sistemas de ar con ftesm2012

Prévia do material em texto

FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 1 
 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO 
 
 
1. GENERALIDADES 
2. ESCOLHA DOS SISTEMAS 
3. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS 
4. SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA 
5. SISTEMAS DE EXPANSÃO INDIRETA 
6. ESPECIFICAÇÕES MECÂNICAS 
7. SISTEMA AR x ÁGUA 
8. SISTEMAS SEGUNDO O TIPO DE CONTROLE AMBIENTAL 
9. SISTEMA HIDRÁULICOS DE VAZÃO DE ÁGUA VARIÁVEL 
10. TERMOACUMULAÇÃO 
 
 
PROF. JORGE FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 2 
 
1. GENERALIDADES 
 
Sistemas de ar condicionado são conjuntos de componentes 
(equipamentos e materiais) mecânicos e eletro -eletrônicos que se 
interagem, com o objetivo de modificar as condições de temperatura, 
umidade relativa e pureza do ar de um ambiente,para adequa -lo as 
condições ideais de conforto humano, viabilizando um processo 
produtivo. 
 
Suas funções básicas são:: 
 
- Resfriar o ar 
- Desumidificar o ar 
- Controlar a pureza do ar 
- Impulsionar e distribuir o ar 
 
2. ESCOLHA DOS SISTEMAS 
 
A escolha do sistema a ser adotado no prédio é definida pelo engenheiro 
projetista do sistema de ar condicionado, baseado em parâmetros que 
descreveremos a seguir: 
Carga Térmica calculada 
 
Embora atualmente existam equipamentos de todos os sistemas a partir de 
uma tonelada de refrigeração, a carga térmica total calculada para o 
prédio ainda é fator determinante para a escolha do sistema a ser 
utilizado. 
 
Atualmente a utilização dos "splits" nos leva a tendência de definirmos 
por este tipo de sistema, quando a carga térmica total está no maximo em 
50 TRs, enquanto cargas maiores que 100 TRs, nos leva a optar por 
sistemas de água gelada. Apesar do exposto acima, somente a carga 
térmica calculada não é fator definitivo para a escolha, devendo ser 
considerado também os outros parâmetros descritos a seguir. 
 
Condições ambientais 
 
As condições ambientais internas, que também são dados 
importantes no calculo da carga térmica , podem influir na escolha do 
sistema, como por exemplo: 
 
- Temperatura (poderá haver ou não aquecimento) 
- Umidade (se controlada ou não) 
- Nível de filtragem no ambiente 
- Nível de ruído permitido 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 3 
 
Tipo de utilização da edificação 
 
O sistema a ser adotado também é influenciado pelo tipo de utilização, ou 
seja, se é um colégio, um prédio comercial, uma indústria, um shopping, 
etc. 
Utilidades disponíveis 
 
É importante no início de um projeto, verificar se todas as utilidades 
necessárias para a implantação dos sist emas estão disponíveis. Se não 
houver carga elétrica suficiente deve-se providenciar o aumento de carga. 
Se não houver água não podemos optar por sistemas com rejeição de calor 
por água de resfriamento. Se não houver gás natural disponível na entrada 
do empreendimento, na maior parte das vezes inviabiliza o uso do sistema 
a gás. 
Arquitetura da edificação 
 
É principalmente em função da arquitetura, que o tipo de sistema é 
definido. 
 
Primeiramente a carga térmica, que depende da orientação, dos tipos de 
fachadas, dos vidros, dos materiais construtivos, das áreas a serem 
condicionadas, etc. 
 
Outro fator importante são os espaços disponibilizados pelo arquiteto 
para a instalação dos equipamentos, tubulações e redes de dutos. 
 
Finalmente a distribuição de ar, que é função da arquitetura de interiores, 
da paginação do teto e de outros detalhes decorativos. 
Analise econômica 
 
O ultimo fator tão importante quanto os outros, é a análise econômica do 
empreendimento, no que se refere a analise do custo inicial, do c usto 
operacional e de manutenção, da vida útil dos equipamentos, da 
disponibilidade financeira do cliente, da qualidade, garantia e prazo de 
entrega dos equipamentos, etc 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 4 
 
3. CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS 
 
3.1 DE ACORDO COM OS SEUS COMPONENTES 
 
 
Para melhor entendermos um sistema de ar condicio nado, vamos 
classifica-lo de acordo com os seus componentes: 
 
 Condicionadores de Ar 
1. Pelo lado do FRIO: 
 Resfriadores de liquido 
 
 
 Ventiladores 
 
 Dutos 
2. Pelo lado do AR: 
 Filtros 
 
 Grelhas, Difusores, etc. 
 
