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FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 1 CARGA TERMICA ARGA TERMICA INTRODUÇÃO BASES DE PROJETO INSOLAÇÃO OU RADIAÇÃO SOLAR GANHOS POR TRANSMISSÃO DE CALOR GANHOS DE CALOR INTERNOS GANHOS DE CALOR DO AR EXTERIOR GANHOS DE CALOR DO SISTEMA DENTRO DO AMBIENTE GANHOS DE CALOR DO SISTEMA FORA DO AMBIENTE CALCULO DA VAZÃO DE AR CALCULO DOS PONTOS DE ENTRADA E SAÍDA DO CONDICIONADOR VAZÃO DE AR DO CONDICIONADOR CARGA MÁXIMA SIMULTÂNEA PROF. JORGE FERREIRA FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 2 1. INTRODUÇÃO A primeira etapa de dimensionamento de um sistema de ar condicionado e' o calculo das cargas térmicas dos ambientes a serem condicionados. Portanto e' muito importante uma analise detalhada e precisa dos fatores componentes desta carga. Em conseqüência um calculo cuidadoso, indicará: A necessidade real de resfriamento e aquecimento. As possibilidades de obter uma redução da carga, com a consequente redução do custo. A seleção do equipamento mais econômico. O sistema de distribuição de ar mais eficiente. Podemos então conceituar carga térmica como: " A quantidade de calor necessária a ser removida continuamente de um ambiente por um equipamento, de modo a atender as condições de conforto ou de processo" Para removermos esta quantidade de calor e' necessário que haja um fluxo de calor ou seja o transporte deste calor por um dos seus processos (condução, convecção e radiação), desde que haja um gradiente de temperatura. Teremos portanto: Ganhos de calor = fluxo de calor da temperatura mais alta (externa) para a mais baixa (interna ou ambiente) = CARGA TÉRMICA DE VERÃO Perdas de calor = fluxo de calor da temperatura mais alta (interna) para a mais baixa (externa) CARGA TÉRMICA DE INVERNO A analise da carga térmica fica mais fácil se dividirmos a mesma de acordo com os grupos de fontes de calor, das formas de calor e da sua condição de resfriamento. Assim teremos: FONTES DE CALOR ENVELOPE Tetos, pisos, paredes e vidros INTERNOS Pessoas (SENSÍVEL E LATENTE) Luzes (SENSÍVEL) Equipamentos (SENSÍVEL E LATENTE) FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 3 AR EXTERIOR SENSÍVEL LATENTE 2. BASES DE PROJETO Consideramos "bases de projeto", todos os dados necessários a serem levantados antes do inicio da execução da carga térmica, de modo que possamos calcular com a maior consistência possível. a)LOCALIZAÇÃO - Cidade, Estado, Pais - Latitude e Longitude - Altitude b)ORIENTAÇÃO - Norte Verdadeiro/Sul c)CONDIÇÕES EXTERNAS - Tabela 2 da ASHRAE - Tabela No 6 da NBR-6401 (Verão) - Tabela No 7 da NBR-6401 (Inverno) - Informações do Cliente d)FINALIDADE - Atividade a ser exercida nos ambientes EX: Escritório, teatro, CPD, etc. e)CONDIÇÕES INTERNAS - Tabela No 1 da NBR-6401 (Verão) - Tabela No 2 da NBR-6401 (Inverno) - Informações do Cliente - TBS = 24 +- 1 oC e UR = 50 +- 5% f)PROJETOS DE ARQUITETURA - Plantas baixa, cortes e fachadas. - Levantamentos no local. g)NATUREZA CONSTRUTIVA DOS AMBIENTES - Paredes (Externas e Internas), tetos, pisos. - Vidros e suas proteções. - Isolamento térmico dos ambientes. h)ILUMINAÇÃO - Tabela No 10 da NBR-6401 - Informações do Cliente - Planta de Luminárias FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 