeiro 865 120 530 685 480 230
Dezembro 870 140 555 675 440 190
Tabela 6- Fator de Ganho de Calor por Insolao FGCI mximo (W/m2) Latitude : -28 (sul )
Ms/orientao Horizontal S/sombra SE/SO L/O NE/NO N
Dezembro 876 161 561 671 403 154
Janeiro 870 129 536 677 441 180
Fevereiro 857 120 470 693 542 287
Os valores de FCR devem ser consultados em literatura especfica para cada tipo de
construo, uma vez que seu valor vai depender da estrutura da edificao como um todo. Para
fins de simplificao, se o projetista desejar estimar a carga trmica simplificada para um
determinado momento, pode-se considerar FCR = 1,00 na equao anterior.
Nesse caso, a carga trmica total que penetra pela janela pode ser calculada pela equao
a seguir, onde j h a soma do calor que entra por conduo direta pela janela e pela insolao
direta.
Q= A. [U .(Te Ti)+ FGCI .CS ]
Tabela 7 - Coeficiente de sombreamento dos vidros
Fator de Correo (CS) em funo do tipo de vidro
Tipo de vidro Fator CS
Comum de 4mm 1,00
Comum de 6mm 0,94
60% de reflexo 0,80
30% de reflexo 0,62
Duplo 0,90
Como exemplo, possvel estimar qual a carga trmica que ingressa pela manh por
uma janela de vidro comum de 4 mm de espessura e rea de 20m2, localizada na face leste de
um prdio localizado na latitude 27 graus sul, para o ms de janeiro (Figura 4). A temperatura
externa de 32oC e a interna de 25
oC. Considere o FGCI como sendo 667W/m
2 e CS = 1,00
para vidro comum. Considere U vidro como sendo 5,8 W/m2oC.
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20 m2 de VIDRO 4mm
FACE LESTE
Figura 4- Ilustrao do problema apresentado
Aplicando-se a equao, tem-se:
Q= 20.[5,8.(32 25)+(667.1)]= 14152W
Insolao sobre superfcies opacas O ganho trmico devido transmisso em superfcies opacas (paredes e telhados
expostos ao sol) calculado para a hora de maior fluxo trmico. Esse ganho devido absoro
de calor pela superfcie externa e pela diferena de temperatura entre o lado externo e interno.
Pode-se estimar essa parcela por meio da expresso :
TiTe+
FGCIAU=Qtotal
25
0,2..
Onde Qtotal o ganho de calor por uma superfcie opaca com insolao, [W]; A a rea da
superfcie opaca (parede ou telhado) com insolao, em m; U o coeficiente global de
transmisso de calor de superfcies [W/m.C]; FGCI o valor da insolao sobre a superfcie;
Te a temperatura do ar externo e Ti a temperatura do ar interno [C]. Para formulao dessa
equao adotamos as superfcies com cores claras.
Exemplo de Aplicao:
Estime a carga trmica sobre superfcies opacas insoladas a seguir: Considere que um telhado de
100 metros quadrados composto por uma camada de telhas cermicas de 1,5cm de espessura
(e1), uma camada de laje de concreto de 12cm (e2), um espao de ar de 50cm e uma camada de
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gesso de 2cm de espessura (e3). Qual a carga trmica que ingressa no ambiente? Considera-
se a insolao FGCI sobre o telhado como sendo 870 W/m2 para a cidade de Florianpolis, no
ms de janeiro. Considera-se Te-Ti = 7 o
C. Considera-se, tambm, a resistncia trmica do ar
sobre o telhado como sendo Re = 0,04 m2o
C/W; a resistncia do ar confinado como sendo Rc =
0,21 m2o
C/W e a resistncia trmica do ar sob o gesso como sendo Ri = 0,17 m2o
C/W.
AR
TELHA
CONCRETO
GESSO
Figura 5- Ilustrao do problema apresentado
Para resolver a questo, preciso calcular o coeficiente U e aplicar na equao.
Km
W=++++++=U
.1,7750,17
0,35
0,020,21
1,75
0,12
1,75
0,12
0,85
0,0150,04
2
1
W=+=Qtotal 2477,92532
25
8700,21,775.100.
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Infiltrao e ar de renovao
Outra fonte de carga trmica o ar exterior, que supre normalmente a renovao de ar do
ambiente. Essa quantidade de ar depende da finalidade do recinto, do nmero de pessoas, da
atividade que exercem dentro do ambiente e da quantidade de fumantes. Outra forma de
admisso de ar externo no ambiente atravs da infiltrao do mesmo atravs de portas e
janelas. Essa quantidade de calor depende da velocidade do ar, do tamanho das frestas nas
portas e janelas e da freqncia com que so abertas.
Qualquer que seja o caminho pelo qual o ar penetre, ele deve ser obrigatoriamente
resfriado e desumidificado para condicionar o recinto. Ver a Portaria 3.523/98, do Ministrio da
Sade para calcular a taxa de renovao do ar.
A frmula para a vazo volumtrica total de insuflamento :
PESSOASQn=Q
Onde: Q a vazo total de ar de insuflamento [m/h]; n o nmero de ocupantes do recinto e
PESSOASQ a vazo de ar por pessoa [m/h].
Para se calcular a carga trmica devido ao ar externo, preciso que se conheam as
condies de TBS e TBU do ar no final e no incio do processo. Pode se, tambm, utilizar a
equao a seguir, onde m o fluxo de massa de ar de renovao, hx o valor da entalpia obtida
a partir de um tringulo traado na carta psicromtrica, a partir da ligao da condio inicial do
ar de renovao e a condio final aps o resfriamento e a desumidificao. Essa parcela de
carga trmica dividida em duas partes, uma sensvel e uma latente:
hx)(h1m=Qlat
h2)(hxm=Qsens
.
.
Como exemplo, possvel estimar, com uma carta psicromtrica, qual a carga trmica
latente e sensvel decorrente de uma vazo de ar de renovao, de 900m3/h a 32C e 60%
(condio 1) de umidade relativa, que deve ser resfriado at a temperatura de 25C e 50% de
umidade relativa (condio 2).
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Na carta psicromtrica pode-se obter a entalpia do ar externo (1) como sendo 79kJ/kg, a
do ar resfriado (2) como sendo 51kJ/kg e a entalpia de um ponto intermedirio x, que forma
um tringulo retngulo, como sendo 58kJ/kg. O procedimento ilustrado na Figura 6:
war 1
war 2
har 1
har 2
1
2
h x
TBS 2 TBS 1
Figura 6 Ilustrao do clculo da carga trmica devido a renovao
O fluxo de massa de ar externo de renovao calculado atravs do produto da vazo
pela densidade do ar. Para soluo do problema, considera-se a densidade do ar de entrada,
obtida diretamente pela carta psicromtrica.
skg==m
ardensidadehmemvazo
=m
/0,282.1,1293600
900
.3600
/3
A carga trmica sensvel e a carga trmica latente so calculadas da forma:
kW=)(=Qlat
kW=)(=Qsens
5,958790,282.
1,9751580,282.
Dessa forma, tem-se que a carga trmica decorrente do ar externo de 7,87kW.
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Ocupao
As fontes externas de calor variam com as condies atmosfricas. J as fontes internas
no sofrem variao. Uma das maiores fontes de calor interno constituda por pessoas. Um
exemplo em auditrios, teatros e cinemas, onde a carga trmica devido ocupao pode ser
predominante.