 
 Torres de Resfriamento 
 
3. Pelo lado da ÁGUA: Bombas Hidráulicas 
 
 
 Tubulações Hidráulicas 
O lado do frio 
 
O lado do frio é o lado onde há a produção do frio necessário para a 
retirada de calor do ambiente. Pode ser realizada por equipamentos que 
utilizam os ciclos de refrigeração que serão comentados e indicados mais 
adiante. 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 5 
 
 
 
 
 
 
O lado da água 
 
O lado da água é o lado onde a água é utilizada como agente de rejeição 
de calor do ambiente ou como agente intermediário na produção de frio. 
 
A água utilizada como rejeição de calor do ambiente é chamada de água 
de condensação ou de resfriamento (de 29 ,5
o
C a 35,0
o
C), tendo por 
finalidade retirar o calor do ciclo de refrigeração através da transferência 
de calor da condensação do fluido refrigerante no condensador (ciclo de 
compressão de vapor) ou na absorção e na condensação do refrigerante 
(ciclo de absorção). 
 
A água de condensação retorna ao processo após o seu resfriamento na 
torre de resfriamento, onde finalmente o calor do ambiente é lançado na 
atmosfera. 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TORRE DE RESFRIAMENTO BOMBA 
 
A água também é utilizada como agente de intermediário na produção de 
frio, é denominada de água gelada em virtude da sua temperatura de 
utilização (de 7
o
 C a 12,5
o
 C). 
 
Sua finalidade é resfriar o ar do ambiente para posteriormente ser 
resfriada através da troca de calor da água com o fluido refrigerante 
vaporizado no evaporador das unidades resfriadoras. 
 
 AR Água Gelada 
 7
o
 C 
 
 
 
 
 
 Calor 12,5
o
 C 
 
O lado do AR 
 
O ladodo AR é o lado onde o ar condicionado realmente circula através 
dos ambientes, resfriando, desumidificando e distribuindo o ar. 
 
O lado do ar é composto dos seguintes equipamentos e dispositivos: 
 
No condicionador de ar: 
- Ventiladores 
 
 
CONDENSADOR 
 
ABSORVEDOR 
CONDENSADOR 
Ambiente Condicionador 
de ar 
Evaporador 
da Unidade 
Resfriadora 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 7 
 
- Trocadores de calor que resfriam e desumidificam o ar (serpentina 
evaporada ou de resfriamento). 
- Filtros de entrada de ar 
- Bandejas de água de condensação do ar 
 
Na rede de distribuição de ar: 
- Dutos de insuflamento e retorno de ar 
- Dispositivos de distribuição de ar (grelhas, difusores, etc.). 
 
No ambiente e/ou nas casas de maquinas: 
- O próprio ambiente 
- Grelhas, frestas ou difusores para retorno de ar. 
- Venezianas de tomada de ar exterior 
- Espaços de retorno de ar, como por exemplo, o entreforro. 
- Os espaços de mistura de ar, (exterior e de retorno) que podem ser nas 
próprias casas de máquinas dos condicionadores ou nas chamada s 
caixas de mistura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 8 
 
Caixa de mistura Filtro Trocador de calor Ventilador 
 
 
 
 
 
 
 AR de RETORNO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2 DE ACORDO COM A FORMA DE RESFRIAMENTO 
 
De acordo a forma de resfriamento em relação ao ambiente os sistemas 
são classificados geralmente como: DIRETOS ou INDIRETOS. 
 
Esta classificação acima é derivada da forma que a literatura corrente de 
ar condicionado denominava os sistemas que utilizavam o ciclo de 
refrigeração conhecido como por compressão de vapor. Neste processo 
os sistemas eram classificados como EXPANSÃO DIRETA OU 
INDIRETA. 
Expansão direta 
 
São os sistemas em que a expansão do gás refrige rante acontece na 
serpentina da unidade evaporadora que absorve o calor diretamente do 
ar que passa através da mesma,como por exemplo: 
 
T 
T 
AR EXTERIOR 
AR DE 
RENOVAÇÃO 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 9 
 
 
- Sistemas com utilização das unidades centrais unitárias (self - 
contained") 
- Sistemas com utilização das unidades divididas ("splits -systems”) 
 
Estes sistemas são complementados por r edes de dutos e distribuição de 
ar, sistemas de água de resfriamento ou condensação, compostos de 
torres de arrefecimento, bombas de água e tubulações de água de 
condensação e controles automáticos. 
Expansão indireta 
 
São os sistemas em que a expansão do gás refrigerante se dá na 
serpentina do evaporador através da troca de calor com um agente 
intermediário de refrigeração, enquan to este mesmo agente é o que ao 
passar nas serpentinas nos condicionadores locais absor ve o calor do ar 
do ambiente. 
 
Os agentes intermediários mais utilizados são: a água gelada, a 
salmoura, água + etileno glicol, etc. 
 
Estes sistemas utilizam as unidades resfriadoras de líquidos (“Chillers”) 
e os condicionadores de ar locais ou climatizadores ("fan -coil" ou "air-
handling".) 
 
