CAC - Aulas 7 e 8 - Processos de Climatização - 2018

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Universidade Federal do Pará – UFPA
Instituto de Tecnologia - ITEC
Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM
Processos de 
Climatologia
TE 04183 – Climatização de Ambiente Construído: Processos – Aulas 7 e 8
eraldocs@ufpa.br
Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng.
mailto:eraldocs69@oi.com.br
CICLO DE ROTINAS - UNIFEI.ppt#2. INTRODUÇÃO
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TÓPICOS DA APRESENTAÇÃO
✓ INTRODUÇÃO A CLIMATIZAÇÃO;
✓ ZONAS BIOCLIMÁTICAS;
❖ Características;
❖ Exercícios de Aplicação.
✓ PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO;
❖ Introdução;
❖ Processos psicrométricos;
❖ Processos de Tratamento do Ar;
❖ Condensação em Ambientes;
✓ EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO;
✓ REVISÃO.
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REVISÃO
Assuntos da Aula
✓ Introdução a Climatização;
✓ Conceitos, Definições, Fundamentos e Enunciados:
❖ Grandezas de Estado;
❖ Equações de Estado;
❖ Propriedades Locais..
✓ Psicrometría;
❖ Introdução;
❖ Propriedades do Ar;
❖ Carta Psicrométrica;
❖ Parâmetros Psicrométricos.
✓ Exercícios de Aplicação;
✓ Revisão.
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INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO À 
CLIMATIZAÇÃO
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Ar condicionado:
O ar de um ambiente pode ser muito frio, muito
úmido, muito seco, produzindo correntes de ar ou até
mesmo não ter circulação.
Todas as condições acima podem ser mudadas
tratando o ar, processo que chamamos de ciclo de
condicionamento de ar.
O ciclo de condicionamento de ar está presente
em todos os aparelhos que são usados para refrigerar
um ambiente e nos trazer conforto, sejam elas
aparelhos de pequeno, médio e de grande porte.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Ar condicionado:
Todos os aparelhos visam tornar confortável um
ambiente baixando e controlando propriedades como a
temperatura do ar interior e fazem outras funções
também, como diminuir a umidade do ar e filtrá-lo. Daí
tecnicamente o correto é se falar em aparelho de ar
condicionado e não de ar refrigerado.
Estes aparelhos são encontrados em diversos
modelos e fabricante no mercado nacional.
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PSICROMETRIA - Carta Psicrométrica: Zonas 
Bioclimáticas
De acordo com a norma ISO 7730 existe um
método para se avaliar a satisfação de um ambiente.
Este método foi desenvolvido por Fanger (FANGER,
1972) e é considerado o mais completo dos índices de
conforto, pois analisa a sensação de conforto em função
das seis variáveis.
Faz uma relação das seis unidades com o voto médio
predito (PMV – Predicted Mean Vote) e deste com a
porcentagem de pessoas insatisfeitas (PPD – Predicted
Percentage of Dissatisfied).
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Bioclimáticas
Porém, este índice deve ser usado apenas para
valores entre – 2 e + 2, pois acima destes limites tem-se
aproximadamente mais de 80% das pessoas insatisfeitas.
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Bioclimáticas
Devido as diferenças individuais é difícil especificar um
ambiente térmico que satisfaça a todos, sempre haverá uma
percentagem de insatisfeitos.
Segundo a ISO 7730, um ambiente é considerado termicamente
aceitável quando PPD < 10%, ou seja, - 0,5 < PMV < + 0,5.
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO
ZONAS 
BIOCLIMÁTICAS
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
São áreas com climas distintos, que ocorrem em
direção a leste - oeste em torno da Terra e podem ser
classificadas utilizando diferentes parâmetros
climáticos.
Geralmente, as zonas climáticas são em forma de
cinto e circular em torno dos Polos da Terra. Em algumas
áreas, as zonas climáticas podem ser interrompidas por
barreiras naturais, como por exemplo, montanhas ou
oceanos.
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
A bioclimatologia estuda as relações entre o
clima e o ser humano. Como forma de tirar partido das
condições climáticas para criar uma arquitetura com
desempenho térmico adequado, OLGYAY (1973) criou a
expressão Projeto Bioclimático, que visa a adequação da
arquitetura ao clima local.