As pessoas liberam calor para o ambiente, tanto na forma sensvel como na forma
latente. Esta quantidade depender do grau de atividade das pessoas e pelas condies do
recinto. Na NBR 16.401 h a estimativa de calor latente e sensvel liberada por cada pessoa
apresentada.
Para determinao desta parcela de carga trmica preciso que se faa uma estimativa
do nmero de pessoas que ocupam o ambiente em cada horrio do dia. Embora difcil de ser
obtida, essa quantidade fundamental, de tal modo que, sem ela, uma estimativa de carga pode
ter pouco valor. preciso que nesse clculo seja considerado tambm o tempo de permanncia
no ambiente climatizado. Como exemplos podem ser citados restaurantes, lojas e cinemas que
tem ocupao varivel. Quando o cliente no fornecer essa informao, deve-se seguir valores
orientativos fornecidos pela Na NBR 16.401. Por exemplo, para escritrios, podemos utilizar
uma rea de 8m2 por pessoa, j para um teatro, esse valor da ordem de 0,75m
2 por pessoa.
Tabela 8- Valores para ocupao de alguns recintos
Local Taxa de ocupao [m/pessoa]
Bancos - recintos privados 7,00
Bancos - recintos pblicos 4,00
Lojas com pouco movimento 5,00
Lojas com muito movimento (trreo) 2,50
Escritrios em geral 6,00
Restaurantes 1,40
Museus e bibliotecas 5,50
Auditrios, salas de conferncias 0,75
Teatros, cinemas 0,75
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Tabela 9- Calor liberado por pessoa [kcal/h], de acordo
com a atividade e a temperatura de projeto, conforme NBR 16.401 Local Metabolismo
mdio * Temperatura de bulbo seco [C]
28 27 26 24 21 S L S L S L S L S L
Teatro, escola
primria
88 44 44 49 39 53 35 58 30 65 23
Escola secundria
100 45 55 48 52 54 56 60 40 68 32
Escritrios, hotis,
residncias, lojas,
universidades,
supermercados
113
45
68
50
63
54
59
61
52
71
42
Farmcias,
drogarias, bancos
126 45 81 50 76 55 71 64 62 73 53
Restaurante (**) 139 48 91 55 84 61 78 71 68 81 58
fbrica, trabalho
leve
202 48 141 55 134 62 127 74 115 92 97
Onde: S = calor sensvel [kcal/h]; L = calor latente [kcal/h] (*) "metabolismo mdio" corresponde a um grupo
composto de adultos e crianas de ambos os sexos, em propores estabelecidas. Estes valores so obtidos base
das seguintes hipteses: metabolismo mulher adulta = 0,85 x metabolismo homem adulto; metabolismo criana =
0,75 x metabolismo homem adulto; (**) esses valores compreendem 14 kcal/h (50% calor sensvel e 50% calor
latente) por ocupante, para levar em conta o calor desprendido pelos pratos.
Iluminao
O calor liberado por lmpadas incandescentes ou fluorescentes no afetado pela
temperatura do ambiente climatizado. Depende apenas da potncia da lmpada. As potncias
totais das lmpadas incandescentes so bastante prximas dos valores nominais indicados na
lmpada. Entretanto as lmpadas fluorescentes requerem energia extra para o reator. Para prever
a carga a cada hora do dia, necessrio conhecer o tempo de utilizao das lmpadas.
Dessa forma, a iluminao local, quer seja feita por lmpadas incandescentes ou
fluorescentes, produz um ganho de calor sensvel no recinto. Esse ganho calculado como
sendo igual a potncia das lmpadas no caso de incandescentes. J no caso das fluorescentes,
devemos multiplicar potncia de iluminao pelo fator de 1,25, pois, em mdia, o reator libera
25% a mais de calor do que o calor gerado pelas lmpadas. H situaes em que o reator fica
fora do ambiente, logo, este valor pode ser suprimido.
Para recintos onde no se dispe de dados gerais da carga eltrica devido iluminao, ou
para recintos que esto sendo projetados, deve-se utilizar os valores em W/m2 recomendados
pela NBR 16.401. Em geral, escritrios necessitam de uma iluminao de 40W/m2; j teatros
15, residncias 30 e auditrios (platia) 30W/m2.
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Mquinas e motores eltricos
O calor liberado por motores, mquinas e eletrodomsticos , tambm, at certo ponto
independente da temperatura do recinto. Existem tabelas que prevem a dissipao mdia de
calor de equipamentos mais comuns. Para motores eltricos, os valores de potncia nominal
indicada nos equipamentos no refletem a carga real. Os motores tm rendimento varivel com
a potncia: podem estar operando com sobrecarga ou com carga parcial.
Uma possvel fonte de informao do consumo de energia, para cada perodo do dia, a
"Concessionria de energia eltrica" local. Ela pode fornecer ou obter informaes do consumo
de energia para cada perodo do dia. Isso pode ser particularmente importante em recintos com
grande nmero de motores operando.
Uma vez apresentadas as parcelas que compem a carga trmica de uma instalao de ar
condicionado, pode-se calcular a carga trmica total, necessria para se definir a capacidade do
equipamento. Para tanto, basta somar o valor de todas as parcelas (sensveis e latentes).
A carga trmica sensvel total ser dada pelas somas do calor de um recinto provocado
por superfcie transparente, ganho de calor de um recinto provocado por superfcie opaca com
insolao (divisrias externas), ganho de calor de um recinto devido transmisso entre
ambientes (divisrias internas), ganho de calor sensvel de um recinto devido sua ocupao,
ganho de calor sensvel de um recinto devido sua iluminao, ganho de calor sensvel de um
recinto gerado por motores eltricos, ganho de calor sensvel de um recinto gerado por fontes
diversas e ganho de calor sensvel devido ao ar externo.
A carga trmica latente total ser dada pelo ganho de calor latente de um recinto devido
sua ocupao, ganho de calor latente de um recinto gerado por fontes diversas e ganho de
calor latente devido ao ar externo.
5- Efeito da armazenagem O efeito de armazenagem pode ser muito importante quando da estimativa de uma carga
trmica de resfriamento. Em geral, o equipamento de ar condicionado selecionado para
suportar a carga em condies de pico. Sem dvida, esta alternativa a mais comum. Porm, o
equipamento possui excesso de capacidade para as outras horas que no sejam de carga de pico.
Talvez seja possvel usar menos equipamento acumulando o excesso de capacidade de
resfriamento durante as horas de carga leve, para, ento, us-la durante o pico. Isso o que se
entende por efeito de armazenagem.
Cada edificao possui possibilidade de armazenagem, tal como nas paredes, assoalhos,
mveis, e, at, em mercadorias nas prateleiras (supermercados), ou mesmo nas roupas
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penduradas nos cabides (lojas). Quando a carga de resfriamento ou o ganho de calor for menor
que a capacidade de resfriamento do equipamento, o excesso fica armazenado pelo resfriamento
das paredes, pisos e outros materiais interiores. Quando ocorrer o pico de carga, a estrutura e os
materiais frios absorvem parte da carga e somam ao equipamento um efeito de resfriamento.
Quais os fatores a considerar para a armazenagem? indispensvel que o equipamento
fique em operao durante tempo suficiente para pr-resfriar o material de armazenagem. A
carga durante o tempo de pr-resfriamento deve, obrigatoriamente, ser suficientemente abaixo
da capacidade do equipamento, para permitir a esse que execute o pr-resfriamento..
6- Zoneamento
O zoneamento do ambiente a ser climatizado interessante quando o espao a ser
condicionado est dividido em recintos separados; quando o ambiente possui vrias situaes ou
espaos que no so afetados pela mudana das condies exteriores ou quando existem
grandes variaes na carga interna.