4 i)QUANTIDADE DE PESSOAS - Tabela No 9 da NBR-6401 - Informações do Cliente j)EQUIPAMENTOS - Tabela No 11 da NBR-6401 - Informações do Cliente k)HORÁRIO DE FUNCIONAMENTO/OPERAÇÃO - Ocupação - Luzes - Equipamentos 3. INSOLAÇÃO OU RADIAÇÃO SOLAR A energia solar se concentra na faixa visível da luz e na região infravermelha do espectro da radiação. Esta energia chega a Terra pelos os raios de sol que passam através do espaço exterior e da atmosfera. A intensidade desta radiação pode chegar em dezembro a 1398 W/M2, variando em função da movimentação solar.(latitude, mês e hora) A intensidade da radiação será uma resultante da radiação solar direta e da radiação solar difusa que chega a superfície terrestre com perdas determinada pelos desvios sofridos pelos raios diretos quando o mesmo encontra partículas de poeira, neblina, nuvens, ozônio, fumaça e ate mesmo por proteções externas dos prédios (sombreamento). O efeito da radiação solar é sentido sob a forma de ganhos de calor no ambiente, nas superfícies dos vidros, paredes e tetos. Por estas razoes se faz necessário que conheçamos, alguns conceitos básicos sobre a movimentação do sol, de modo que possamos determinar a elaboração de uma carta solar. 3.1 - MOVIMENTAÇÃO SOLAR Para definirmos a localização do sol, e' preciso determinarmos a sua posição. Quando o sol se movimenta em relação a Terra, a sua posição poderá ser conhecida pelos seus ângulos em relação a própria superfície terrestre. Ou sejam: ANGULO OU ALTITUDE SOLAR ( a ) E' o angulo que um raio direto do sol faz com a horizontal em um determinado local da superfície terrestre . Varia com o dia, hora e local da superfície. AZIMUTE SOLAR (b) FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 5 É o angulo que a componente horizontal do raio direto do sol, faz com a linha NORTE- SUL verdadeiro. (É medido em relação ao SUL). AZIMUTE DE SUPERFÍCIE (c) É o angulo que a reta normal a uma determinada fachada, faz com a linha NORTE-SUL verdadeiro. AZIMUTE SOLAR DE FACHADA (e) É o angulo que a componente horizontal do raio direto do sol faz com a normal a uma determinada fachada. É determinado pela diferença entre o azimute solar e o azimute de superfície ANGULO DE INCIDÊNCIA (t) É o angulo que um raio direto do sol faz com a normal a uma determinada fachada. N a E t 90o b e S c A determinação destes ângulos poderá ser feita por meio de equações matemáticas (ASHRAE - FUNDAMENTOS), cartas solares (Tabelas da Santa Marina ) 3.3 - SOMBREAMENTO FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF.JORGE FERREIRA Pag. 6 Considerando o fato da possibilidade de termos sombreamento nas áreas externas de um prédio, resultantes de projeções de prédios vizinhos, proteção ou saliências horizontais (marquises) e laterais dessas áreas, deverão ser calculadas a porcentagem das áreas de sombra a serem retiradas das áreas que efetivamente recebem a radiação direta. Para tanto devemos conhecer a localização do sol (altitude e azimute) e a orientação da fachada em relação ao mesmo. 