A classificação das escalas do clima variam de
autor para autor. Em geral, podem ser considerados o
macroclima, o mesoclima e o microclima.
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
A norma da ABNT
NBR 15220 (em vigor
desde 29/04/2005)
Desempenho térmico de
edificações
Parte 3: Zoneamento
bioclimático brasileiro e
diretrizes construtivas
para habitações
unifamiliares de
interesse social.
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Bioclimáticas
Zonas Bioclimáticas
B.2 Base de dados climáticos
B.2.1 O território brasileiro
foi dividido em 6500 células,
cada uma das quais foi
caracterizada pela posição
geográfica e pelas seguintes
variáveis climáticas:
a) Médias mensais das
temperaturas máximas;
b) Médias mensais das
temperaturas mínimas; e
c) Médias mensais das
umidades relativas do ar.
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Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zona de Conforto
Para condições climáticas que resultem em
pontos delimitados por esta região existe uma grande
probabilidade das pessoas perceberem a sensação de
conforto térmico.
Desta forma, pode-se verificar que a sensação
de conforto térmico pode ser obtida para umidade
relativa variando de 20 a 80 % e temperatura entre
18 e 29 °C.
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Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zona de Ventilação
A ventilação corresponde uma estratégia de
resfriamento natural do ambiente construído através
da substituição do ar interno (mais quente) pelo ar
externo (mais frio).
Essa zona se divide em zona de ventilação diurna
e noturna.
As soluções arquitetônicas comumente utilizadas
são ventilação cruzada, ventilação da cobertura e
ventilação do piso sob a edificação.
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Bioclimáticas
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Zona de Resfriamento Evaporativo
O resfriamento evaporativo é uma estratégia
utilizada para aumentar a umidade relativa do ar e
diminuir a sua temperatura. Este processo pode ser
obtido de forma direta ou indireta.
O uso de vegetação, de fontes d’água ou de outros
recursos que resultem na evaporação da água
diretamente no ambiente que se deseja resfriar
constituem-se em formas diretas de resfriamento
evaporativo.
Uma forma indireta pode ser obtida através de
tanques d’água sombreados executados sobre a laje de
cobertura.
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Bioclimáticas
Zona de Umidificação
A estratégia de umidificação é recomendada
quando a temperatura do ar apresenta-se menor que
27 °C e a umidade relativa abaixo de 20 % (EVANS &
SCHILLER, 1988).
Recursos simples, como recipientes com água
colocados no ambiente interno podem aumentar a
umidade relativa do ar. Da mesma forma, aberturas
herméticas podem manter estaumidade, além do vapor
d’água gerado por atividades domésticas ou produzido
por plantas.
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Bioclimáticas
Zona de Inércia Térmica para Resfriamento 
A utilização de componentes construtivos com
inércia térmica (capacidade térmica) superior faz com que
a amplitude da temperatura interior diminua em relação a
exterior, ou seja, os picos de temperatura verificados
externamente não serão percebidos internamente.
Componentes construtivos com elevada capacidade
térmica são indicados para climas quente e seco onde a
temperatura atinge valores muito altos durante o dia e
extremamente baixos durante a noite.
Nestes casos, a capacidade térmica do componente
permite o atraso da onda de calor fazendo com que este
calor incida no ambiente interno apenas no período da noite,
quando existe a necessidade de aquecimento.
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Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zona de Resfriamento Artificial
O resfriamento artificial ou o uso de ar
condicionado deve ser utilizado quando as estratégias
de ventilação, resfriamento evaporativo e massa
térmica não proporcionam as condições desejadas de
conforto.
Nessas zonas são utilizados diversos tipos de
equipamentos com tecnologias variadas para o
condicionamento do ar no ambiente.
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Bioclimáticas
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Bioclimáticas
Zona de Inércia Térmica e Aquecimento Solar 
Neste caso, pode-se adotar componentes
construtivos com maior inércia térmica, além de
aquecimento solar passivo e isolamento térmico, para
evitar perdas de calor, pois esta zona situa-se entre
temperaturas de 14 a 20 °C.
Esta zona se divide em zonas de aquecimento
solar; solar passivo e de artificial.
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Bioclimáticas
Zona de Inércia Térmica e Aquecimento Solar Passivo
O aquecimento solar passivo deve ser adotado
para os casos com baixa temperatura do ar.