Observe a Figura 7. Esta planta de escritrio pode ser dividida em quatro sub-divises
chamadas zonas. A zona Leste, a zona Norte, a zona Oeste e a zona combinada Sul com reas
interiores (sem insolao). Os espaos em cada zona devem possuir caractersticas similares de
carga a fim de que possamos estar aptos a manter condies de conforto uniformes.
Figura 7- Efeito do zoneamento.
Caso seja feita uma estimativa de carga trmica para as 9 horas da manh, a carga trmica
encontrada seria de 70kW na zona Leste e 35 kW nas demais. Ao meio dia, a carga total de
cerca de 178kW. s 15 horas, a carga total de 228kW. A capacidade instalada vai depender do
tipo de sistema. Caso seja escolhido um sistema de ar condicionado central, esse deve estar
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habilitado para mudar o resfriamento, de zona para zona, conforme as necessidades. Ento,
228kW tudo que necessitamos. Caso sejam instalados equipamentos separados para cada zona,
esses devem atender ao valor mximo de cada zona, perfazendo um total de 262 kW.
Cada tipo de sistema tem suas vantagens e a melhor escolha deve ser feita para cada
trabalho especfico.
7- Aquecimento O aquecimento constitui-se na reposio do calor perdido por uma estrutura. Assim, a
carga de aquecimento constituda de dois componentes. O primeiro o calor conduzido (pelo
fenmeno de conduo) e o segundo, o calor necessrio para aquecimento do ar de infiltrao
atravs de portas e janelas, e de renovao (insuflamento).
O calor conduzido pode escapar atravs do teto e telhado, paredes e vidros. calculado
da seguinte maneira:
QAQ
= A . U . (T i T e)
As estimativas de vazo de ar devido infiltrao e insuflamento, bem como o clculo
da carga trmica sensvel e latente, so feitos exatamente da maneira apresentada anteriormente.
A estimativa precisa da carga trmica de forma instantnea complexa para ser realizada
manualmente, pois as condies externas e internas do ambiente variam ao longo do tempo.
Atualmente, possvel encontrar diversos programas computacionais que permitem calcular a
carga trmica hora a hora. Cada regio do Brasil tem um nvel de insolao diferente e isto
interfere fortemente nos clculos. Normalmente, so utilizadas planilhas simplificadas que
oferecem um resultado aproximado para o clculo de carga trmica. Geralmente, estas tabelas
so construdas para atender s condies de temperaturas mais elevadas do ano.
O projetista deve procurar desenvolver uma planilha eletrnica confivel para sua regio,
seguindo as equaes apresentadas e inserindo os fatores.
Para uso das planilhas, primeiramente preciso que se realize um detalhado
levantamento do local a ser climatizado. Isso significa que preciso obter as medidas das
paredes, do p-direito (altura do cho at o teto), as espessuras das paredes, o tipo de vidro, a
orientao solar, o nmero de lmpadas, o nmero de ocupantes do ambiente, a rea das janelas
etc. No exemplo a seguir, ilustra-se o uso de uma planilha construda para a regio da Grande
Florianpolis, na qual a temperatura de vero NBR 16.401 de 32oC e a umidade relativa de
60%.
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Exemplo de aplicao:
Considere a regio sul Florianpolis Latitude 27 graus. Estime qual a carga trmica
do escritrio ilustrado na Figura 8, que tem dimenses de 8 m de comprimento na face leste, 4
m de largura e p-direito de 3m. O ambiente ocupado por 10 pessoas, h 1.500W em potncia
de equipamentos instalados, 2.000W de iluminao fluorescente e janela com cortina interna de
6m por 2m na face leste. O escritrio fica localizado entre dois andares de um prdio
climatizado. Considere uma taxa de renovao de ar de 17 metros cbicos de ar por hora por
pessoa. A face norte, sul e oeste so localizadas entre ambientes tambm climatizados, logo a
rea delas no considerada nos clculos. As paredes so leves (15 cm).
SOLUO: Inicialmente, deve-se fazer um esboo do ambiente e depois preencher a tabela de
acordo com as reas das janelas, paredes, entre outras informaes. Multiplica-se as reas e
informaes pelos fatores disponveis nas colunas 3 e 5, obtendo os valores das parcelas de
carga trmica (kcal/h) na quarta e na sexta coluna. Observa-se que a rea de janelas 12
metros quadrados. J a rea da parede mais insolada a face leste, cujas dimenses totais so
8,00 x 3,00 = 24,00 metros quadrados. Mas, subtraindo-se a rea da janela, temos 12 metros
quadrados. Observe que no h trocas de calor pelo teto e pelo piso porque estas duas faces
esto em contato com ambientes climatizados.
Figura 8- Ilustrao do ambiente considerado para estimativa da carga trmica
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Tabela PLANILHA PARA ESTIMATIVA DE CARGA TRMICA
Vlida para regio da Grande Florianpolis Latitude 27 graus Sul para vero
JANELAS Fator
Sem
proteo
rea Q () Kcal/h Fator
Cortina
interna
Fator
Proteo
externa
Janela ao sol Leste ou Oeste 520 12 4236 353 109
Janela ao sol ao SE ou SO 354 245 86
Janela ao sol NE ou NO 415 284 94
Janelas ao sol Norte 223 160 67
Janelas sombra (ou ao sul) 42
Dados vlidos para
Florianpolis
considerando-se
temperatura externa de
vero 32 C, UR = 60%
* 1=sem proteo
*2=com proteo interna
*3=com proteo externa
Parede mais insolada pesada (30 cm) 34
Parede mais insolada leve (15 cm) 43 12 516
Demais paredes pesadas (30 cm) 11
Demais paredes leves (15 cm) 18
Terrao sem isolamento 83
Terrao com isolamento 25
Telhado no arejado sem isolamento 49
Telhado no arejado com isolamento 9
Telhado arejado sem isolamento 20
Telhado arejado com isolamento 5
Forro entre andares no condicionados 9
Piso entre andares no condicionados 12
Iluminao incandescente + equipamentos 0,86 1500 W 1290
Iluminao fluorescente 1,032 2000 W 2064
ATIVIDADE Fator
Sensvel
Nmero de
Pessoas
Q ()
Sensvel
kcal/h
Fator
Latente
Q()
Latente kcal/h
Trabalho Leve 62 127
Pessoas sentadas 54 46
Trabalho de escritrio 54 10 540 59 590
VENTILAO Fator
C sensvel
Vazo
m3/h
Q ()
Sensvel
kcal/h
Fator
C.Latente
Q()
Latente kcal/h
Ar externo de renovao 2 170 340 6,2 1054
Q sensvel 8646 kcal/h Q latente 1644 kcal/h
CARGA TRMICA TOTAL Q(sensvel+latente) 10.290 kcal/h
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Para obter em Btu/h, basta multiplicar kcal/h por 4. Logo, tem-se a carga trmica
sendo, aproximadamente, 41.160 Btu/h.
8- Detalhamento do projeto
Para detalhar o projeto de climatizao importante que sejam projetados ainda a casa
de mquinas, o isolamento dos dutos, os suportes, filtros e sistema eltrico. A seguir detalhamos
esses componentes.
Casa de mquinas
As casas de mquinas, para sistemas que exigem caixa de mistura, devem ter dimenses
apropriadas para acomodao do equipamento e permitir a instalao e manuteno adequada,
conforme ilustrado na Figura 9. H a necessidade de previso da forma da tomada do ar externo
e do ar para condensao do fluido refrigerante do equipamento. Para realizar este
dimensionamento fundamental a posse de catlogos dos diversos equipamentos disponveis no
mercado. No deve se esquecer tambm que este ambiente deve ser provido de sadas para
drenagem de condensado e tomada de fora apropriada.