3.4 - GANHO DE CALOR ATRAVÉS DOS VIDROS Estes ganhos são na maioria das vezes responsável pela maior parcela de carga térmica no ambiente, principalmente e' claro se tivermos grandes áreas de vidro. No caso do vidro comum os raios solares se comportam no que se referem a porcentagem de calor transmitido, refletido e absorvido ao ambiente da forma baixo, variando estas quantidades em função do angulo de incidência na superfície do vidro. absorvida = a refletida = r transmitida = t, onde a + r + t = 1 0.6 x 0.06 = 0.036 0.4 x 0.06= 0.024 I a = 0. 06 r 30o t = 0.86 r = 0.08 r = 0.08 + 0.036 t = 0.86 + 0.024 r = 0.116 I t = 0.884 I FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 7 Teremos portanto: Q = ( Isol x Asol + Isombra x Asombra ) x f x 1,163 onde: Q = quantidade de calor em watts Isol = intensidade solar devido a radiação direta em Kcal/m2 Asol = superfície do vidro ensolarada em m2 Isombra = intensidade solar devido a radiação difusa em Kcal/m2 Asombra = superfície do vidro em sombra em m2 f = fator de correção do vidro (tipo e proteção) 1,163 = transformação de Kcal/h para watts INTENSIDADE SOLAR Devera ser determinada pela tabela numero 15 do manual da Carrier, ou poderá ser feita também por meio de equações matemáticas (ASHRAE - FUNDAMENTOS) Bases da tabela: - Radiação direta e difusa transmitidas e calor absorvido pelo vidro - Os valores não incluem os ganhos por condução e conveccao. - Esquadrias de madeira. - Céu limpo. - Nível do mar. - Ponto de Orvalho = 19,5 oC Para condições diferentes destas bases aplicar as correções abaixo: 1. Esquadrias de alumínio ou nenhuma: + 17 % ou x 1,17 2. Céu com fumaça ou poluição: ate - 15 % ou x 0,85 3. Altitude: + 0,7% para cada 100 metros 4. Latitude Sul, dezembro ou janeiro: + 7% 5. Ponto de Orvalho acima de 19,5 oC: - 14% para cada 10 oC 6. Ponto de Orvalho abaixo de 19,5 oC: + 14% para cada 10 oC FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 8 FATOR DE CORREÇÃO DOS VIDROS Devera ser determinada pela tabela numero 16 do manual da Carrier 4. GANHOS POR TRANSMISSÃO DE CALOR As outras cargas externas de calor transmitidas ao ambiente são devidas aos efeitos combinados de condução e conveccao. Estes efeitos estarão presentes nas superfícies que separam dois ambientes com temperaturas diferentes, o que vai permitir um fluxo de calor do ambiente de maior para o de menor temperatura. Portanto, basicamente os ganhos de calor transmitidos ao ambiente serão conhecidos pela equação fundamental de transmissão de calor: Teremos portanto: Q = U x A x DT onde: Q = quantidade de calor em watts U = coeficiente global de transmissão de calor em W/m2 oC A = área da superfície separadora em m2 DT = diferença de temperatura em oC 4.1 - COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSMISSÃO DE CALOR ( U ) Para obter diretamente consultar a tabela das paginas 15 e 16 do anexo. Desejando-se obter valores mais precisos, aplica-se a equação geral: U = 1 / Rt Rt = R1....Rn R = ( 1/f + xn/kn +1/Cn + 1/Can + 1/f ) ext int fext Cn Can fint Q k1.....kn x1.......xn FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 9 R = resistência térmica : Somatório das resistências de vários materiais que compõe uma superfície ( oC m2/W ) f = coeficiente de película ou de filme (condutancia superficial) Externo: Velocidade do vento 45 Km/h 24 Km/h f 52,6 22,7 Interno (Ar parado): Fluxo de Calor f Horizontal 8,8 Vertical para cima 9,3 Vertical para baixo 6,2 k = coeficiente de condutividade