Recomenda-se que a edificação tenha superfícies
envidraçadas orientadas para o sol e aberturas
reduzidas nas fachadas que não recebem insolação para
evitar perdas de calor.
Esta estratégia pode ser conseguida através de
orientação adequada da edificação e de cores que
maximizem os ganhos de calor, através de aberturas
zenitais, de coletores de calor colocados no telhado e
de isolamento para reduzir perdas térmicas.
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Bioclimáticas
Zona de Aquecimento Artificial
Este tipo de estratégia deve ser utilizado apenas
em locais extremamente frios, com temperatura
inferior a aproximadamente 10,5 °C, em que a
estratégia de aquecimento solar passivo não seja
suficiente para produzir sensação de conforto.
Deve-se usar isolamento nas paredes e
coberturas dos ambientes aquecidos para evitar perdas
de calor para o ambiente externo.
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Bioclimáticas
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
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Exercício 1: A partir de uma carta psicrométrica,
determinar qual a carga térmica latente e sensível
decorrente de uma vazão de ar de renovação de
900 (m3/h), a 32 (°C) e 60 (%) de umidade relativa,
que deve ser resfriado até a temperatura de
25 (°C) e 50 (%) de umidade relativa.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 2: Qual o volume específico do ar úmido com umidade
relativa de 20% e temperatura de 24 (°C), em uma pressão
de 101,325 (kPa).
Exercício 3: Qual o volume específico do ar úmido com umidade
relativa 30 (°C), umidade relatica de 40 (%) e uma pressão
de 101,325 (kPa).
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Exercício 4: Determinar a umidade absoluta do ar com umidade
relativa de 60 (%) e temperatura de 30 (°C), em uma
pressão de 101,325 (kPa).
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 5: Determinar a umidade absoluta do ar com entalpia
de 61 (kJ/kg) e temperatura de 40 (°C), em uma pressão de
101,325 (kPa).
Exercício 6: Qual o volume específico do ar úmido com umidade
relativa de 20% e temperatura de 24 (°C), em uma pressão
de 101,325 (kPa).
Exercício 7: Qual o volume específico do ar úmido com umidade
relativa 30 (°C), UR de 40 (%) e , em uma pressão de
101,325 (kPa).
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EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
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EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 4: 
W = 0,016 (kg/kgA)
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EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 5: 
W = 0,008 (kg/kgA)
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EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 6: 
v = 0,848 (m3/kgA)
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EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 7: 
TBU = 21 (°C)
TO = 15 (°C)
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Exercício 8: A umidade relativa e a temperatura do ar em
um ambiente são de 60 (%) e 40 (°C), respectivamente.
Se a pressão normal do ambiente é igual a
101,325 (kPa). Determinar a umidade absoluta do ar e o
grau de saturação do ambiente.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 9: Em uma casa em um ambiente frio, onde se
busca manter as seguintes condições: temperatura de
20 (°C) e 75 (%) de umidade relativa. Qual a
temperatura das janelas na qual a umidade do ar
começará a se condensar sobre as suas superfícies
internas? Considerando que a temperatura externa é
de 10 (°C).
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Exercício 10: Ar atmosférico em um estado de 101,325 (kPa) e
40 (°C) é submetido a uma transformação tal que o estado
final é ar saturado a 20 (°C) e mesma pressão inicial.
Sabendo-se que a entalpia do ar atmosférico no estado final
é igual à do estado inicial, determinar o grau de saturação
no estado inicial.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 11: Uma tubulação com água a 13 (°C) para por uma
sala onde o ar está a 21 (°C). Qual a umidade relativa
máxima do ar para que não ocorra condensação de água
sobre o tubo? Efetuar os cálculos e conferir os dados na em
uma carta psicométrica.