Estes sistemas são complementados por redes de dutos e distribuição de 
AR, sistemas de água gelada compostos de bombas de água e tubulações 
de água gelada, sistemas de água de resfriamento ou condensação, 
compostos de torres de arrefecimento, bombas de água e tubulações de 
água de condensação e controles automáticos. 
 
 
 
 
 
A maioria dos sistemas de refrigeração empregados nos equipamentos de 
ar condicionado, utilizam o sistema de “Compressão de vapor”, embora 
os sistemas que utilizam os ciclos de absorção estão voltando a ser 
utilizados com mais freqüência. 
Os equipamentos que utilizam ciclos de absorção , são chamados de 
maquinas de absorção ("chillers" de absorção) que podem utilizar como 
fonte de energia o vapor, a água quente ou o gás natural. 
 
As maquinas de absorção não deixam de ser unidades resfriadoras de 
água, com características próprias do seu ciclo e dos seus refrigerantes. 
Estas unidades realizam tambem o resfriamento do ambiente de forma 
INDIRETA, embora não possam ser classificadas como expa nsão indireta. 
Nos processos de ar condicionado normalmente os sistemas de 
resfriamento indireto, utilizando unidades resfriadoras de compressão ou 
absorção, são denominados de "água gelada". 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 10 
 
Sistemas de refrigeração por compressão de vapor 
 
A maioria dos sistemas de refrigeração empregados nos equipamentos de 
ar condicionado, utilizam o sistema denominado de “Compressão de 
vapor” , onde os fluidos utilizados (chamados de refrigerantes) tem a 
propriedade de vaporizar a baixa temperatura, permitindo a absor ção de 
grandes quantidades de calor. 
 
Este sistema é composto de quatro fases básicas, ou sejam: 
 
EVAPORAÇÃO 
 
O liquido refrigerante, cuja a pressão é reduzida na válvula de expansão, 
se evapora retirando o calor do ar ambiente. Nesta fase a pressão e a 
temperatura permanecem constantes. 
 
COMPRESSÃO 
 
O compressor aspira o vapor do refrigerante formado no evaporador, e 
comprime o vapor ate uma condição que possa permitir a condensação, ou 
seja alta pressão e alta temperatura. 
 
CONDENSAÇÃO 
 
O vapor do refrigerante a alta pressão e alta temperatura, pode ser 
facilmente condensado pela rejeição de calor através da ÁGUA ou o AR a 
temperatura ambiente. No condensador o vapor superaquecido é resfriado 
até a temperatura de saturação e depois condensado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 11 
 
EXPANSÃO 
 
Para diminuir a pressão do liquido refrigerante vindo do condensador até 
o evaporador, usa-se um dispositivo de controle (válvula de expansão ou 
um tubo capilar). 
 
Neste processo a pressão é reduzida enquanto a entalpia permanece 
constante. 
 
Para entendermos melhor o ciclo, devemos observar as figuras e o 
diagrama Pressão-Entalpia, representados a seguir: 
 
 
 2 
 3 
 líquido 
 
 
 
 CICLO BASICO DE COMPRESSAO DE VAPOR 
 
 
 
 4 
 1 vapor 
Válvula de expansão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 2 
 
 
 
 
 4 1 
 
 
 
 
PRESSAO X ENTALPIA 
 
 
 
 
CONDENSADOR condensador 
evaporador 
compressor 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012Pag. 12 
 
 
Sistemas de refrigeração por absorção 
O principio dos sistemas de absorção é baseado na afinidade de algumas 
substancias no processo de absorção química. 
As substancias utilizadas possuem pontos de ebulição muito diferentes, 
facilitando a sua separação por aquecimento da mistura entre elas. 
 
Nas unidades resfriadoras de absorção, a água é utilizada como 
refrigerante por ser a substancia mais volátil, e o brometo de lítio é 
utilizado como absorvedor. 
 
No concentrador com a utilização de uma fonte de calor externa as 
substancias são separadas, resultando na liberação de vapor d’água e na 
concentração da solução do brometo de lítio. O vapor d’água liberado vai 
ao condensador no qual se condensa na troca de calor com um sistema de 
água de resfriamento. Repetidamente a água se expande e evapora, 
resfriando a água que vem do sistema de ar condicionado (água gelada). 
Finalmente o vapor d’água vai ao absorvedor onde é absorvido pelo 
brometo de lítio e bombeado até ao concentrador onde o ciclo é 
reiniciado. 
 
O seu esquema básico é apresentado a seguir: 
 
 
 
 
 vapor 
 
 
 vapor d'água 
 
 ou água quente 
 
 
 solução de BrLi e água água 
 
 
 
 
 vapor água 
gelada 
 
 d'água 
 
água de resfriamento 
 
 
 
 
concentrador 
absorvedor evaporador 
condensador 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 13 
 
4. SISTEMAS DE EXPANSÃO DIRETA 
 
São os sistemas em que a expansão do gás refrige rante acontece na 
serpentina da unidade evaporadora que absorve o calor diretamente do ar 
que passa através da mesma. 
 