térmica unidade : W mm / m2 Co Devera ser determinada pela tabela numero 3.3 do manual da Trane Utilizar para materiais de construção homogêneos. C = Condutancia unidade : W / m2 oC Devera ser determinada pela tabela numero 3.3 do manual da Trane Utilizar para materiais de construção heterogêneos de dimensões definidas. Ca = Condutancia de ar unidade : W / m2 oC ESPAÇO FLUXO DE CALOR OBS Ca (w/m2 oC) vertical horizontal/parede ----- c/ papel aluminizado 6,13 2,73 horizontal vertical/teto ----- 7,04 (*) 4,94 (**) horizontal vertical/teto c/ papel aluminizado c/ papel aluminizado 3,86 (*) 1,76 (**) espessura = 20 a 100 mm (*) inverno - fluxo para cima (**) verão - fluxo para baixo FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 10 4.2 - GANHOS POR TRANSMISSÃO NOS VIDROS, PAREDES INTERNAS, TETOS INTERNOS E PISOS. Aplicaremos a equação global de transmissão de calor vista anteriormente: Q = U x A x DT onde: A DT e' variável para cada situação conforme mostramos abaixo: VIDROS DT= DT de PROJETO = DTproj diferencial de temperatura (externa - interna) PAREDES INTERNAS Adjacente a ambiente DT não condicionado DTproj - 3 oC cozinha ou caldeiras DTproj + 6 oC condicionado ZERO TETOS INTERNOS Abaixo de ambiente DT não condicionado DTproj - 3 oC cozinha ou caldeiras DTproj + 6 oC condicionado ZERO PISOS Acima de ambiente DT não condicionado DTproj - 3 oC cozinha ou caldeiras DTproj + 6 oC FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 11 condicionado ZERO exposto (pilotis,etc) DT projeto diretamente s/ solo ZERO 4.3 - GANHOS POR TRANSMISSÃO NAS PAREDES E TETOS EXTERNOS . Aplicaremos uma variação da equação Q = U x A x DT onde a DT vai ser calculada de acordo com as seguintes considerações: O efeito da inércia térmica da parede ou teto (atraso de tempo) devido a radiação solar incidente sobre as superfícies. (transmissão+ reflexão + absorção) A temperatura superficial resultante mais elevada que varia com: o angulo de incidência, natureza construtiva, cor, acabamento e efeito da refletividade. A DT calculada será chamada de DTE ( Diferencial de Temperatura Equivalente ) Portanto teremos a equação será: Q = U x A x DTEquivalente onde: DTEquivalente = diferencial de temperatura equivalente em oC , deverá ser determinada pela tabela numero 19 do manual da Carrier (Paredes) e pela tabela numero 20 (Tetos) Deveremos considerar as condições das tabelas acima mencionadas ou sejam: * paredes escuras * temperatura do ar externo = 35 oC * temperatura do ar ambiente = 26,7 oC * variação diária de temperatura (Daily Range) = 11oC * Mês de julho 40 oC de Latitude Norte Para condições diferentes da tabela, devemos usar a seguinte equação corretiva: DTEquiv = (( a x Is/Im ) x ( DTEquiv + b )) tabela FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 12 Onde: a = correção devida a cor da parede: cor media (verde e azul claro) = 0.78 cor clara (branco e bege) = 0.55 b = valor determinado pela variação diária de temperatura exterior em 24 horas (daily range) e a diferença de temperatura de projeto. Consultar tabela 20-A do Carrier Is = valor do I máximo para a latitude, mês e fachada/teto nas condições desejadas. Consultar tabelas 15 do Carrier Im = valor do I máximo para a latitude de 40 oC Norte, mês de julho e