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Exercício 12: Em um ambiente a ser refrigerado
existe um volume de 100 (m3) de uma mistura
ar-vapor de água a 0,1 (MPa), 35 (°C) e 70 (%)
de umidade relativa. Determinar o que se pede e
comentar os resultados:
a) A umidade especifica;
b) O ponto de orvalho;
c) A massa de ar; e
d) A massa de vapor.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
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Exercício 13: Uma vazão de 4800 (m3/h) de ar atravessa
uma serpentina elétrica que libera 4 (kW) de potência
de aquecimento. Se a temperatura de entrada do ar
foi de 17 (°C) e UR de 40 (%), em condições normais,
calcular qual a TBS final e qual a nova umidade
relativa e determinar a densidade exata do ar a partir
da equação dos gases perfeitos.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 14: O ar de uma sala atravessa uma serpentina
de resfriamento e desumidificação - SRD e tem sua
umidade e temperatura reduzida. Calcule qual a
capacidade da SRD se a condição de entrada foi de
TBS de 32 (°C) e UR de 60 (%) e a de saída foi de
25 (°C) e UR de 50 (%). A vazão do ar que atravessou
a serpentina foi de 3600 (m3/h).
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Exercício 15: Um fluxo de 4800 (m3/h) de ar a temperatura
de 30 (°C) e UR de 50 % é misturado comum fluxo de
10.800 (m3/h) de ar a uma temperatura de 20 (°C) e UR
de 50 %. Calcular qual a temperatura e a entalpia finalda mistura do ar. Considere a densidade do ar como
sendo 1,2 (m3/kg).
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 16: Uma vazão de 6400 (m3/h) de ar atravessa
uma serpentina elétrica que libera 12 (kW) de potência
de aquecimento. Se a temperatura de entrada do ar for
de 15 (°C) e UR de 50 %, calcular qual a TBS final e qual
a entalpia do ar na saída? Considerando que a densidade
do ar na entrada da serpentina é de 1,225 (m3/kg).
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Exercício 17: Um jato de ar a uma temperatura de 18 (°C)
passa dentro de um duto não isolado através de um
ambiente a TBS de 32 (°C) e umidade relativa de 60%.
Nestas condições haverá condensação sobre o duto?
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 18: Considere um escoamento de 1,0 (m3/s) de ar úmido a
20 (°C) e 60 % de umidade relativa. Marque em um diagrama
psicrométrico as seguintes evoluções para uma pressão de
p = 101.325 (N/m²). Determinar:
a) A entalpia e a temperatura na saída causada por um aquecimento
à potência de 10 (kW);
b) A entalpia e a temperatura na saída causada pela injeção de
0,001 (kg/s) de vapor de água saturada a 40 (°C),
(hsat = 2573,6 kJ/kg) e
c) A entalpia e a temperatura na saída causada pela injeção de
0,005 (kg/s) de água (líquida) a 80 (°C), com (hliq.sat = 335 kJ/kg).
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO
PROCESSOS DE 
CLIMATIZAÇÃO
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
Subresfriamento é a redução da temperatura
do líquido refrigerante abaixo da temperatura de
saturação correspondente à pressão de condensação.
Superaquecimento é o aumento da temperatura
do vapor refrigerante acima da temperatura de
saturação correspondente à pressão de evaporação.
Na prática, o subresfriamento é obtido no
próprio condensador ou por um trocador de calor
auxiliar.
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
O subresfriamento e superaquecimento podem ser
obtidos simultaneamente com a instalação de um
trocador de calor em contracorrente onde o liquido
quente (que sai do condensador) é resfriado pelo vapor
frio (que deixa o evaporador).
A seguir é mostrado o esquema do ciclo com esse
trocador de calor intermediário (TRC) e o diagrama p × h
correspondente. De modo geral, o uso do trocador de
calor aumenta o COPr do ciclo e também previne a
entrada de líquido na aspiração do compressor.