Estes sistemas são compostos dos seguintes elementos, ou sejam: 
 serpentina de expansão direta 
 compressor 
 condensador 
 ventilador 
 controles e acessórios. 
 
Podemos classificar estes sistemas\unidades da seguinte forma: 
 
- Aparelhos unitários de janela 
 
- Unidades centrais unitárias (self -contained"): 
 * com condensação a ÁGUA 
 * com condensação a AR incorporado 
 * com condensação a AR remota 
 
As unidades acima trazem incorporadas nas mesmas, todos os elementos 
necessários ao seu funcionamento, ou sejam em um único gabinete, com 
exceção das unidades com condensador remoto. 
 
- Sistemas divididos ("splits -systems"): 
* unidades evaporadoras 
* unidades condensadoras 
4.1 APARELHOS UNITÁRIOS DE JANELA
 
São unidades capazes de circular, filtrar, resfriar, desumidificar e aquecer 
o ambiente. 
Normalmente utilizados em residências e salas co merciais, são 
desaconselháveis em áreas indus triais. 
 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
baixo custo inicial não permitem gerenciamento global de 
consumo de energia do prédio 
instalação simples não possui regulagem de vazão 
controle de temperatura individual alto custo operacional (KW/TR) 
 colocado em paredes externas 
 baixa capacidade instalada 
 fatores estéticos 
 alto nível de ruído 
 pequena vida útil 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 14 
 
Normalmente é fabricado nas capacidades de 7000, 9000, 10500, 12000, 
18000, 24000 e 30000 Btu/h. 
 
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS E ECONÔMICAS: 
 
SISTEMA AP. DE JANELA 
Custo inicial aprox. 800 R$/TR 
Potência consumida 1,7 KW/TR 
Vida útil 5 anos 
 
AR CONDICIONADO DE JANELA 
 
 condensador motor ventilador serpentina evaporadora filtros 
 
 
 
 / 
 / 
 / 
 / 
 / 
 / 
 / 
 / 
 
 compressor 
4.2 SISTEMAS DIVIDIDOS - “SPLIT SYSTEMS”
 
Nestes sistemas os componentes do ciclo de refrigeração são compostos 
de uma unidade evaporadora (normalmente ficam localizados próximos ou 
dentro dos ambientes a serem condic ionados) e a unidade condensadora 
(com compressor-condensador , instalado em área externa distante da 
outra unidade), interligados por uma tubulação de refrigerante. 
Normalmente o agente de rejeição de calor no con densador é o AR, 
sendo que são utilizados ventiladores centrífugos ou axiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EVAPORADOR 
 
VENTILADOR 
 
COMPRESSOR 
 
CONDENSADOR 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 15 
 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
Baixo custo inicial em relação a outros 
sistemas (exceção ao de janela) 
Não permitem gerenciamento global de 
consumo de energia do prédio 
Instalação e manutenção simples A união dos componentes por tubulações 
de refrigerante, com as suas limitações 
de distancia e trajeto (vertical e 
horizontal), isolamento, etc. 
Baixo nível de ruído interno Maior custo operacional (KW/TR) em 
relação a sistemas de água gelada 
 
Memores custos de operação e 
manutenção(em relação aos de janela) 
Capacidade de instalação limitada 
 (mini-splits) 
Grande versatilidade pela ampla quantidade 
de modelos e capacidade. 
 
Necessita a realização de procedimentos 
de vácuo nas linhas de refrigerante e 
colocação de carga de refrigerante no 
campo 
Alguns modelos permitem o uso de dutos 
e conseqüentemente uma boa distribuição 
de ar 
 
Dificuldade de instalação dos drenos 
Tamanhos compactos Médio nível de ruído do compressor em 
áreas externas 
Os mini-splits opcionalmente podem ter 
sistema de aquecimento por ciclo reverso de 
calor. 
 
A instalação em casa de máquinas, paredes, 
piso e tetos sem interferir na fachada ou 
áreas externas do prédio. 
(SPLITS CENTRAIS) 
 
 
Controle remoto de liga–desliga, 
temperatura, velocidade do ar, etc. 
 
 
 
COMPONENTES PRINCIPAIS: 
 
Do ciclo de refrigeração: 
 
Unidade condensadora 
 
 Compressores alternativos ou scroll 
 Condensadores do tipo serpentina providos de aletas planas de 
alumínio. 
 Válvulas de expansão termostaticaou capilar. 
 
Unidade evaporadora 
 
-Evaporador do tipo serpentina de expansão direta. 
 
-Tubulações de refrigerante (R22) (Instaladas externamente as unidades) 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 16 
 
 
Do lado do AR: 
 
-Ventilador centrifugo, pás para frente, dupla aspiração, com motor 
elétrico 
 único. 
-Filtros de ar. 
 
