Calculando a Carga Térmica de um pequeno ambiente.

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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