APOST MOD 3CARGA TERMICA FTESM 2012

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 SISTEMAS DE AR CONDICIONADO -2012 
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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 
 
 
 
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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) 
 
 
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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 
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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) 
 
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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 
 
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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 
 
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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 
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 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 
 
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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 
 
 
 
 
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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 
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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 
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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 
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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: 
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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 
 
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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 
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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 
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 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: 
 
 
 
 
 
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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%). 
 
 
 
 
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 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 
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 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 
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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 
 
 
 
 
 
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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 
 
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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