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
Com o subresfriamento a
capacidade de resfriamento é
obtida por:
ሶ𝑸𝒆 = ሶ𝒎𝒓 ∙ 𝒉𝟏 − 𝒉𝟒`
Com o superaquecimento,
a potência de compressão
isentrópica é obtida por:
ሶ𝑾𝑪𝑺 = ሶ𝒎𝒓 ∙ 𝒉𝟐` − 𝒉𝟏` 𝑺
Assim, para o ciclo com subresfriamento e
superaquecimento, o coeficiente de desempenho isentrópico é
obtido por:
𝑪𝑶𝑷𝑹 =
𝒉𝟏 − 𝒉𝟒`
𝒉𝟐` − 𝒉𝟏` 𝑺
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PROCESSOS DE CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Ciclo Ideal com Subresfriamento e Superaquecimento
No trocador de calor
intermediário, o balanço de
energia em regime permanente
fornece:
𝒉𝟏` − 𝒉𝟏 = 𝒉𝟑` − 𝒉𝟑
O calor cedido no condensador é dado por:
ሶ𝑸𝑪𝑫 = ሶ𝒎𝒓 ∙ 𝒉𝟐` − 𝒉𝟑
𝒉𝟑` − 𝒉𝟒`
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PSICROMETRIA
PROCESSOS 
PSICROMÉTRICOS
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos podem ser:
RESFRIAMENTO 
E DESUMIDIFICAÇÃO (C→A)
TBS
W
A
BC
AQUECIMENTO 
E UMIDIFICAÇÃO (B→A)
AQUECIMENTO SENSÍVEL ( C → B)
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos mais comuns são:
✓ Aquecimento;
✓ Umidificação;
✓ Resfriamento e Desumidificação;
✓ Mistura de dois fluxos de ar;
✓ Insuflamento no ambiente.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Aquecedores
Geralmente são equipamentos do tipo de serpentinas
de aquecimento ou de resistores elétricos com aletas
dispostos em baterias independentes, montadas sobre
armação de ferro, nos interiores dos condicionadores de ar.
Quando um fluxo de ar úmido atravessa um
aquecedor, calor é adicionado a corrente de ar úmido sem,
contudo, incorrer em uma variação do teor de vapor d’água
na mistura.
O processo é de aquecimento sensível.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Aquecedores
Resistências
Suporte
Bateria de Resistências Elétricas
Simbologia
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos podem ser:
✓ Aquecimento e resfriamento sensível: Não há variação
na umidade absoluta ou específica (W1 = W2). O teor de
umidade no ar não se altera, apenas a temperatura é
sensibilizada. Desta forma, o processo ocorre em uma
linha horizontal, paralela à linha de umidade absoluta. Há
apenas troca de calor sensível.
AR FRIO 
ENTRANDO
RESISTÊNCIA
CALOR ADICIONADO 
PELA RESISTÊNCIA
AR QUENTE 
SAINDO
m1, h1 1 1 m2, h22 2
(Q)
r
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos podem ser:
✓ Aquecimento e resfriamento sensível:
Esquema Básico do Processo de Aquecimento
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos podem ser:
✓ Aquecimento e resfriamento sensível:
W1 = W2
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Os processos psicrométricos podem ser:
✓ Aquecimento e resfriamento sensível:
Processo de Aquecimento 
Seco
ሶ𝑸 = ሶ𝒎 ∙ 𝟎, 𝟐𝟒 ∙ 𝑻𝑩 − 𝑻𝑨 + 𝟎, 𝟒𝟔 ∙ 𝒙 ∙ 𝑻𝑩 − 𝑻𝑨
ሶ𝑸 = 𝟎, 𝟐𝟒 ∙ ሶ𝒎 ∙ 𝑻𝑩 − 𝑻𝑨
ሶ𝑸 = ሶ𝒎 ∙ 𝒉𝑩 − 𝒉𝑨
ሶ𝑸 = 𝟎, 𝟐𝟗 ∙ ሶ𝑽 ∙ 𝑻𝑩 − 𝑻𝑨
A temperatura de
bulbo seco varia enquanto a
umidade absoluta permanece
constante.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Pulverizadores de Água 
Durante muitos anos, antes do advento da
serpentina de resfriamento com aletas, os
pulverizadores de água eram usados quase
exclusivamente para condicionamento de ar.
Isto foi conseguido pondo em contato ar e água
em uma câmara de pulverização através da qual o ar era
arrastado por um ventilador.
Tais câmaras de pulverização, em conjunto com o
depósito de água, placas de eliminador e outros
equipamentos auxiliar, foram construídas como unidades
completas e são conhecidas como lavadores de ar.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Pulverizadores de Água 
Esquema de um Lavador de Ar (com recirculação de água) 
Simbologia
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Pulverizadores de Água 
Outras transformações podem ser obtidas no
lavador de ar através do aquecimento ou do
resfriamento da água do lavador e descrição a seguir:
✓ Resfriamento e umidificação com água fria:
❖ Se a água antes de vaporizar-se na corrente de ar
for ligeiramente resfriada, a curva da evolução do
ar se separará da curva de saturação adiabática.