TOMADA DEAR EXTERNO
DRENO
PONTO DE FORA
DUTO DE INSUFLAMENTO
PORTA DE INSPEO
AR DE CONDENSAO
RETORNO DO AR
Figura 9 Esquema de uma casa de mquinas.
Isolamento da Rede de Dutos
Os dutos de insuflamento devem ser isolados sempre que apresentarem perigo de
condensao de umidade em sua parede exterior. Lembre-se que isso geralmente ocorre quando
os dutos passam dentro de forros no condicionados. Neste caso podemos utilizar isolante do
tipo poliestireno conforme ilustrado na Figura 10.
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Figura 10 - Sistema de isolamento dos dutos.
Suporte para dutos Dutos
Os dutos devem ter suportes rgidos para garantirem uma instalao segura e livre de
vibraes. Estes podem ser realizados por cantoneiras ou por ferro chato preso por haste
metlica em local apropriado. A distncia entre um suporte e outro depender da bitola da chapa
escolhida (que define o peso por metro). Os dutos nervurados permitem maior estabilidade ao
sistema, e portanto os vincos devem ser realizados sempre que os dutos no sejam isolados.
Figura 11 - Suporte de dutos
Filtros
O ar insuflado deve ser totalmente filtrado e parcialmente renovado. Isto deve ser
realizado atravs da utilizao de pr-filtros / filtros na entrada da caixa de mistura e na entrada
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da serpentina de resfriamento e desumidificao. Geralmente o filtro e pr-filtro (chamados de
filtragem em dois estgios) so montados em caixilhos independentes, montados sob presso. O
primeiro estgio deve ser formado por filtros do tipo permanentes, lavveis e metlicos,
galvanizados ou de alumnio com 50 mm de espessura em geral. O segundo estgio deve ser
formado por filtros de l de vidro ou fibra sinttica de poliester com 25 mm de espessura. Na
tabela a seguir ilustra-se um resumo da NBR 16.401 e fornece orientaes sobre os tipos de
filtros para condicionamento de mdio porte.
Figura 12 - Sistema de filtros e dampers.
Tabela - Resumo dos tipos de filtros para climatizao
Classe de
Filtro
Eficincia % Caractersticas Aplicaes principais
GO 30 a 59 boa eficincia contra insetos e relativa
contra poeira grossa; eficincia reduzida
contra plen de plantas e quase nula
contra poeira atmosfrica
condicionadores tipo janela
GI 60 a 74 boa eficincia contra poeira grossa e
relativa contra plen de plantas.
Eficincia reduzida contra poeira
atmosfrica
condicionadores tipo compacto
( self-contained )
A3 99,97 e acima Eficincia excelente contra a frao
ultrafina ( < 1 m) da poeira
atmosfrica, fumaas de leo e tabaco,
bactrias, fungos microscpicos e vrus
salas limpas da das classes 100,
10000 e 100000 salas e cabines
estreis para operaes
cirrgicas. Todas as instalaes
necessitam de testes de
estanqueidade e pr-filtragem
Outros filtros de tela galvanizada impregnada de leo, filtros de pano ou plstico
esponjoso tambm existem disponveis no mercado. Cada instalao exigir uma seleo
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determinada. Atualmente a Portaria 3523/98 exige a utilizao de filtros da classe G3 para
aplicaes convencionais.
Tomada de Ar Externo
Na NBR 16.401 tem-se a quantidade de ar externo para renovao de acordo com o
tipo de aplicao. Estas quantidades foram alteradas pela Portaria 3523/98 do Ministrio da
Sade. Desta forma temos disponvel a vazo de ar que a pea dever deixar entrar na casa de
mquinas (ou sala de mistura). Para seleo da grelha, geralmente adota-se uma velocidade
livre de face de 2,0 m/s e desta forma, obtm-se a rea efetiva da grelha. Procedimento
anlogo ao j demonstrado para seleo das grelhas de retorno deve ser realizado.
Obviamente esta grelha pode ser dotada de sistema de aberturas automticas, com guias
direcionais comandadas pneumaticamente ou manualmente. A escolha do tipo de tomada
depender, assim, do grau de controle exigido pela instalao. O ar de condensao pode ser
dutado e contar com registro motorizado instalado na descarga, com atuador proporcional
controlado pela presso ou temperatura.
Tabela 11.13- Exemplo de alguns tamanhos comercias de tomadas de ar externo
Velocidade efetiva 2,0 m / s
Perda de presso (mmca) 1,2
Dimenses nominais
(mm x mm)
rea Efetiva
(m 2)
Vazo de ar
(m3/h)
400 x 300 0,049 350
600 x 300 0,074 531
600 x 400 0,106 764
1000 x 300 0,124 892
Sistema eltrico
O Sistema Eltrico deve ser formado por quadro eltrico de fora, comando e
controle/sensores, construdo em chapa metlica, protegida contra oxidao e pintada com duas
demos de base neutralizante e uma de esmalte sinttico, na cor especificada pelo fabricante.
Contm todos os elementos bsicos de partida, controle e comando automtico, interligao e
proteo dos componentes. Deve possuir, ainda, os seguintes acessrios: fusveis de fora e de
comando; disjuntores; chave contactora auxiliar para comando; chaves contactoras de fora para
cada um dos motores; rel de sobrecarga para cada um dos motores; lmpadas de sinalizao;
rel de falta de fase; interruptor liga-desliga para o condicionador; termostato de temperatura
mxima e temperatura mnima; umidostato de mxima; termostato de segurana, chave de fluxo
de ar; ponto especfico para tele-superviso e telecomando a distncia e banco de capacitores.
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Figura 13- Diagrama de Fora e Comando.
Figura 14- Diagrama de Fora
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Figura 15- Diagrama de Comando.
9- Projeto de Rede de Dutos
Um bom projeto de dutos comea com uma boa escolha do traado. Esse o momento
crucial do projeto, pois uma boa distribuio dos ramais e bocas de insuflamento permitir um
menor custo de material e uma maior uniformidade da distribuio de ar nos ambientes.
No existem regras pr-definidas para esse traado, mas recomendamos que, atravs do
mtodo da inspeo, sejam procurados sistemas que ofeream menor consumo de chapas, de
mo de obra, velocidades que no ofeream problemas de rudos, distribuio racional do ar
pelo ambiente, derivaes com pequenas perdas de carga, dutos que se adaptem melhor
esteticamente ao ambiente e que levem em considerao a presena de vigas, pilares e
luminrias, no causando, dessa forma, interferncia construtiva na obra. Para um mesmo
ambiente so possveis vrias solues para o traado da rede de dutos. Ao tcnico projetista
caber a melhor escolha baseada nos aspectos acima citados. Para aprender bem como definir
um bom traado de dutos, recomendamos a observao dos sistemas de condicionamento de ar
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existentes nas lojas dos shoppings, bancos, restaurantes, cinemas, supermercados, teatros,
hospitais e residncias.
Existem vrios mtodos para o dimensionamento de dutos, como o da arbitragem das
velocidades, o de igual atrito (ou mesma perda de carga) e o de recuperao de presso esttica.