fachada- /teto nas condições desejadas. Consultar tabelas 15 do Carrier PARA O RIO DE JANEIRO: b = 5 Is/Im Verão: Teto = 1.08 / Fachadas N/E/O sem correção / Fachadas NE/NO = 0.9 / Fachadas SO/SE = 1.23 / Fachada SUL = 0.4 Inverno (julho/junho) Fachada NORTE = 10 DTEquiv = retirada da tabela no horário e peso (Kg/m2) da parede ou teto considerado. Para determinarmos os pesos das paredes e tetos devemos consultar as tabelas do U. Também devemos considerar que os tetos ventilados naturalmente deverão ter o seu DTEquiv reduzido em 25%. (ou seja x 0,75) 5. GANHOS DE CALOR INTERNOS São os ganhos de calor gerados no interior do ambiente, da forma sensível e/ou latente. 5.1 - OCUPAÇÃO (PESSOAS) Vamos considerar a seguinte equação: Q = P x G onde: Q = quantidade de calor em watts FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 13 P = numero de pessoas - Ver Tabela 9 da NBr-6401 ou informações. G = taxa de dissipação de calor (sensível e latente) dependendo do tipo da atividade e da temperatura interna. - Ver Tabela 12 da NBr-6401 ( 5.2 - ILUMINAÇÃO Vamos considerar a seguinte igualdade para lâmpadas incandescentes: Q = W onde: Q = quantidade de calor em watts W = potência das lâmpadas em watts - Ver Tabela 10 da NBr-6401 ou informações. Para lâmpadas fluorescentes vamos considerar: Q = W x 1,25 Sendo que o acréscimo de 25% se refere ao calor dissipado pelo reator. Lembramos que na tabela 10 este acréscimo já esta considerado. 5.3 - EQUIPAMENTOS E MOTORES ELÉTRICOS Vamos considerar a seguinte igualdade: Q = W onde: Q = quantidade de calor em watts W = potência dos equipamentos em watts - Ver Tabela 11 da Nbr-6401 ou informações 5.4 - VAPOR Devera ser considerado quando houver dissipação no ambiente. Incluir no calor latente. Vamos considerar a seguinte igualdade: Q = m x 678 onde: FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 14 Q = quantidade de calor em watts m = quantidade de vapor em Kg/h 6. GANHOS DE CALOR DO AR EXTERIOR São os ganhos de calor gerados pelo ar exterior, dentro e fora do ambiente, e da forma sensível ou latente. Como já vimos EM PSICROMETRIA, são determinados da seguinte forma: CALOR SENSÍVEL Qs = V ar ext x 1,23 x DT ---------------------------------------------- Kj/seg ou KW = m3/seg x 1,23 x o C ou watts = lts/seg x 1,23 x o C Onde : Qs = quantidade de calor sensível em watts V ar ext = vazão devido ao ar exterior DTprojeto = diferencial de temperatura externa menos a interna em oC CALOR LATENTE Ql = Var ext x 3,01 x DUA ---------------------------------------------- Kj/seg ou Kw = m3/seg x 3,01 x g/Kg ou watts = lts/seg x 3,01 x g/Kg Onde : DUAprojeto = diferencial de umidade absoluta externa menos a interna em g/Kg 6.2 - GANHOS DE CALOR DO AR DE VENTILAÇÃO FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 15 O ar de ventilação deve combater a infiltração (pressão ambiente maior que a pressão externa) e renovar o ar ambiente para dar condições de conforto e manter a qualidade de ar interno preservando a saúde dos ocupantes. Temos dois critérios para determinar a vazão de ar a ser considerada: a) Pelo numero de pessoas no ambiente: V ar ext = (No Pessoas x vazão em m3/h/pessoa) / 3,6 onde: V ar ext = vazão devido ao ar exterior em lts/seg No Pessoas = Tabela No 9 da