Atividade Prática Carga Total

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UNINTER 
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA 
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
CARGA TÉRMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho orientado pelo Professor Marcos Baroncini Proença 
como parte da avaliação da 
Disciplina de Transferência de Calor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RAPHAEL APARECIDO XAVIER DE ABREU 
VOLTA REDONDA/RJ, 2022
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 3 
2. IMAGENS DO LOCAL .................................................................................................................... 3 
3. FONTES DE CARGA TÉRMICA ................................................................................................... 5 
4. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS FONTES DE CALOR ............................................... 5 
4.1 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DE UMA PESSOA ................................................. 5 
4.2 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DO CPU E MONITOR ........................................... 5 
4.3 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DA JANELA E PORTA ........................................ 6 
4.4 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA (ILUMINAÇÃO) .................................................... 7 
4.5 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS PAREDES E TETO ...................................... 7 
4.6 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA POR INFILTRAÇÃO E VENTILAÇÃO........... 8 
5. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA TOTAL ................................................................................ 9 
6. MEMORIAL DE CÁLCULO .......................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
O objetivo do trabalho, é aplicar na prática os conceitos apresentado na disciplina de 
Transferência de Calor, focando no cálculo das cargas térmicas. Devido eu trabalhar de home office 
na minha própria residência, foi escolhido o escritorio que montei em um dos cômodos da minha 
casa. 
O cômodo se localiza no primeiro andar da residência, tendo as seguintes dimensões: 3,75m 
de comprimento, 3,30m de largura e com o pé-direto de 2,93m. Sua alvenaria é de construção simples, 
composta por tijolos de cerâmica 20X20cm e massa de cimento. Acabamento em reboco com 
revestimento em massa fina e finalizado com tinta, seu revestimento é de 2cm. A parede externa e 
janela são voltadas para o sudeste e a porta para o nordeste. A vantagem, em relação ao conforto 
térmico, é que nenhuma de suas paredes tem exposição direta ao sol, mas ainda assim a janela 
proporciona iluminação natural para o escritorio. 
O escritorio possui uma porta de madeira com 2,10m de altura e 0,80m de largura, uma janela 
com dimensões equivalentes a 1,80m de comprimento e 1,50m de altura. É usada na janela como 
forma de proteção, grade de ferro e tela mosquiteira. Além disso, o escritorio possui uma mesa de 
escritório formato L com 1,50mX0,60m, uma lâmpada de teto de LED 15W, um computador CPU 
e MONITOR de 15.6” e uma luminária de LED 9W. 
 
2. IMAGENS DO LOCAL 
 
 
 Figura 1 – Escritorio Home Office. 
 
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 Figura 2 – Vista panorâmica do cômodo. 
 
 
 
 
 
 Figura 3 – Geolocalização da residência via satélite. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. FONTES DE CARGA TÉRMICA 
 
✓ Quarto: área total de 12,37m² e 2,97m de pé-direito; 
✓ 01 porta: área total 1,68m²; 
✓ 01 janela: área total 2,7m²; 
✓ 01 mesa: 0,9m²; 
✓ 01 Computador CPU e MONITOR: 43Wh; 
✓ 01 lâmpada de LED: 15W; 
✓ 01 luminária de LED: 9W; 
✓ 01 pessoa. 
 
4. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS FONTES DE CALOR 
 
4.1 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DE UMA PESSOA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transformando kcal/h para W: 
1 kcal/h = 1,163W 
1 pessoa = 113 kcal/h 
 
Logo: 
113 x 1,163 = 131,42W 
 
4.2 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DO CPU E MONITOR 
 
“No caso dos computadores, o calor dissipado é a somatória do calor dissipado em cada 
computador.” 
Q notebook = ∑ n 
N= 1 
N= 43W 
 
 
 
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4.3 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DA JANELA E PORTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relacionando ao sol variação de S para SE para E: 
(75,6 + 444,6 + 558,2 + 44,1 + 397,3 + 567,6 + 44,1 +296,4 +532,9) = 328.98 W/m² 
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QI = K . A 
Janela: 
312,5 x 2,7 = 888,25W 
Calor da janela é de: 1033,04 kcal/h 
 
Devido a cortina usada como forma de proteção contra a radiação na janela, deve-se multiplicar o 
resultado obtido pelo fator entre 0,25 e 0,61 como descrito na tabela abaixo: 
 
 
 
 
 
 
888,25 x 0,43 = 381,95W 
 
 
 
 
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Porta: 
 