Arbitragem de velocidades
O processo de arbitragem de velocidades consiste em se adotar velocidades
recomendadas pela NBR 16.401 para a rede de dutos, no prevendo o equilbrio de presso nas
bocas de insuflamento. , portanto um processo de clculo rpido, muito utilizado pela sua
simplicidade. O exemplo ilustrado pela Figura 16 a seguir, demonstra o mtodo:
A
B
C
D
VAZO=2400m/h3
400m/h3
400m/h3
400m/h3
400m/h3
400m/h3
400m/h3
Figura 16- Esquema de uma rede de dutos.
Comece o clculo procurando a vazo do ventilador no catlogo do equipamento. No
trecho inicial (AB), fixe uma velocidade recomendada em norma (4m/s, por exemplo) e calcule
a rea duto pela equao da continuidade. Com esta rea, tomando-se como referncia uma
altura limite para o duto (por exemplo: 0,25m) calcule a largura do mesmo. Repita este
procedimento para os demais ramais. Observe que [2400m3/h]/3600 = 0,66 m
3/s.
m==H
A=LHL=Am==A
V
Q=AAV=Q
0,650,25
0,160,16
4
0,66
.
2
Onde Q a vazo em m3/s, V a velocidade do ar dentro do duto e A a rea da seco
transversal do duto. Se a vazo estiver em m3/h, basta dividir por 3.600. Em algumas situaes
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necessrio conhecer o fluxo de massa de ar. Nesse caso, basta multiplicar a vazo pela
densidade do mesmo.
Tabela- Resultado do clculo de uma rede de dutos pelo mtodo da velocidade
Trecho Vazo
( m3/s )
Velocidade
( m/s )
rea
( m2 )
L X H
( m x m )
AB 0,66 4,0 0,16 0,65 x 0,25
BC 0,44 4,0 0,11 0,55 x 0,20
CD 0,22 4,0 0,055 0,35 x 0,15
Normalmente, so utilizados dutos retangulares para condicionamento de ar. Isso porque
os mesmos se adaptam melhor ao p direito das construes. O que no impede que dutos
circulares e ovais sejam usados, como normalmente acontece na distribuio de ar em grandes
supermercados e lojas. Outro aspecto importante que o tamanho dos lados deve ser tal que
oferea o menor consumo de chapas. Desta forma cabe lembrar que essas so fornecidas, em
geral, no tamanho de 1,00m por 2,00m e que propores mximas de 3 para 1 so mais
adequadas, bem como o mnimo de 15cm recomendado para a altura por limitaes de
fabricao.
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Tabela - Velocidades recomendadas para dutos de ar
Velocidades
recomendadas (m/s)
Velocidades
mximas (m/s)
Local Residncias Escolas,
teatros e
edifcios
pblicos
Prdios
Industriais
Residncias Escolas,
teatros e
edifcios
pblicos
Prdios
Industriais
Tomadas de ar
exterior
2,50 2,50 2,50 4,00 4,50 6,00
Serpentinas 2,25
2,50 3,00 2,25
a 2,50
2,50
a 3,00
3,50
a 7,50
Lavadores de
ar
2,50
2,50 2,50 a 9,00 3,50 3,50 3,50
a 9,00
Descarga do
ventilador
5,00
a 8,00
6,50
a 10,00
8,00 a
12,00
8,50 11,00 14,00
Dutos
principais
3,50
a 4,50
5,00
a 6,50
6,00
a 9,00
6,00 8,00 10,00
Ramais
horizontais
3,00 no
mximo
3,00
a 4,50
4,00
a 5,00
5,00 6,50 9,00
Ramais
verticais
2,50 no
mximo
3,00 a
3,50
4,00 no
mximo
4,00 6,00 8,00
Mtodo de igual atrito
Nesse mtodo, os dutos so dimensionados para que ofeream a mesma perda de carga
por unidade de comprimento. H algumas variaes na aplicao do mesmo; assim sendo,
consideraremos aqui as mais comuns. H diversos bacos que facilitam os clculos. Para
climatizao convencional, perdas de carga da ordem de 0,6 a 1,2 pascals por metro de duto so
normais.
Pode-se considerar a perda de carga unitria do primeiro trecho em toda a instalao: dada
a vazo na sada da mquina, arbitra-se uma velocidade recomendada de sada e calcula-se a
rea da seco pela equao da continuidade, Q= V . A . Assim sendo, necessria a obteno
dos dimetros equivalentes, e com esses valores, utilizar-se de um baco para determinao de
perda de carga unitria. Esse dimetro equivalente pode ser obtido pelas equaes a seguir:
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1- o duto de seco circular equivalente deve apresentar a mesma perda por metro quando
trabalhando com a mesma velocidade que no duto retangular. Nesse caso, temos:
H)+(L
HL=Deq
.2.
Assim sendo, entra-se no baco com Deq e com V, obtendo-se a perda de carga unitria
Pa/m.
2- duto de seco circular equivalente deve apresentar a mesma perda por metro quando
trabalhando com a mesma vazo que no duto retangular. Dessa forma, temos:
0,25
0,625.1,30.
H)+(L
H)(L=Deq
Da mesma forma, entra-se no baco com Deq e com Q (vazo), obtendo a perda de
carga unitria: Pa/m. Observamos que L = largura do duto e H = altura do duto. Podemos, ento,
calcular as dimenses dos dutos:
Tabela - Estimativa do clculo dos dutos pelo mtodo de igual atrito
Trecho Vazo
(m3/s)
Velocidade
(m/s)
Deq
(m)
p/m
(Pa/m)
L x H
(m x m)
AB 0,66 4,0 0,45 0,4 0,70 x 0,25
BC 0,44 3,6 0,40 0,4 0,70 x 0,20
CD 0,22 3,0 0,30 0,4 0,50 x 0,15
Figura 17- Ilustrao da definio do dimetro equivalente para mesma perda de presso
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Outra alternativa, considerar o comprimento do maior trecho e somar com um
comprimento estimado equivalente para os acessrios desse traado, obtendo, assim, um Leq
(comprimento equivalente). Do catlogo do equipamento, observar qual sua presso esttica
disponvel Pe e dividindo-se Pe por Leq teremos a perda de carga por metro mxima admitida. A
partir da, o baco para clculo da perda de carga pode ser utilizado como no caso anterior.
Para simplificar os clculos, podemos utilizar uma tabela de reas proporcionais. Seu uso
simples e de resultados equivalentes aos do baco, j que essa tabela apenas uma
conseqncia da utilizao desse.
Para tanto, consideraremos o exemplo j dado. O primeiro trecho apresenta um
escoamento de 100% da vazo em uma rea de duto considerada de 100%. J no segundo
trecho, a vazo de ar apenas 66,6% (0,44/0,66) da vazo do primeiro trecho (inicial) e no
terceiro temos apenas 33,3% (0,22/0,66) da vazo inicial. Para que esses trs trechos
mantenham a mesma perda de carga por metro, possvel observar na tabela que a rea do duto
do segundo trecho deve ter 72,5% da rea do primeiro e que rea do terceiro trecho deve ter
41% da rea do trecho inicial. Assim sendo, temos o dimensionamento realizado ao multiplicar-
se cada valor da linha da quarta coluna pelo valor da rea do primeiro trecho (AB), que se
encontra na segunda linha da quinta coluna, em destaque na Tabela = 0,165 m2.