Diversos: 
 
- Quadro elétrico e de comando. 
- Gabinete. 
- Bandeja de dreno. 
- Controle remoto 
 
NOTAS IMPORTANTE: 
 
Primeiramente a unidade chamada de “split”’ no Brasil se caracterizava, 
além da sua possibilidade de divisão de seus componentes, d e possuir 
baixas capacidades de refrigeração, tendo como padrão máximo 3,3 TR do 
multisplit da Springer-Carrier. 
 
Atualmente chamamos de “split” todas as unidades condensadoras que 
tenham no mesmo gabinete o compressor e o condensador, diferenciando 
portanto do self com condensador remoto, que teria apenas o condensador 
separado. As unidades de capacidade maior que 3,3 TR , com possui o 
gabinete externo com o compressor e o condensador, estâo sendo 
chamadas de popularmente de “splitão”. 
 
Nos EUA estas unidades são chamadas de: 
 
Unidade compressora-condensadora = “condensing unit” 
Unidade ventiladora - evaporadora = “fan -coil unit” 
 
Vida útil média = 7 anos 
 
Os mini-splits conforme o fabricante podem ser instalados também com a 
combinação de dois, três ou quatro evaporadores com um único 
condensador. Outro sistema que começa a ser instalado no Brasil, é o 
chamado VRV (vazão de refrigerante variável) que utiliza vários 
evaporadores com uma única unidade condensadora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 17 
 
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS E ECONÔMICAS: 
 
SISTEMA CUSTO INICIAL 
aproximadamente 
POTÊNCIA 
CONSUMIDA 
HI-WALL 2500R$/TR 1,1 a 1,7 KW/TR 
CONSOLE 2600R$/TR 
TORRE 2800R$/TR 
CASSETE 3400R$/TR 
BUILT-IN 2800R$/TR 
SPLIT CENTRAL 2650R$/TR 
VRV 6000R$/TR 
 
 
 
SPLITS 
 
 Evaporador 
 
 
 
 
 
 
 Condensador/Compressor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 18 
 
 Evaporador 
 
 
 
 
 
 
 Condensador/Compressor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Condensador/Compressor 
 
 
 Evaporador 
 
 
 
 
Os principais tipos de splits e suas necessidades são as seguintes: 
"HI-WALL OU DE PAREDE"
 
Instalação: 
 
Evaporador - Aparente, suportado na parede. 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma laje 
externa. 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 19 
 
 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo, de forma 
aparente ou embutido. 
 
Capacidades: Diversas de 6000 a 36000 Btu/h 
 
Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) q ue são envolvidas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
Não permite o uso de dutos. 
Permite o ciclo com aquecimento. 
Pode utilizar o controle remoto. 
Distancias de interligação entre 10 a 30 metros. 
“UNDER CEILING” OU CONSOLE - VERTICAL OU HORIZONTAL
 
Instalação: 
 
Evaporador - Aparente, suportado no teto (horizontal) ou instalado na 
parede ou no piso. 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma laje 
externa. 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 20 
 
 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo, de forma 
aparente ou embutido. 
 
Capacidades: Diversas de 12000 a 60000 Btu/h 
 
Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) que são envolvidas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
Não permite o uso de dutos. 
Pode utilizar o controle remoto. 
Distancias de interligação entre 10 a 30 metros. 
TORRE
 
Instalação: 
 
Evaporador - Aparente, instalado no piso. 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma l aje 
externa. 
 
Utilidades: 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo, de forma 
aparente ou embutido. 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 21 
 
 
Capacidades: Diversas de 16000 a 50000 Btu/h 
 
Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) que são envolvidas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
Não permite o uso de dutos. 
Pode utilizar o controle remoto. 
Distancias de interligação entre 10 a 30 metros. 
 
CASSETE
 
Instalação: 
 
Evaporador - Suportado no teto (horizontal) instalado acima do forro. 
 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma laje 
externa. 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 22 
 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo, de forma 
aparente ou embutido. Na maioria das vezes deve-se usar uma mini- 
bomba de dreno. 
 
Capacidades: Diversas de 18000 a 60000 Btu/h 
 
 Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) que são envolv idas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
Não permite o uso de dutos. 
Pode utilizar o controle remoto. 
Distancias de interligação entre 10 a 30 metros. 
 
 
 
EMBUTIDOS- “BUILT-IN”
 
Instalação: 
 
Evaporador - Embutido, instalado no entreforro ou acima de um armário 
ou sanitário, ficando aparente apenas a grelha de insuflamento. 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma laje 
externa. 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 23 
 
 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo, de forma 
aparente ou embutido. 
 
Capacidades: Diversas de 18000 a 60000 Btu/h 
 
 Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) que são envolvidas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
Pode ser conectada a uma rede de dutos, desde que o ventilador tenha 
pressão estática disponível. 
Pode utilizar o controle remoto. 
Distancias de interligação entre 10 a 30 metros. 
 
