segunda-feira, 19 de março de 2012

Calculando a Carga Térmica de um pequeno ambiente.

Aprenda a calcular a carga térmica de um pequeno ambiente. Descubra a capacidade correta do condicionador de ar que deseja colocar no seu ambiente. Saiba como transformar Kilocalorias por hora em BTU (Unidade Térmica Britânica).

Como calcular a carga térmica de um pequeno ambiente para dimensionar corretamente o aparelho de ar condicionado
by Roberto M.
Como calcular a carga térmica de pequenos ambientes? Como saber a capacidade correta do aparelho de ar condicionado que eu quero colocar na minha sala? Que capacidade deverá ter o aparelho para condicionar corretamente o meu ambiente? Quantos BTU’s deverás ter o ar condicionado da minha sala? O que é BTU? Como fazer para transformar Kcal/h em BTU/h?
Existem vários fatores que devem ser levados em conta para o dimensionamento adequado do ar condicionado de um ambiente:

VARIÁVEIS DA CARGA TÉRMICA


- Qual o tamanho do recinto?
- Qual a altura do pé direito? (distância do solo ao teto)
- Quantas portas e janelas existem no ambiente?
- As janelas recebem sol direto? Ou os vidros ficam à sombra?
- O sol predominante na janela é o da manhã ou o da tarde? Tem cortina nas janelas? 
- Quantas pessoas irão usufruir do ar condicionado do recinto?
- Existem aparelhos elétricos dentro do ambiente?
- Se existirem, eles trabalham em regime contínuo?
- Qual a capacidade (potência) de cada um?

Muito bem, e como levar em conta cada um desses fatores?
Existem normas técnicas para isso; a NBR – 5858, por exemplo.

Mas para facilitar os cálculos, os fabricantes costumam publicar tabelas simplificadas que nos dizem a quantidade de calor com que cada um desses itens contribui para aquecer o ambiente.

Daí é só entrar com os dados de cada item nas tabelas, e depois fazer os cálculos da carga térmica do local.
Tendo-se o valor da carga térmica compra-se o aparelho com a capacidade correta.

Para ficar bem claro, vou primeiramente mostrar algumas tabelas que permitem um cálculo bem aproximado da carga térmica (em Kcal/h) necessária para refrigerar um ambiente. 

Depois, vou fazer um exemplo de cálculo de carga térmica de uma sala de escritório.
Para qualquer outro ambiente, deverá ser seguida a “receita” do exemplo.

TABELAS SIMPLIFICADAS PARA LEVANTAMENTO DE CARGA TÉRMICA


TABELA 1 – CALOR DO AMBIENTE
Kcal/h
Volume do Ambiente (m3)
Entre andares
Sob telha
30
480
670
33
530
740
36
580
800
39
620
870
42
670
940
45
720
1000
48
770
1070
51
816
1140
54
864
1200
57
910
1270
60
960
1340
63
1010
1410
66
1060
1470
69
1100
1540
72
1150
1610
75
1200
1680
78
1250
1740
81
1300
1810
84
1340
1880
87
1390
1940
90
1440
2010
Obs.: Para recintos maiores que 90 m3 não é recomendado o uso desta tabela simplificada


TABELA 2 – CALOR DAS JANELAS
Kcal/h
Área da Janela (m2)
Com cortina
Sem cortina
Manhã
Tarde
Manhã
Tarde
1
160
212
222
410
2
320
424
444
820
3
480
636
666
1230
4
640
848
888
1640
5
800
1060
1100
2060
6
980
1272
1332
2460
7
1120
1484
1554
2870
8
1280
1696
1777
3280
9
1440
1908
1998
3960
10
1800
2120
2220
4100


TABELA 3 – CALOR DAS PESSOAS
Kcal/h
Número de Pessoas
Calor
1
125
2
250
3
375
4
500
5
625
6
750
7
875
8
1000
9
1125
10
1250


TABELA 4 – CALOR DAS PORTAS
Kcal/h
Área da Porta (m2)
Calor
1
125
2
250
3
375
4
500
5
625
6
750
7
875
8
1000
9
1125
10
1250


TABELA 5– CALOR DOS APARELHOS ELÉTRICOS
Kcal/h
Potência Nominal (watts)
Calor
50
45
100
90
150
135
200
180
250
225
300
270
350
315
400
360
450
405
500
450


EXEMPLO DE CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA


DADOS DO AMBIENTE

Vamos dimensionar (escolher) a capacidade de um ar condicionado para refrigerar um escritório com as seguintes características:
- Área do escritório, 25 m² com pé direito de 3 m.
- O escritório não é de cobertura, ficando entre andares.
- Existem 2 (duas) janelas com cortinas recebendo sol da manhã, cada janela tem área de 2 m².
- No escritório trabalham 4 pessoas.
- Existem 2 (duas) portas. Cada porta tem área de 2 m².
- As máquinas e equipamentos de uso contínuo, com suas respectivas potências que existem no escritório são: 2 computadores de 60 w cada; 1 minigeladeira de 70 w, 6 lâmpadas de 60 w cada, 1 fax de 20 w.

CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA

1 - AMBIENTE

Volume do Recinto: Área x pé direito = 25 m² X 3 m = 75 m³.
Pela Tabela 1 – Calor do Ambiente
Para 75m³ entre andares temos 1.200 Kcal/h.

2 - JANELAS

Área das Janelas: 2 Janelas com cortinas x 2 m² = 4 m².
Pela Tabela 2 – Calor das Janelas
Para 4 m2 de janelas com cortinas, recebendo sol da manhã, temos: 640 Kcal/h.

3- PESSOAS

Nº de Pessoas: 4.
Pela Tabela 3 – Calor das Pessoas
Para 4 pessoas temos 500 Kcal/h

4 - PORTAS

Área das portas: 2 portas com 2 m² cada uma = 4 m2
Pela Tabela 4 – Calor das Portas
Para 4 m2 de portas temos 500 Kcal/h

5 – APARELHOS ELÉTRICOS

Potência dissipada pelos equipamentos elétricos:
2 computadores 2 x 60 w = 120 w
1 minigeladeira 1 x 70 w = 70 w
6 lâmpadas 6 x 60 w = 360 w
1 FAX 1 x 20 w = 20 w
Total da potência dissipada = 570 w
Pela Tabela 5 – Calor dos aparelhos elétricos
500 w = 450 Kcal/h
100 w = 90 Kcal/h
600 w (500 w + 100 w) = 540 Kcal/h
Para 570 w (aproximadamente 600 w) temos 540 Kcal/h

6 - TOTAL DA CARGA TÉRMICA

Somando-se as cargas obtidas nos itens 1 a 5 teremos:
1200 Kcal/h + 640 Kcal/h + 500 Kcal/h + 500 Kcal/h + 540 Kcal/h
TOTAL DA CARGA = 3380 Kcal/h

7 – ESCOLHA DO APARELHO

Agora já sabemos a carga térmica do ambiente.
Para facilitar a escolha do ar, transformaremos as Quilocalorias (Kcal) em BTU, pois normalmente os aparelhos de ar condicionados estão identificados em BTU (Unidade Térmica Britânica).
Sabemos que 1 Kcal = 3,92 BTU
Logo 3.380 Kcal x 3,92 = 13.250 BTU
Para atender à nossa demanda, deveremos escolher no mercado um ar condicionado próximo de 14.000 BTU.
Bibliografia: Apostila de Ar Condicionado – Prof. Decio Pereira – Escola Técnica Estadual República/RJ – Dpto de Mecânica Industrial

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8 comentários:

  1. Nossa, obrigado me ajudou muito :).

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  2. QUAL A FONTE DESSAS TABELAS.
    GRATO,

    Harrison

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Olá Harrison,
      Elaborei essas tabelas baseado na fonte bibliográfica citada no final do artigo.
      Há muitas tabelas simplificadas, publicadas pelos fabricantes de aparelhos, espalhadas por aí.
      Essas são apenas algumas delas, que permitem calcular com uma boa aproximação a carga térmica de um pequeno ambiente.

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  3. olá, boa noite meu nome é williams eu gostaria de saber como eu faço o cálculo com medida acima de 90mts como por exemplo 16mts comp. x 4mts larg. x 2.60 alt. 60 pessoas, sem janelas e uma porta de vidro de 1,40 larg. x 2,10 alt.
    se vc poder me ajuda eu agradeço desde já

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    Respostas
    1. Olá Willians,
      Essas tabelas simplificadas são utilizadas para estimar a carga térmica em pequenos ambientes.
      Para ambientes maiores, são necessários cálculos mais elaborados seguindo-se a norma NBR 5858 da ABNT.
      Pretendo, em breve, elaborar um artigo dando noções sobre isso.

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    2. valeu, muito obrigado pela atenção!!!!


      williams

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  4. Esses dados servem para um ambiente de uma padaria?

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    Respostas
    1. Essas tabelas simplificadas foram elaboradas pensando-se em pequenos ambientes. Se o ambiente da padaria tiver menos de 90 metros cúbicos de volume elas darão uma boa aproximação da quantidade de calor.

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