Tabela - Estimativa de clculo de duto usando reas proporcionais
Trecho Vazo
(m3/s)
%
Vazo
%
rea
rea
(m2)
L x H
(m x m)
(p/m)
Pa/m
AB 0,66 100 100 0,165 0,65 x 0,25 0,4
BC 0,44 66,6 72,5 0,119 0,60 x 0,20 0,4
CD 0,22 33,3 41,0 0,068 0,45 x 0,15 0,4
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Tabela - reas necessrias aos ramais para manter a mesma perda de carga
%
Vazo
%
rea
%
Vazo
%
rea
%
Vazo
%
rea
%
Vazo
%
rea
2 3,5 26 33,5 52 60,0 76 81,0
4 7,0 28 35,5 54 62,0 78 83,0
6 10,5 30 37,5 56 64,0 80 84,5
8 13,0 32 40,0 58 65,5 82 86,0
10 16,5 34 42,0 60 67,5 84 87,5
12 18,5 36 44,0 62 69,0 86 89,5
14 20,5 38 46,0 64 71,0 88 90,5
16 23,0 40 48,0 66 72,5 90 92,0
18 25,0 42 50,0 68 74,5 92 94,0
20 27,0 44 52,0 70 76,5 94 95,0
22 29,5 48 56,0 72 78,0 96 96,5
24 31,5 50 58,0 74 80,0 98 98,0
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ANEXO I - Exemplo resolvido 1
Seja o auditrio a seguir com as caractersticas: tamanho de (18,00 x 10,00 x 4,00)m3, espessura da parede de
15cm, orientao da janela para o Leste, com cortinas internas, ocupao de 55 pessoas, taxa de renovao de
27m3/h por pessoa, 30W/m2 de iluminao fluorescente. O peitoril da janela de 1,00m; o telhado no arejado
sem isolamento; a instalao sobre o solo. A marquise da face leste tem 1,00m de largura.
3- Calcule a carga trmica para ms de janeiro (vero). Considere a sombra projetada na janela no dia 21 de
janeiro s 10h da manh.
4- Considerando a carga trmica, dimensione a rede de dutos pelo mtodo do igual atrito. Considere a
velocidade no primeiro trecho de 5m/s.
5- A partir do clculo da rede de dutos estime qual a perda de carga no maior trecho. Estime a perda de carga
na boca de insuflamento como sendo de 30 Pascals.
6- Estime as reas efetivas das tomadas de ar externo e do retorno. Considere a velocidade de 2m/s na face
das mesmas.
7- Considerando os custos mdios de um self-contained com condensao a ar acoplado, das chapas de ao
galvanizado, das tomadas de ar externo e de retorno, das bocas de insuflamento, estime o custo mnimo
desta instalao.
8- Estime qual o custo da mo-de-obra do duteiro e do instalador do equipamento.
9- Estime qual ser o consumo de energia eltrica anual desta instalao que opera durante 5 horas por dia
durante 180 dias por ano. Considere que o E.E.R. da mquina de 9,5 e 1kWh custa R$ 0,35.
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RESULTADOS DO CLCULO DA CARGA TRMICA
JANELAS Fator (sem
proteo)
rea
(m2)
Q
(kcal/h)
Fator
(proteo
interna)
Fator
(proteo
externa)
Janela ao sol Leste ou Oeste 520 20.34 7180 353 109
Janelas ao sul (sombra) 42 33.66 1413.72 CROQUI
CONSTRUO Fator rea Q ()
Parede mais insolada leve (15 cm) 43 58 2494
Paredes leves (15 cm) a sombra 18 112 2016
Forro de telhado no arejado s/ isolam 49 180 8820
ILUMINAO E EQUIPAMENTOS Fator Potencia
(W)
Q
(kcal/h)
Iluminao incandescente 0.86 0
Iluminao fluorescente 1.032 5400 5572.8
Equipamentos 0.86 0
ATIVIDADE Fator Pessoas Q ()
sensvel
Fator Q () latente
Trabalho Leve 62 0 127 0
Sentados 54 55 2970 46 2530
Trabalho de escritrio 54 0 59 0
VENTILAO Fator Vazo* Q ()
sensvel
Fator Q () latente
Infiltrao 2 0 6.2 0
Taxa de ar externo para renovao 2 1485 2970 6.2 9207
Fator rea Q ()
Qsensvel Qlatente
CARGA TOTAL (Kcal/h) 33,437 11737
Q (sensvel+latente)
CARGA TRMICA DE REFRIGERAO [kcal/h]
45,174
FCS
CARGA TERMICA DE REFRIGERACO [TR] 14.94 0.74
Obs.: Fator- Janelas s/ proteo rea - [m] vlida para condies: Btu/h
Fator- Janelas c/ cortinas internas Q - [kcal/h] TBS = 25C e UR = 50% 180694
Fator - Janelas c/ prot. externa Potencia- [W] TBS = 32C e UR = 60% TR/m2
Vazo* - [m/h] 12.0
a) considere a altura da sombra como sendo 1,87m e a altura da janela que fica insolada como sendo 1,13m. Esses
valores so fundamentais para determinao da carga trmica, resultando em uma rea insolada de 20,34m2 e
rea de sombreada de 33,66m2.
RESULTADOS DO CLCULO DA REDE DE DUTOS TRECHO VAZ
m3/h
VAZ
m3/s
A
m2
%
VAZ
%AREA LAR
(m)
ALT
(m)
L X H
(cm x cm)
Perm
(m)
AB 10200 2.83 0.567 100 100 1.26 0.45 125X45 3.40
BC 6800 1.89 0.411 0.67 0.725 1.17 0.35 115X35 3.00
CD 3400 0.94 0.232 0.33 0.41 0.77 0.3 75X30 2.10
OUTROS 1700 0.47 0.130 0.17 0.23 0.52 0.25 50X25 1.50
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b) Observe que para calcular a rede de dutos consideramos que 1TR corresponde a 680m3/h de vazo. Esse valor
poderia ser obtido com maior preciso diretamente no catlogo do equipamento. Ressaltamos que a vazo real do
equipamento depender do ponto de operao do sistema duto-ventilador. O controle da vazo real realizada
geralmente ajustando o conjunto de polias, obtendo a rotao mais adequada que desloque o ponto de operao
para o local mais apropriado.
c) Para estimarmos a perda de carga no maior trecho inicialmente preciso fazer um esboo da rede de dutos e
obter os comprimentos dos trechos retos. O comprimento total de trecho reto igual soma do comprimento da
sada da mquina at a primeira curva vertical (~2m), e finalmente a soma dos comprimentos horizontais at a bifurcao final e desta at a boca de insuflamento. Resumindo, o comprimento total dos trechos retos de ~27m.
Se voc obteve um valor um pouco diferente no h problema, uma vez que somente uma estimativa para
sabermos se a mquina tem presso esttica suficiente para vencer as perdas. Como os dutos foram calculados pelo
mtodo do igual atrito, ao estimar a perda de carga por metro do primeiro trecho significa que obtivemos a perda de
carga unitria de todos os trechos. Vamos obter ento a perda de carga unitria considerando o dimetro
equivalente do primeiro trecho que tem seco transversal com largura de 1,25m por 0,45m de altura, calculado
pela equao a seguir:
m=)+(
)x0,(=
H)+(L
H)(L=Deq 0,79
0,451,25
451,251,30.
.1,30.
0,25
0,625
0,25
0,625
No Abaco de perda de carga considere uma perda de carga aproximada de 0,5 Pascal por metro. Desta forma a
perda de carga total do trecho reto de aproximadamente 14 Pascals. Ver baco no Wikipdia do IFSC So Jos.
A perda de carga da primeira curva calculada considerando uma inverso de L por H no uso da tabela para
determinao do fator "F". L=45cm e H=125cm. O valor de "R" obtido considerando metade de 45cm mais 10cm
do raio interno da curva. Logo "R" de 32,5cm.