NBR-6401 (pag 6 do anexo) ou informações. Vazão em m3/h/pessoa - Ver Tabela da Portaria 3523 do Ministério da Saúde – Mínimo permitido 27 m3/h. b)Pelo numero de renovações de ar no ambiente (para evitar a infiltração): V ar ext = (No de renovações de ar / hora x volume do ambiente em m3) / 3,6 onde: V ar ext = vazão devido ao ar exterior em lts/seg No de renovações: conforto: 1,5 renovações / hora grandes volumes de ar com pequena ocupação: 1,0 renovação / hora Devera ser escolhida a condição mais critica { a) x b) }. Fazendo um balanço de ar no ambiente teremos: AI AI AExf AR Aext No condicionador: AI = AR + AExt Ambiente Condic. de Ar FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 16 No ambiente: AI = AR + AExf Aext = A exf onde: AI = ar de insuflamento AR = ar de retorno AExt = ar exterior AExf = ar de exfiltracao 6.2 - GANHOS DE CALOR DO AR DE INFILTRAÇÃO São os ganhos de calor gerados pelo ar exterior de forma não controlada, que entra no ambiente através de portas, janelas e frestas. Normalmente e' desprezado em virtude da admissão do ar exterior de ventilação suplantar estes efeitos. 7. GANHOS DE CALOR DENTRO DO AMBIENTE São os ganhos de calor gerados dentro do ambiente, da seguinte forma : 7.1 - PERDAS DEVIDAS AO VAZAMENTO DOS DUTOS DE INSUFLAMENTO Estimar 10% dosomatório dos ganhos de calor internos ao ambiente, que chamaremos de CALOR (SENSÍVEL OU LATENTE) AMBIENTE, DA SALA OU INTERNO (CSI E CLI) 7.2 - GANHOS DEVIDOS AO CALOR DISSIPADO PELO MOTOR DO VENTILADOR DO EVAPORADOR Utilizar tabela do ganho de calor dos motores ou estimar 6% do somatório dos ganhos de calor internos ao ambiente (CSI). 7.3 - GANHOS DE CALOR DO AR DE EXTERIOR QUE NÃO ENTRA EM CONTATO COM A SERPENTINA E' a porcentagem de ar exterior que não entra em contato com a serpentina, que chamamos de FATOR DE BY-PASS (FBP). Normalmente para situações de conforto é de 0,15 e 0,20. Depende basicamente de: - numero de filas (row) - área de face - velocidade de face - numero de aletas/pol SERPENTINA (**) AR EXTERIOR RESFRIADO AMBIENTE FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 17 BY-PASSADO (DESVIADO) (*) Os valores de calor sensível e latente do ar exterior by-passado são os seguintes: (*) Qs = V ar ext x 1,23 x DT x FBP ---------------------------------------------- Ql = V ar ext x 3,01 x DUA x FBP 7.4 - CALOR (SENSÍVEL OU LATENTE) INTERNO EFETIVO (CSIE e CLIE) E' o somatórios dos ganhos de calor internos ao ambiente (CSI e CLI) e os ganhos constantes dos itens 7.1/7.2 e 7.3. E' o utilizado para o calculo da vazão de ar que devera combater os ganhos de calor no ambiente. 8. GANHOS DE CALOR DO SISTEMA FORA DO AMBIENTE São os ganhos de calor gerados fora dentro do ambiente, da seguinte forma : 8.1 - GANHOS DE CALOR DO AR DE VENTILAÇÃO E' a porcentagem de ar exterior que não entra em contato com a serpentina, resfriando o ar. (**) Qs = V ar ext x 1,23 x DT x (1-FBP) ---------------------------------------------- Ql = V ar ext x 3,01 x DUA x (1-FBP) 8.2 - GANHOS DEVIDOS AO RETORNO DE AR Estimar ganhos que o ar recebe no seu trajeto de retorno ou seja: de luzes, paredes externas, circulações, etc. As principais formas de retorno são as seguintes: a) direta do ambiente: FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 