(66,2 + 290,1 + 514,0 + 132,4 + 387,9 + 520,3 + 264,9 +485,6 + 510,8) 
9 
 
 
= 352.47 W/m² 
 
352,47 x 1,68 = 592,15W 
Calor da porta é de: 688,67 kcal/h 
 
4.4 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA (ILUMINAÇÃO) 
A carga térmica pela iluminação é dada por: ∑ P 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo a tabela acima, por se tratar de uma residência, a mesa necessita de 300 LUX e 30W/m² de 
potência dissipada. 
Considerando 1,5 m² da mesa, teremos então: 
 
Q iluminação = ∑ P = 30W 
 
4.5 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA DAS PAREDES E TETO 
Parede maior: 3,75 x 2,93 = 10,99 x 2 = 21,98m² 
Parede menor: 3,30 x 2,93 = 9.67 x 2 = 19,34m² 
Total da parede subtraindo a janela e porta: 21,98 + 19,34 - 2,7 – 1,68 = 36,95m² 
Área total da parede: 41,32m² 
R total = R tijolo + R revestimento 
R total = (L tijolo/ K x A) + (L revestimento / K x A) 
(0,20 / 0,69 x 1) + (0,02 / 0,48 x 1) = 0,331 
Q = T1 – T2 / K . T = 30 – 20 / 0,331 x 1 = 30,21 x 36,95 = 1116.26 W 
Teto = 3,30 x 3,75 = 12,37m² 
R total = R tijolo + R revestimento 
R total = (L tijolo/ K x A) + (L revestimento / K x A) 
(0,20 / 0,69 x 1) + (0,02 / 0,48 x 1) = 0,331 
Q = T1 – T2 / K . T = 30 – 20 / 0,331 x 1 = 30,21 x 12,37 = 373.69 W 
 
 
 
 
 
 
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4.6 CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA POR INFILTRAÇÃO E 
VENTILAÇÃO 
As expressões de calor sensível e calor latente para infiltração e para ventilação são: 
qS = Q.0,29.(Te-Ti) 
qL = 583.C 
Em que: C = (UE2-UE1). ρ. Q 
 
Valores de vazão de infiltração e de ventilação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Temperatura atual e umidade: 
 
 
 
 
 
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Vazão de infiltração: 1350m3/h 
Vazão de ventilação: Qv = 13m3/h 
UE2 = 0,011kg/kg de ar 
UE1 = 0,008kg/kg de ar 
Temperatura média (T = 27 + 273 = 300K) : ρ = 1,1614 kg/m3 
 
Ventilação: 
qS = 13.0,29.(29-24) = 18,85 W 
C = (0,011-0,008). 1,1614. 650 = 2,265 J/molK 
qL = 583.2,265 = 1320,5 W 
qTV = 18,85+1320,5 = 1339,35W 
 
Infiltração: 
qS = 1350.0,29.(29-24) = 1957,5 W 
C = (0,011-0,008). 1,1614. 1350 = 4,704 J/molK 
qL = 583.4,704 = 2742,4 W 
qTI = 1957,5+2742,4 = 5091,4W 
 
Assim, o calor total por ventilação e infiltração será: 
qT = qTV + qTI 
qT = 1339,35 + 5091,4 = 6430,75W 
 
5. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA TOTAL 
 
✓ Iluminação: 30W 
✓ Infiltração e ventilação: 6430,75W 
✓ Janela: 888,25 W 
✓ Notebook: 43 W 
✓ Parede e teto: 1116.26 + 373.69 = 1.489,95 W 
✓ Pessoa: 131,42 W 
✓ Porta: 592,15W 
 
Carga térmica total: 9605,52W 
Calor dissipado em Btu/h: 9605,52 X 3,41 = 32754,83 Btu/h 
 
 
 
 
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6. MEMORIAL DE CÁLCULO 
 
 
POTÊNCIA 
CARGA TÉRMICA DISSIPADA 
(W)
 
 
CALOR 
(Kcal/h) 
 
 
BTU 
(Btu/h) 
ILUMINAÇÃO 30 34,89 102,3 
INFILTRAÇÃO E VENTILAÇÃO 6430,75 7478,97 21928,86 
JANELA 888,25 1033,04 3028,94 
NOTEBOOK 43 50,1 146,63 
PAREDES E TETO 1489,95 1732,82 5080,73 
PESSOAS 131,42 113 448,14 
PORTA 592,15 688,67 2019,23 
TOTAL 9605,52 11131,49 32754,8310