R/L igual a 0,72 e H/L igual a 2,77
Na tabela a seguir observamos que h 4 valores de F possveis. Adotar aquele que for maior. Logo F=0,95.
Fatores de multiplicao para curvas retangulares (se a curva vertical, inverte-se L por H)
R/ L Valores de F
Relao H / L
0,25 0,50 1,0 2,0 3,0 4,0
0,0* CANTO
VIVO
1,5 1,32 1,15 1,04 0,92 0,86
0,5 1,36 1,21 1,050 0,95 0,84 0,79
1,0 0,45 0,28 0,21 0,21 0,20 0,19
1,5 0,28 0,18 0,13 0,13 0,12 0,12
2,0 0,24 0,15 0,11 0,11 0,10 0,10
Pa=V
F=p arcurva1 142
1,2.50,95.
2.
22
A curva 2 tem L=125cm e H=45cm. O raio R igual metade de 125 mais 10cm do raio interno, logo R igual a 72,5cm. R/L igual a 0,58 e
H/L igual a 0,36. Logo na tabela acima F igual a 1,36 (maior valor entre os possveis).
Pa=V
F=p arcurva2 212
1,2.51,36.
2.
22
A curva 3 tem L igual a 50 e H igual a 25. O raio R igual metade de 50 mais 10 cm do raio interno, ou seja, R
igual a 35cm. R/L igual a 0,70 e H/L igual a 0,5. Logo a partir da tabela, F igual 1,36. Observe que a velocidade considerada na curva 3 de 3,7m/s (obtida da diviso da vazo pela rea da seco transversal) e
finalmente:
RH
L
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Pa=V
F=p arcurva3 122
1,2.3,71,36.
2.
22
Desta forma a perda de carga total estimada em cerca de 91 Pascals. No catlogo da mquina podemos comparar
e avaliar qual a presso esttica disponvel em mmca (milmetro de coluna d'gua). Normalmente selfs de 15 TR
tm disponveis 15mmca de presso esttica.
d) A tomada de ar externo deve ser dimensionada considerando uma vazo de ar exterior para renovao de
1485m3/h, conforme utilizado na planilha de carga trmica. A velocidade de face da TAE adotada como sendo
2m/s. Logo considerando a equao da continuidade: Q=V.A temos:
20,2.2.3600
1485m==
V
Q=ATAE
O valor de 0,2m2 a rea efetiva da TAE (rea livre). No catlogo deve ser escolhida qual a mais adequada,
obtendo assim as medidas reais da mesma. Uma TAE possvel de 75 x 60.
J a grelha de retorno deve ser dimensionada considerando a vazo de retorno. Um balano de vazo na casa de
mquinas fornece:
Qretorno+Qar externo= Qinsuflamento
hm3==externoQarntoQinsuflame=Qretorno /8715148510200
Logo a rea efetiva da grelha de retorno calculada como segue:
20,96.2,5.3600
8715m==
V
Q=AGR
Observe que consideramos a velocidade do ar na face da grelha de retorno como sendo igual a 2,5m/s. Como a rea
grande podemos utilizar trs grelhas de 1,20 x 0,50m. Observe que a rea real das grelhas maior que a rea
efetiva, uma vez que preciso descontar na rea real a rea ocupada pelas venezianas.
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e) Oramento do sistema: Observe que na tabela do livro temos a bitola das chapas para cada trecho da rede de
dutos. No primeiro trecho AB a largura de 125cm logo a bitola de #22. Esta chapa tem 0,79mm de espessura. J
o trecho BC o duto tem 115cm de largura, logo a bitola recomendada pela norma #22 tambm. J no trecho CD a
maior largura de 75cm, logo a norma recomenda bitola #24. J os trechos de 50cm de largura tem bitola #24.
ATUALIZAR VALORES
Duto de ao Galvanizado Largura da seco
retangular recomendada pela
norma
Massa (kg) de
cada chapa de 2m2
Custo em reais
por kg de chapa Bitola da chapa Espessura da chapa
(mm)
26 0,50 at 300 8,0 3,33
24 0,64 310 a 750 10,4 3,38
22 0,79 750 a 1400 12,8 3,36
20 0,95 1410 a 2100 15,2 3,21
18 1,27 2110 a 3000 20,0 3,21
A rea lateral das chapas calculada multiplicando-se o permetro de cada trecho pelo comprimento. Dessa forma:
Bitola da chapa Permetro
(m)
Comprimento
total (m)
rea
lateral
(m2)
rea lateral em
m2 (+20%)
Massa de
chapas
kg
Custo da
chapa
R$
#22 (125x45) 3,40m 12 41 49 (25 chapas) #22
460kg
#22
1545,00 #22 (115x35) 3,00m 6m 18 22 (11 chapas)
#24 (75x30) 2,10m 6m 13 16 (8 chapas) # 24
260kg
#24
878,00 #24 (50x25) 1,50m 18m 27 34 (17 chapas)
Podemos simplificar e calcular as curvas como sendo trechos retos a partir da estimativa de seus permetros.
Observe que a massa total de chapas de 720kg. Dessa forma a mo-de-obra do duteiro pode ser estimada em 720
kg multiplicada por R$4,50, o que resulta em cerca de R$ 3.200,00.
ATUALIZAR VALORES
Considerando as reas efetivas da TAE e da GR podemos obter custos aproximados de 180,00 para uma TAE
completa e R$ 110,00 para cada unidade da grelha de retorno. H de se considerar ainda que a veneziana para
condensao da mquina tem um custo estimado de R$ 400,00. J o equipamento do tipo self-contained pode ser
adquirido por um custo mdio de R$ 1500,00 por TR, o que totaliza cerca de R$ 22.000,00. Observamos que este
valor vai variar de acordo com a marca e a negociao realizada com o fabricante, sendo apenas um valor
estimativo. H ainda outros custos como o de transporte, da montagem do quadro eltrico que devem ser
avaliados.
As bocas de insuflamento so do tipo difusores. Para a vazo considerada de 1700m3/h e o alcance mnimo
necessrio de 2,5m de cada difusor selecionamos o difusor tipo DI 41 de 18x 18. O custo estimado deste tipo de
difusor de R$ 85,00. Como temos 6 difusores o custo total estimado para a aquisio dos mesmos de R$ 500,00.
O custo da instalao do self varia de empresa para empresa, mas um custo de R$ 1500,00 pode ser estimado.
Deve-se ainda calcular qual o custo do quadro eltrico e do transporte do equipamento.
10- O custo da energia eltrica a ser consumida em 5 anos de operao pode ser calculada da seguinte forma:
E.E.R = 9,5 logo podemos calcular o consumo do equipamento em W da forma:
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kW=W=
h)(Btu=
Wh)(BtuEER
h)Capac(Btu=Cons 18,918947
9,5
/1200015.
//
/
Observe que foi preciso multiplicar os 15TR por 12000 para obter a grandeza em Btu/h, uma vez que cada TR
equivalente a 12000Btu/h. Dessa forma o Consumo em kW.h para um perodo de 5 anos com 5 horas de uso
durante 160 dias por ano de:
hkW==Consumo .75789.518,9.160.5
Se considerarmos que 1kW.h custa R$ 0,35 ento estimamos um custo de R$ 26.526,00 em cinco anos. Observe
que este valor maior que o custo inicial da mquina, mesmo sendo E.E.R. = 9,5 considerado um ndice alto de
eficincia energtica.
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Anexo II - Exemplo resolvido 2
Como exemplo, vamos supor que voc tenha sido chamado por um cliente para instalar
uma aparelho de ar condicionado do tipo split na sala de estar e jantar. O cliente lhe repassou a
planta baixa da casa (Figura).