Com um resfriamento moderado da água o estado
do ar na saída se caracterizará por temperaturas
secas e úmidas mais baixas e uma umidade
específica mais elevada.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Pulverizadores de Água 
✓ Resfriamento sensível: Se diminuir-se mais a
temperatura da água pulverizada, o ar pode esfriar-
se mantendo-se constante a sua umidade específica.
Isto só é possível quando a temperatura médiada
água é igual a temperatura de ponto de orvalho do ar.
✓ Resfriamento e desumidificação: a água tem que ser
resfriada continuamente e sua temperatura final
mantida abaixo do ponto orvalho do ar externo.
✓ Aquecimento e umidificação: a temperatura da água
é superior à temperatura de bulbo seco inicial do ar.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Umidificação e desumidificação pura: Não há
variação na temperatura de bulbo seco. Apenas a
umidade absoluta ou específica é alterada. Desta
forma, o processo ocorre em uma linha vertical,
paralela à linha de TBS. Há apenas a troca de calor
latente., ou seja, a umidade absoluta varia a
temperatura de bulbo seco constante (processo
latente).
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Umidificação e desumidificação pura:
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Aquecimento e Umidificação: corresponde a um
processo que vai de um ponto a um ponto a nordeste
do mesmo. Há troca de calor sensível e latente,
sendo cada um correspondente aos catetos do
triângulo formado pelo processo, ou seja, tanto a
temperatura de bulbo seco quanto a umidade
absoluta aumentam.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Aquecimento e Umidificação:
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Umidificadores de Vapor
A umidificação do ar úmido pode ser realizada
através de umidificadores do tipo bandeja, por
aspersão de vapor d’água, etc.
Os umidificadores de bandeja compõe de um
reservatório para conter a água, uma resistência
elétrica para evaporar a água e uma válvula para
controle da água de reposição no reservatório.
O processo de umidificação com vapor
saturado seco não modifica a temperatura de bulbo
seco só há aumento da umidade específica.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Umidificadores de Vapor
Esquema de um Umidificador de Bandeja
Simbologia
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Resfriamento e Umidificação: corresponde a um
processo que vai de um ponto a um ponto a noroeste do
mesmo. Há troca de calor sensível e latente, sendo cada
um correspondente aos catetos do triângulo formado
pelo processo.
✓ Aquecimento e Desumidificação: corresponde a um
processo que vai de um ponto a um ponto a sudeste do
mesmo. Há troca de calor sensível e latente, sendo cada
um correspondente aos catetos do triângulo formado
pelo processo.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Resfriamento e Desumidificadores
O ar úmido pode ser simultaneamente resfriado e
desumidificado quando é resfriado até uma
temperatura inferior à sua temperatura de orvalho,
através de sua passagem por uma superfície fria que
pode ser uma serpentina de expansão direta de um
condicionador de ar, cuja temperatura de evaporação do
refrigerante R-22 no interior trocador é cerca de 0 °C
ou uma serpentina de água gelada de um fan&coil, cuja
temperatura da água na entrada do trocador é cerca de
7,2 °C.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Resfriamento e Desumidificadores
Serpentina de Expansão Direta
Simbologia
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Resfriamento e Desumidificadores
A potência – P, em (kJ/s) ou (kW) das Serpentina de
Expansão Direta, pode ser calculada através da equação a seguir:
𝑷 = ሶ𝒎 ∙ ∆𝒉
A descarga de água - DL, em (g/s) nos equipamentos
pode ser calculada através da equação a seguir:
𝑫𝑳 = ሶ𝒎 ∙ ∆𝝎
Onde: ሶ𝒎 é a vazão mássica de ar, em (kg/s);
∆h é a variação da entalpia específica, em (kJ/kg ar seco);
∆ω variação de umidade específica, (g/kg ar seco).
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Resfriamento e Desumidificadores
O processo de resfriamento e desumidificação
também é representado por uma curva, no entanto por
considerações práticas estabeleceu-se que a evolução
do processo de resfriamento e desumidificação seja
representado por uma reta ligando os pontos 1 e 2 em
uma carta psicrométrica.
