Calculo de Carga Térmica de Uma Instalação de Ar Condicionado

CAMPANHA NACIONAL DE ESCOLAS DA COMUNIDADE[pic 1][pic 2]

FACULDADE CENECISTA DE RIO DAS OSTRAS

ENGENHARIA MECÂNICA

André Moreira Beck

Paulo Francisco de Andrade Busman

TRABALHO DE         REFRIGERAÇÃO

Cálculo de Carga Térmica de uma instalação de ar condicionado

Professor: MSc. Jacques Satler

Rio das Ostras/RJ

                                                                 Junho 2020

1. Introdução

A carga térmica é a quantidade de calor sensível e latente, que deve ser removida de um ambiente com a finalidade de proporcionar aos ocupantes condições de conforto térmico. O bem-estar de uma pessoa no seu ambiente de trabalho ou em algum lugar público implica na produtividade e na satisfação do indivíduo, logo um correto cálculo de carga térmica é extremamente necessário. Como premissa deste trabalho, visando o conforto térmico, será utilizada a condição para o ambiente condicionado a temperatura de 24°C e umidade relativa de 50%.

Durante uma jornada diária, a carga térmica de um recinto pode ter grandes variações devido à taxa de ocupação, posição em relação ao sol, temperaturas externas, equipamentos, infiltração, condução de calor pelas estruturas do prédio, entre outros, sendo esse um cálculo de grande complexidade. Existem métodos relativamente simples, que agilizam o processo de cálculo, e outros mais detalhados e complexos, que demandam tempo e uma maior riqueza de dados.

A climatização em prédios comerciais representa a maior parcela do gasto energético do mesmo e por isso esse estudo se torna mais necessário com a finalidade de que não ocorram erros no dimensionamento dos sistemas com simplificações de cálculos. Além de poder auxiliar na escolha de materiais para compor a edificação, o melhor posicionamento em relação ao sol, tudo que possibilite a redução da carga térmica requerida pelo recinto e, consequentemente, o menor consumo de energia.

De acordo com nosso estudo em Transferência de Calor e em Refrigeração, sabemos que o fluxo de calor ocorre a partir de uma região com temperatura mais elevada para uma temperatura mais baixa, atuando com a finalidade de equalizar a diferença entre as temperaturas.

As metodologias utilizadas na transferência de calor para o cálculo de carga térmica de edifícios são as que trabalham em função da transferência para condução (CTF – Conduction Transfer Function) e o fator de resposta periódica (PRF- Periodic Response Factor). Existem diversos programas de simulação numérica que auxiliam nesses estudos, tais como o HBM (Heat Balance Method) e o RTSM (Radiant Time Series Method).

No entanto, usaremos um método relativamente simples para o cálculo da carga térmica de uma residência.

2. Apresentação da Planta Baixa

De acordo com o projeto estabelecido na planta baixa de uma residência conforme mostrado a seguir, faremos os cálculos da carga térmica.

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3. Análise e levantamento de dados.

• Devemos considerar as áreas fornecidas pela planta baixa de arquitetura, tais como as dimensões de paredes, teto, portas, janelas e altura do pé direito – 3,0 metros.
• As paredes possuem dois embolsos e a pintura foi realizada em cor média.
• A residência possui quatro moradores: um casal e dois filhos.
• Equipamentos elétricos e eletrônicos: tais como televisor, aparelhos de som, computadores, tablets e telefones celulares.
• A iluminação será com luz de LED (6W/m²)
• Temperatura máxima de verão em Rio das Ostras = 32º C
• Temperatura de conforto térmico desejada = 24ºC

3.1 - Cálculo da carga de condução nas paredes dos dormitórios – Calor Sensível

Q = AUD

Q = Fluxo de calor em kcal/h

A = área em m²

U = coeficiente global de transmissão de calor em kcal/h. m².ºC