 OS “SPLITS CENTRAIS - SPLITÕES”
 
Instalação: 
 
Evaporador: Vertical ou horizontal, instalado principalmente em uma 
casa de máquinas. 
Condensador - Localizado em meio externo, com espaços para tomada e 
descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de uma laje 
externa. Descarga horizontal (ventilador axial) e descarga vertical 
(ventilador centrifugo). 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 24 
 
 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao condensador e vai até o evaporador por meio 
de cabos flexíveis.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo.(Ralo 
sifonado na casa de máquinas). 
 
Capacidades: Diversas de 3 a 60 TR 
 
 Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre (sucção e de líquido) que são envolvidas com 
material isolante, juntamente com o cabo elétrico. 
É normalmente conectado a uma rede de dutos, em virtude de que o 
ventilador tem pressão estática disponível. 
As distancias de interligação variam em função da capacidade. 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 25 
 
UNIDADES CONDENSADORAS e UNIDADES MULTIPLAS
 
 
Consultar os fabricantes. 
 
Bi e Tri Split 
 
 
 
Tipo de condensadores de splits 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 26 
 
SELEÇÃO DE “SPLITS”
 
Normalmente a seleção dos condicionadores é definida diretamente pelos 
projetistas baseadas nos catálogos comerciais dos fabricantes. 
Esta utilização deve ser feita apenas como pré -dimensionamento, devendo 
a seleção final ser realizada pelo fabricante. 
 
Deve-se lembrar que de acordo com a ARI (Air conditioning and 
Refrigeration Institute) as capacidades dos catálogos são baseadas nas 
seguintes condições de projeto: 
 
 Temperatura de bulbo seco do retorno = 27
o
 C 
 Temperatura de bulbo úmido do retorno = 19,5
o
 C 
 Temperatura de entrada de ar exterior no condensador = 35
o
 C 
 
Os dados mínimos para seleção dos equipamentos devem ser os seguintes: 
 
 carga térmica total 
 vazão de ar exterior 
 vazão de ar insuflada 
 pressão estática externa (ventilador) 
 comprimento das tubulações de freon 
 
As características a determinar pela seleção são as seguintes: 
 
 modelo 
 consumo elétrico 
 dimensões 
 dimensionamento das tubulações de freon (depende da distancia 
entre as unidades) 
 AS UNIDADES “VRV” 
FLUXO OU VOLUME DE REFRIGERANTE VARIAVEL 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 27 
 
4. 3 UNIDADES CENTRAIS UNITÁRIAS “SELF-CONTAINED”
 
São unidades também chamadas de "autônomas" ou "self -contained", 
porque possuem todos os componentes necessários para o seu 
funcionamento. 
 
São fabricadas para determinadas condições padronizadas, que deverã o 
ser adaptadas para as condições de projeto necessárias as suas 
utilizações. 
 
Estes equipamentos concentram em uma só unidade ou gabinete, o 
equipamento de movimentação de ar (ven tilador), de purificação do ar 
(filtros) e o ciclo de refrigeração por com pressão de vapor. 
 
A seguir apresentamos os principais tipos e as suas principais 
características: 
 
 INCORPORADO 
 
 CONDENSAÇÃO A AR "ROOF-TOP" 
 
SELF-CONTAINED REMOTO 
 
 CONDENSAÇÃO A ÁGUA 
 (Uso de torres , tubulações hidráulicas e bombas) 
 
As unidades são projetadas para fornecer em torno de 510 (300 a 850) 
m3/h por tonelada de refrigeração, fa tor de calor sensível entre 0,7 a 0,9 
e fator de by-pass entre 0,15 a 0,2. Assim as unidades são mais 
economicamente utilizadas quando estes valores são requeridos. 
Os equipamentos a partir de 10 TR normalmente são encontrados com 
dois circuitos de refrigeração. 
 
Vida útil média = 10 a 12 anos 
 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
Baixo custo inicial em relação aos sistemas 
de água gelada 
Não permitem gerenciamento global de 
consumo de energia do prédio 
Instalação e manutenção simples A união dos componentes por tubulações 
de refrigerante, com as suas limitações 
de distancia e trajeto (vertical e 
horizontal), isolamento, etc. 
(Self com condensador incorporado) 
Baixo nível de ruído interno Maior custo operacional (KW/TR) em 
relação a sistemas de água gelada 
Menores custos de operação e 
manutenção(em relação aos de janela) 
Necessita a realização de procedimentos 
de vácuo nas linhas de refrigerante e 
colocação de carga de refrigerante no 
campo 
(Self com condensador incorporado) 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 28 
 
Permitem o uso de dutos e conseqüentemente 
uma boa distribuição de ar 
Os furos para insuflamento e retorno de 
ar devem estar prontos antes da 
impermeabilização da cobertura (“roof-
tops’) 
A manutenção pode ser realizada fora do 
prédio, ou seja acima da cobertura no caso 
dos roof-top. 
 