Figura - Planta Baixa de uma residncia.
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Considere a regio sul Florianpolis Latitude 27 graus. Estime qual a carga trmica
da sala de estar e de jantar que tm p-direito de 3m (altura do cho at o teto). Normalmente
este ambiente ocupado por 4 pessoas, h 1.200W em potncia de equipamentos instalados,
800W de iluminao fluorescente e janela com cortina interna de 2m por 1,2m na face leste. A
porta que fica na face norte de vidro duplo e no tem proteo contra insolao. As paredes
tm 15cm de espessura. A casa tem uma laje comum sobre um telhado de telhas de barro.
SOLUO: Devemos calcular as reas de paredes externas e internas, de teto e
preencher uma tabela de estimativa de carga trmica. Multiplicamos as reas e informaes
pelos fatores disponveis nas colunas 3 e 5, obtendo os valores das parcelas de carga trmica
(kcal/h) na quarta e na sexta coluna.
Figura - Estimativas das reas de paredes e janelas do ambiente.
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Exemplo de planilha de carga trmica preenchida. Observe que inserimos os valores das
paredes diretamente na quarta coluna, somando as reas que calculamos no esboo da Figura.
Nossa estimativa de carga trmica foi de aproximadamente 14.118 Btu/h. Dois
aparelhos de 7.000 Btu/h so suficientes. H algumas opes de posicionamento da instalao
das unidades internas e externas, conforme ilustramos na Figura a seguir. A melhor posio
depender de informaes sobre os pontos de energia, esttica, melhor distribuio de ar entre
outras.
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Figura - Duas possibilidades para instalao das unidades internas e externas.
Com essas explicaes voc j pode fazer estimativas para pequenos ambientes.
Lembre-se que se o equipamento for superdimensionado o cliente pagar um custo inicial
maior e um custo operacional (energia eltrica) tambm maior, alm de restar uma condio de
conforto pior. O uso de equipamentos superdimensionados acarreta em redues bruscas de
temperatura a cada vez que o equipamento acionado, resultando em picos e vales de
temperatura ambiente que so desconfortveis. Um equipamento bem selecionado tende a
manter uma melhor estabilidade trmica.
Aps a estimativa da carga trmica e escolha do sistema de climatizao podemos
estimar o consumo mensal de energia do aparelho a partir do E.E.R., do ingls Energy Efficient
Ratio obtido da relao entre a capacidade do aparelho em Btu/h e o consumo em Watts. Como
exemplo, podemos resumidamente calcular o consumo de energia de um sistema split de
12.000Btu/h em um escritrio.
No catlogo do aparelho lemos que seu consumo de 1,37kW. Dessa forma, dividindo-
se 12.000 por 1370 Watts (ou 1,37kW) obtemos que o E.E.R. 8,7 [Btu/h]/W. Se este aparelho
utilizado 4 horas por dia (considerando-se que parte do tempo o sistema est desligado pelo
termostato) durante 22 dias no ms teremos um consumo mensal de 120,56kW.h (4h x 22dias x
1,37kW). Se um kWh custa cerca de R$0,25, o cliente pagar R$ 30,14 ao ms de energia
eltrica. importante mostrar para o cliente que esse valor pode ser reduzido com um bom uso
do aparelho. No incomum o uso de aparelhos com portas e janelas abertas e sem a limpeza
peridica de filtros. Muitas vezes o bom uso das funes do controle remoto contribuir para a
reduo da tarifa paga ao final do ms.
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ANEXO III Exerccios resolvidos
1- Compare os coeficientes globais de transferncia de calor U para as duas situaes: uma janela de vidro de 8mm de espessura e uma janela de vidro duplo com duas placas de vidro de 4mm cada e um espao de 6mm de ar entre elas. Considere k vidro = 1,1 W/moC e os coeficientes de transferncia de calor por conveco interno e
externo conforme apostila he=25W/m2oC e hi=7W/m2oC. Considere ainda que a resistncia trmica provocada pelo
espao de ar como sendo Rar = 0,17 m2oC/W.
2- Desejamos descobrir os novos fatores multiplicativos para determinar a carga trmica devido ao ar de renovao
para a cidade de Joinville. Considere a temperatura do ar externo como sendo 34oC e a umidade relativa 60%. A
vazo de ar de renovao que deve ser resfriada dessa condio externa at a interna (25 oC e UR de 50%) de
1200m3/h. Utilize a carta psicromtrica para realizar os clculos. Compare os resultados obtidos se utilizssemos a
planilha construda para Florianpolis cujos fatores so 2,0 e 6,2.
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3- Calcule a carga trmica que atravessa 30 metros quadrados de uma parede no insolada construda por tijolos
macios de 21cm de espessura e reboco dos dois lados de 2cm de espessura cada. k reboco = 1,15 W/moC e k
tijolo = 0,85 W/moC . Considere as temperaturas interna e externa como sendo 32oC e a interna de 25oC.
Considere tambm he=25W/m2oC e hi=7W/m2oC.
4- Uma janela tem 18 metros de comprimento e 2,50m de altura e est localizada sobre uma marquise de 1,20m de
largura. Pela manh, s 10h, o raio solar est inclinado a um ngulo de 60 graus em relao superfcie do vidro.
Calcule qual a rea do vidro que est insolada e a rea sombreada.
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5-Calcule qual a carga trmica que ingressa pela manh por uma janela de vidro comum de 4mm de espessura e
rea de 20m2, localizada na face leste de um prdio de So Jos, para o ms de janeiro. A temperatura externa de
32oC e a interna de 25 oC.Utilize nos clculos a expresso: ])([ CSFGCITiTeUAQ . Considere o FGCI como sendo 667W/ m2 e CS = 0,87 para vidro comum. Considere U vidro como sendo 5,8 W/m2oC. Substitua o vidro simples pelo vidro duplo da questo 1. Considerando o mesmo CS. Compare com a
planilha de carga trmica dada.
6-Um telhado de 100 metros quadrados composto por uma camada de telhas cermicas de 1,5cm de espessura
(e1), uma camada de laje de concreto de 12cm (e2), um espao de ar de 50cm e uma camada de gesso de 2cm de
espessura (e3). Qual a carga trmica que ingressa no ambiente? Considere a insolao FGCI sobre o telhado
como sendo 870W/m2 para a cidade de Florianpolis no ms de janeiro. Considere Te-Ti=7 oC. Considere a
resistncia trmica do ar sobre o telhado como sendo Re =0,04 m2oC/W, a resistncia do ar confinado como sendo
Rc=0,21 m2oC/W e a resistncia trmica do ar sob o gesso como sendo Ri=0,17 m2oC/W
Considere a equao:
TiTe
FGCIAUQtotal
25
2,0..
RtURi
k
eRc
k
e
k
eRt
1
3
3
2
2
1
1Re
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7- No exerccio anterior, se sob o gesso for colocada uma camada de 5mm de isolante do tipo poliestireno, qual a
nova carga trmica?.
8- Qual o gasto mensal em reais devido a um aparelho de ar condicionado tipo split de capacidade C =
12.000Btu/h que fica ligado durante 6 horas por dia durante 20 dias. Considere que o E.E.R (razo de eficincia
energtica) do split de 11 Btu/h/W. Considere o custo de 1 kW.h = C1kW.h = R$ 0,42. Considere o total de
horas que o aparelho fica ligado como sendo TH. Utilize a seguinte expresso para esse clculo:
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ANEXO IV EXEMPLO DE PROJETOS DE CLIMATIZAO
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