18 Não há carga de retorno. b) por duto: Como o duto é isolado não há carga de retorno. c) pela circulação: A carga de retorno a ser considerada é a carga interna de toda a circulação. d) pelo forro: A carga de retorno a ser considerada é a carga dos reatores das luminárias (25%) e parte da carga do teto, se for do ultimo pavimento, ou seja teto externo (20%). FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 19 9. CALCULO DA VAZÃO DE AR A quantidade de ar a ser insuflada no ambiente depende apenas dos ganhos de calor dentro do ambiente . Para calcularmos a vazão seguiremos o seguinte roteiro: a) CALCULO DO FATOR DE CALOR SENSÍVEL EFETIVO (FCSE) CSIE CSIE FCSE = = CTIE CSIE + CLIE CSIE = CALOR SENSIVEL INTERNO EFETIVO CLIE = CALOR LATENTE INTERNO EFETIVO CTIE = CALOR TOTAL INTERNO EFETIVO b) CALCULO DO PONTO DE ORVALHO DA SERPENTINA OU DO "APPARATUS DEW POINT" (ADP) Com as condições de temperatura interna e o FCSE determinamos na tabela 65 do CARRIER o Ponto de orvalho da serpentina (POS ou ADP). Para determinarmos este ponto na carta psicrometrica, deveremos seguir os seguintes passos: a partir do ponto chave traçar uma reta até o FCSE calculado anteriormente. a partir do ponto das condições internas traçar uma paralela a reta traçada no item anterior. no ponto onde esta reta interceptar a linha de saturação estará o POS desejado. Ext 0.9 TPT Int o. 1.0 FCS FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 20 TPO ou ADP Ponto chave c) CALCULO DA VAZÃO DE AR INSUFLADA Será determinada pela seguinte equação: CSIE V ar ins = 1,23 x (1-FBP) x (Tint - Tpos) onde: V ar ins = vazão de ar insuflada em lts/s FBP = fator de by-pass da serpentina Tint = temperatura interna do ambiente em oC Tpos = temperatura do POS em oC Para estas condições, veja carta psicrometrica em anexo. DT RISE FBP TPos Tins Tint Tmist Text 10. CALCULO DOS PONTOS DE ENTRADA E SAÍDA DO CONDICIONADOR As temperaturas de entrada e sadia do ar no condicionador nos leva a ter condições de selecionar o condicionador desejado. Depois do calculo através das formulas abaixo, DT RISE = DT Desenhado FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 21 deveremos localizar as demais propriedades na carta psicrometrica, como mostramos na carta acima, depende apenas dos ganhos de calor dentro do ambiente. Serão determinadas pelas seguintes equações: ENTRADA ou de MISTURA T mist = T int + (V ar ext / V ar ins) x (Text - T int) SAÍDA OU INSUFLAMENTO T ins= Tpos + FBP x ( Tint - Tpos ) 11. VAZÃO DE AR DO CONDICIONADOR Quando o condicionador atende uma única carga com as mesmas caracteristicas, a vazão de ar é calculada conforme vimos no item anterior. Se o condicionador atender mais de um ambiente, deveremos determinar as cargas de cada um deles, e determinar a vazão total do condicionador. Esta vazão dependerá do ADP , que é caracteristica do condicionador, bem como a sua vazão de exterior. A vazão de cada ambiente será depois rateada proporcionalmente. 