Médio nível de ruído (compressor na 
unidade dentro do ambiente ou nas 
casas de máquinas) 
 
 
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS E ECONÔMICAS: 
 
SISTEMA CUSTO INICIAL 
aproximadamente 
POTÊNCIA 
CONSUMIDA 
AR INCORPORADO 2750R$/TR 1,7 KW/TR 
CDS REMOTO 2900R$/TR 1,7 KW/TR 
AGUA 3200R$/TR 1,4 KW/TR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012Pag. 29 
 
UNIDADES “SELF-CONTAINED” COM CONDENSADOR 
INCORPORADO
 
Instalação: 
 
Evaporador - Sempre vertical, instalado em casa de máquinas 
Condensador incorporado - Necessita de tomada e descarga de ar na 
fachada. 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao equipamento.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo. (Ralo 
sifonado na casa de máquinas). 
 
Capacidades: 3, 5, 7.5 , 10, 12,5 e 15 TRs. 
 
Observações: 
Pode distribuir o através de redes de dut os ou através de um grelha de 
descarga livre ("plenum"). 
 
COMPONENTES PRINCIPAIS: 
 
Do ciclo de refrigeração: 
 
- Compressores alternativos ou scroll 
- Válvulas de expansão termostatica. 
- Evaporador do tipo serpentina de expansão direta. 
- Tubulações de refrigerante (R22) 
- Acessórios do ciclo como visor de liquido, filtro secador, etc. 
- Condensadores incorporados, tipo serpentina providos de aletas planas 
de alumínio. 
- Ventilador centrifugo, pás para frente, dupla aspiração, com motor 
elétrico. 
- Filtro de ar. 
 
Do lado do AR: 
 
- Ventilador centrifugo, pás para frente, dupla aspiração, com motor 
elétrico 
- Filtros de ar. 
 
Diversos: 
 
- Quadro elétrico e de comando. 
- Gabinete. 
- Bandeja de dreno. 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 30 
 
 
 
SELF A AR INCORPORADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
/\// 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADES “SELF-CONTAINED” COM CONDENSADOR 
REMOTO
 
Instalação: 
 
Evaporador - Sempre vertical, instalado em casa de máquinas 
Condensador incorporado - Localizado em meio externo, com espaços 
para tomada e descarga de ar. Pode ser suportado na fachada ou acima de 
uma laje externa. Pode ser unitário ou duplo. 
 
Utilidades: 
 
Ponto de força: próximo ao equipamento.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo. (Ralo 
sifonado na casa de máquinas). 
//////////////////// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 31 
 
 
Capacidades: 5, 7.5, 10, 12.5, 15 e 20 TRs, com condensadores remotos de 5. 7.5 e 10 
TRs. 
Nas seguintes combinações: 
 
S5 CR5 
 
S7,5 CR7,5 
 
S10 2 x CR5 ou CR10 
 
S12.5 CR5 + CR7.5 
 
S15 2 x CR7.5 
 
S20 2 x CR10 
 
 
Observações: 
 
A interligação entre o evaporador e o condensador é realizada pelas 
tubulações de cobre que vão envolvidas com material isolante. 
 
Pode distribuir o através de redes de dutos ou através de um grelha de 
descarga livre ("plenum"). 
 
COMPONENTES PRINCIPAIS: 
 
Do ciclo de refrigeração: 
 
Os mesmos componentes do "Self a Ar", com os con densadores instalados 
em separado, interligado aos demais componentes do ciclo de refrigeração 
por meio das tubulações de refrigerante, sendo que os ventiladores 
poderão ser do tipo centrifugo, pás para frente, dupla aspiração, ou do 
tipo axial, ambos com descarga horizontal ou vertical. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 32 
 
 
SELF A AR REMOTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EVAPORADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONDENSADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
//////////////////// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 33 
 
UNIDADES “SELF-CONTAINED” COM CONDENSADOR 
RESFRIADO À ÁGUA
 
Instalação: 
 
Evaporador - Vertical ou horizontal , instalado em casa de máquinas ou 
no entreforro (horizontal). 
Condensador à água - dos tipos tubo-tubo ou casco-tubo, incorporado ao 
equipamento. 
 
Utilidades: 
Ponto de força: próximo ao equipamento.(Aprox: 1,3KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo. (Ralo 
sifonado na casa de máquinas). 
 
Capacidades: 5, 7.5, 10, 12.5, 15, 20, 25, 30 e 40 TRs. 
 
Observações: 
 
A rejeição de calor é realizada através da água de resfriamento que entra 
no condensador a 29,5oC e sai a 35
o
C, para ser levada através de 
tubulações e bombas até uma torre de resfriamento, que deverá resfriar 
novamente a água até a temperatura inicial. 
Pode distribuir o através de redes de dutos ou através de um grelha de 
descarga livre ("plenum"). 
 