O ponto 2 representa as condições do ar ao
sair da serpentina, cuja posição depende das
condições do projeto da serpentina.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Resfriamento e Desumidificação: corresponde a um
processo que vai de um ponto a um ponto a sudoeste do
mesmo. Há troca de calor sensível e latente, sendo cada
um correspondente aos catetos do triângulo formado
pelo processo.
AR QUENTE E
ÚMIDO ENTRANDO
MASSA DE VAPOR D´ÁGUA
DONDENSADA (m)c o n d
DRENO
AR FRIO
E SECO SAINDO
SRD
CALOR RETIRADO 
DO AR PELA SRD
m1, h1 1 1
m2.h22 2 1
2
i
TEMPERATURA DE BULBO SECO
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Resfriamento e Desumidificação:
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Desumidificação Química: é um processo que quando
ocorre um aquecimento com desumidificação a uma
entalpia constante. Desta forma não há calor trocado,
isto é, a umidade contida no ar é absorvia ou
adsorvida por alguma substância higroscópica que
concentra a umidade (em geral ocorre a temperatura
constante).
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Desumidificação Química:
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Resfriamento Evaporativo ou Umidificação
Adiabática: neste processo quando ocorre um
resfriamento e umidificação com entalpia constante.
Desta forma, não há calor trocado com o meio ou no
meio que se quer refrigerar, ou seja, ocorre
transferência de calor adiabática na qual a TBU
permanece constante enquanto TBS diminui e W
aumenta.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Resfriamento Evaporativo ou Umidificação Adiabática:
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Mistura Adiabática: Duas correntes de ar úmido em
estados distintos são misturadas gerando um novo
estado.
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PSICROMETRIA
PROCESSOS DE 
TRATAMENTO DO AR
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PROCESSOS DE TRATAMENTO DEO AR
Processos de Tratamento do Ar
Mistura de dois 
fluxos de gases 
de ar úmido
W1 / W3 = ( T3 – T2 ) / ( T1 – T2 )
O ponto 3 é obtido sobre a reta de união entre os pontos 1 e 2
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Processos de Tratamento do Ar
Aquecimento sensível: 
(A umidade absoluta se 
mantém constante)
Resfriamento sensível: 
(A umidade absoluta se 
mantém constante)
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Processos de Tratamento do Ar
Umidificação 
SEM variação de 
temperatura.
Umidificação SEM
aumento ou retirada 
de calor.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Processos de Tratamento do Ar
Umidificação 
COM aumento ou 
retirada de calor.
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 19: em um ambiente são misturados dois fluxos
de ar úmido, onde são encontradas as seguintes
características: Q1= 675 (m3/h); T1= 20 (°C);
UR1 = 70 (%) e Q2= 333,33 (l/s); T2= 34 (°C);
UR2 = 40 (%). Determinar o que se pede e comentar
os resultados:
a) A temperatura de orvalho resultante;
b) A temperatura de bulbo seco e úmido resultante;
c) A umidade absoluta e relativa resultante;
d) A vazão resultante.
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 19: Solução.
P1
P2
P3
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
✓ Calor total do processo - ሶ𝑸𝑻:
൯ሶ𝑸𝑻 = ሶ𝒎𝑨𝒓 ∙ (𝒉𝟐 − 𝒉𝟏
✓ Calor sensível do processo - horizontal (ponto o:ângulo reto no triângulo) - ሶ𝑸𝑺:
൯ሶ𝑸𝑺 = ሶ𝒎𝑨𝒓 ∙ (𝒉𝒐 − 𝒉𝟏
✓ Calor latente do processo – vertical - ሶ𝑸𝑳:
൯ሶ𝑸𝑳 = ሶ𝒎𝑨𝒓 ∙ (𝒉𝟐 − 𝒉𝒐
✓ Massa de água vaporizada ou condensada no
processo: ሶ𝒎𝒇:
൯ሶ𝒎𝒇 = ሶ𝒎𝑨𝒓 ∙ (𝑾𝟐 −𝑾𝟏
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 20: Ar atmosférico na vazão de 5 (m3/s) é
resfriado da temperatura de 35 (°C) e umidade
relativa de 80 (%) para 22 (°C) e umidade relativa de
70 (%). Determine a vazão mássica de condensado
formado e o calor latente retirado.