12. CARGA MÁXIMA SIMULTÂNEA Em virtude da variação de diversos fatores de carga térmica durante o dia, deveremosdeterminar qual será o horário de máximo ou de pico de uma carga. Se o ambiente tiver mais de uma carga deveremos determinar qual será a carga máxima simultânea, ou seja a carga que o equipamento devera ser dimensionado para que possa atender todos os ambientes sem estar superdimensionado. E bom lembrar que deveremos efetuar o zoneamento do prédio, ou seja dividi-lo em cargas de atividade, fachadas e condições externas semelhantes. Para determinarmos a hora de pico de maneira aproximada deveremos observar os fatores predominantes de variação da carga térmica, isto e': GANHOS DE CALOR : por insolação nos vidros por transmissão nas paredes e nos tetos externos por variação da temperatura externa nas cargas por transmissão e ar exterior por variação da ocupação por operação da instalação FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 22 PLANILHA DE CARGA TERMICA (VERÃO) HORA DE CALCULO DATA PAG PROJETO AMBIENTE PSICROMETRIA TBS EXT (oC) UAEXT -G/KG TBU EXT (oC) TBS INT (oC) UAINT –G/KG UR INT (%) DT PROJ DUA PROJ VIDROS -INSOLAÇÃO ÁREA (M2) KCAL/WATT I SOLAR FATOR (F) CORREÇAO Q (WATTS) FACHADA 1,163 FACHADA 1,163 FACHADA 1,163 FACHADA 1,163 TETO SOLAR 1,163 FACHADA FACHADA FACHADA FACHADA TETO TRANS-VID/INT AREA (M2) U DT PROJ CORREÇAO Q (WATTS) VIDROS 1 PAREDE INT -3 OU 6 TETO -3 OU 6 PISO -3 OU 6 GANHO INT SENS ÁREA (M2) TAXAS VALOR PESSOAS WATTS Q (WATTS) PESSOAS M2/PESSOA LUZES WATT/M2 EQUIPAMENTOS WATT/M2 GANHOS ADICIONAIS CALOR SENSÍVEL INTERNO (CSI) SEGURANÇA, PERDAS,ETC. (10% CSI) GANHO NO MOTOR DO VENTILADOR (6% CSI) AR EXT BY-PASSADO AR EXT LTS/SEG FCS FBP DT PROJ Q (WATTS) SENSÍVEL 1,23 CALOR SENSÍVEL INTERNO EFETIVO (CSIE) GANHO INT LATENTE ÁREA (M2) TAXAS VALOR PESSOAS WATTS Q (WATTS) PESSOAS M2/PESSOA VAPOR VAZAO ( KG/H) 678 GANHOS ADICIONAIS CALOR LATENTE INTERNO (CLI) SEGURANÇA, PERDAS,ETC. (10% CLI) AR EXT BY-PASSADO AR EXT LTS/SEG FCL FBP DUA PROJ Q (WATTS) LATENTE 3,01 CALOR LATENTE INTERNO EFETIVO (CLIE) CALOR TOTAL INTERNO EFETIVO (CTIE = CSIE + CLIE) AR EXTERIOR AR EXT CFM FC 1 - FBP DUA PROJ DT PROJ Q (WATTS) SENSÍVEL 1,23 LATENTE 3,01 GANHOS DE RETORNO CARGA TÉRMICA TOTAL EM TR = /3517 = TR FTESM SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 PROF. JORGE FERREIRA Pag. 23 CALCULO DA VAZÃO DE AR EXTERIOR POR NUMERO DE PESSOAS PESSOAS M3/H/PESS EM LTS/SEG POR No/RENOVAÇÃO 1,5 VOLUME (M3) M3/H EM LTS/SEG AR EXTERIOR DE PROJETO EM LTS/SEG CHECK-FIGURES M2/TR LTS/SEG/M2 LTS/SEG/TR PLANILHA DE CALCULO DO CONDICIONADOR CONDICIONADOR DATA PAG PROJETO AMBIENTE CARGA CSIE (WATTS) CTIE (WATTS) CARGA TOTAL (TR) ADP OU TPO DT RISE VAZÃO DE AR DO AMBIENTE VAZÃO DE AR EXTERIOR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TOTAL CALCULO DA VAZÃO DE AR INSUFLADO NO CONDICIONADOR FATOR DE CALOR SENSÍVEL EFETIVO (FCSE ou ESHF) = CSIE (TOTAL) / CTIE (TOTAL) = FCSE TEMPERATURA DE POS = DT RISE = [( 1,23 X (1 - _________) X (_______ - _______) ] = _________ FBP T INT T POS VAZÃO DE AR EM LTS/SEG = ( ________________) / ( _________) = ___________ CSIE TOTAL DT RISE LTS/SEG TEMPERATURA DE MISTURA (ENTRADA) TEMPERATURA DE MISTURA EM o C = [(______) x (______/________)] + [(______) x (________/________)] =__________ T EXT V EXT V INS T INT V RET V INS o C TEMPERATURA DE INSUFLAMENTO (SAÍDA) TEMPERATURA DE INSUFLAMENTO EM o C = [(______) + [(______) x (________-________)] = __________ T POS FBP T INT T POS o C
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