Exercício 21: Determinar a quantidade total de calor
fornecido e a vazão mássica de água vaporizada ao se
aquecer ar atmosférico da temperatura de 8 (°C) e
umidade relativa de 80 (%) para 24 (°C) e umidade
relativa de 70 (%) com 40 (%) de ar de retorno.
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 22: Ar atmosférico na vazão de 10 (m3/s) é
aquecido a temperatura de 5 (°C) e umidade relativa de
30 (%) para 24 (°C) e umidade relativa 70 (%).
Determine a vazão mássica de água vaporizada e o
calor sensível fornecido.
Exercício 23: Determinar as propriedades da mistura de
70 (%) de ar atmosférico na temperatura de 35 (°C) e
70 (%) de umidade relativa com 30 (%) de ar de
retorno na temperatura de 20 (°C) e 70 (%) de
umidade relativa.
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 24: Determinar a temperatura e umidade
relativa necessária no ar atmosférico para que se
misture na proporção de 1 : 1 com ar de retorno na
temperatura de 20 (°C) e 60 (%) de umidade relativa
para que se obtenha ar na temperatura de 24 (°C) e
75 (%) de umidade relativa.
Exercício 25: Determinar a quantidade total de calor
retirado e a vazão mássica de condensado formada ao
se resfriar ar atmosférico na temperatura de 35 (°C)
e umidade relativa de 60 (%) para 22 (°C) e umidade
relativa de 80 (%) com 30 (%) de ar de retorno.
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 26: Um sistema de ar condicionado é
dimensionado para retirar 10 (kW) de calor de uma
sala elétrica, devendo operar nas seguintes
condições: Temperatura interna de 25 (°C), umidade
relativa de 50 (%); Temperatura de insuflamento
TBS de 15 (°C); TBU de 10 (°C). Determinar o que se
pede e analisar os resultados:
a) A vazão de ar necessária, em (m3/h)
b) A vazão de água pelo dreno, em (kg de água pelo
dreno (kg água/h).
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PSICROMETRIA Carta Psicrométrica – Exercício 
de Aplicação
Exercício 27: Dois recipientes contêm cada um dois metros
cúbicos de volume. Em um recipiente a umidade relativa é de
60 (%) e a temperatura é de 20 (°C), no outro a umidade
relativa é de 90 (%) e a temperatura é de 10 (°C). A pressão
atmosférica do local é de 100 (kPa). Qual recipiente contém
mais massa de vapor de água?
Exercício 28: Para manter um ambiente a 26 (°C) e com 50 (%)
de umidade relativa é necessário retirar do mesmo
20.000 (kcal/h) de calor sensível e 10.000 (kcal/h) de calor
latente. A temperatura é de bulbo seco do ar insuflado no
ambiente é fixado arbitrariamente em 20, 15 e 10 (°C).
Determinar a vazão de ar necessária nos três casos e
comentar os resultados.
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PROCESSOS PSICROMÉTRICOS
Condensação nas Janelas de uma Casa
Durante o inverno ou em
regiões frias, com frequência
ocorre a condensação nas
superfícies internas das
janelas devido às temperaras
mais baixas junto às
superfícies internas das
mesmas.
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Exercício 29: A umidade relativa e a temperatura do ar em
um ambiente são de 60 (%) e 40 (°C), respectivamente.
Se a pressão normal do ambiente é igual a
101,325 (kPa). Determinar a umidade absoluta do ar e o
grau de saturação do ambiente.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 30: Em uma casa em um ambiente frio, onde se
busca manter as seguintes condições: temperatura de
20 (°C) e 75 (%) de umidade relativa. Qual a
temperatura das janelas na qual a umidade do ar
começará a se condensar sobre as suas superfícies
internas? Considerando que a temperatura externa é
de 10 (°C).
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REVISÃO
Assuntos da Aula
✓ Introdução a Climatização;
✓ Zonas Bioclimáticas;
❖ Características;
❖ Exercícios de Aplicação.
✓ Processos de Climatização;
❖ Introdução;
❖ Processos Psicrométricos;
❖ Processos de Tratamento do Ar;
❖ Condensação;
✓ Exercícios de aplicação;
✓ Revisão.
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AGRADECIMENTO
MUITO OBRIGADO!