 
COMPONENTES PRINCIPAIS: 
 
Do ciclo de refrigeração: 
 
- Compressores do tipo alternativo ou scroll. 
- Condensadores tipo casco-tubo ("shell-tube") ou duplo tubo ("coil -
coil"). 
- Válvulas de expansão termostatica. 
- Evaporador do tipo serpentina de expansão direta. 
- Tubulações de refrigerante (R22) 
- Acessórios do ciclo como visor de liquido, filtro secador, etc. 
 
Do lado do AR: 
 
- Ventilador centrifugo, pás para frente, dupla aspiração, com motor 
elétrico unico 
- Filtros de ar. 
 
Diversos: 
 
- Quadro elétrico e de comando. 
- Gabinete. 
- Bandeja de dreno. 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 34 
 
 
 
SELF A AR COM CONDENSAÇÃO A AGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EVAPORADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADES “ROOF-TOP”
 
Instalação: 
 
Na cobertura. 
 
Utilidades: 
Ponto de força: próximo ao equipamento.(Aprox: 1,5KW/TR) 
Dreno: conectar o dreno ao ponto de drenagem mais próximo. (Ralo 
sifonado na casa de máquinas). 
Capacidades: Diversas de 1 a 60 TR 
 
Observações: 
 
Pode distribuir o através de redes de dutos ou através de um grelha de 
descarga livre ("plenum"). 
 
//////////////////// 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 35 
 
SELEÇÃO – SELF-CONTAINED:Normalmente a seleção dos condicionadores é definida diretamente pelos 
projetistas baseadas nos catálogos comerc iais dos fabricantes. 
 
Esta utilização deve ser feita apenas como pré -dimensionamento, devendo 
a seleção final ser realizada pelo fabricante. 
 
Deve-se lembrar que de acordo com a ARI (Air conditioning and 
Refrigeration Institute) as capacidades dos catálogos são baseadas nas 
seguintes condições de projeto: 
 
 Temperatura de bulbo seco do retorno = 27
o
 C 
 Temperatura de bulbo úmido do retorno = 19,5
o
 C 
 Temperatura de entrada de ar exterior no condensador = 35
o
 C 
 
A AR 
 Temperatura de entrada de ar exterior no condensador = 35
o
 C 
 
A AGUA 
 Temperatura de água de resfriamento – entrada = 29,5o C 
 Temperatura de água de resfriamento – saída = 35o C 
 
Os dados mínimos para seleção dos equipamentos devem ser os seguintes: 
 
 carga térmica total 
 vazão de ar exterior 
 vazão de ar insuflada 
 pressão estática externa (ventilador) 
 comprimento das tubulações de freon (self c/ cds remoto) 
 temperatura de água no condensador – entrada (self à agua) 
 vazão de água no condensador (self à água) 
 perda de pressão no condensador – entrada (self à água) 
 
 
AS CARACTERÍSTICAS A DETERMINAR PELA SELEÇÃO 
SÃO AS SEGUINTES: 
 
 modelo 
 consumo elétrico 
 dimensões 
 dimensionamento das tubulações de freon (depende da distancia 
entre as unidades) 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 36 
 
CALCULO DA VAZÃO DE ÁGUA NO CONDENSADOR: 
A vazão da água de condensação será: 
 
 
 
 Q x 1,25 
V = ------------------------ 
 d x Cp x (ts - te) 
 
Onde: 
 
V = vazão de água (litros/hora) ou (m3/hora) 
Q = calor transferido no trocador de calor (Kcal/h) ou TR ( condensador) 
vezes 1,25 ou seja 25% a mais devido ao calor de condensação 
d = densidade da água = 1 Kg/litro 
Cp = calor especifico da água = 1 Kcal/Kg oC 
te = temperatura de entrada da água no trocador 
ts = temperatura de saída da água no trocador 
 
Onde: 
Q = 3024 Kcal/h = 1 TR no evaporador 
 
te = 29,5 oC / ts = 35,0 oC / (ts - te) = 5,5 Oc 
 
 3024 (Kcal/h) x 1,25 
V = ----------------------------------------- 
 1 (Kg/litro) x 1 (Kcal/Kg oC) x 5,5 (oC) 
 
V = 688 (litros/hora)/TR ou 0,69(m3/h)/TR 
EM UNIDADES INGLESAS 
 
 12000 (Btu/h) x 1,25 
V = -------------------------------------------------------- = 3gpm/TR 
 500 (Btu/h)/gpm oF x [(95 -85,5) (oF)] 
 
V = 3 gpm/TR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 37 
 
SELF COM CONDENSAÇÃO A ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 TORRE DE RESFRIAMENTO BOMBA 
 
 
 
 SELF-CONTAINED 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AMBIENTE 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 38 
 
5. SISTEMAS DE EXPANSÃO INDIRETA 
 
São os sistemas que possuem equipamentos frigorigenos, em que a 
evaporação do fluido refrigerante (sistemas de compressão de vapor) ou a 
evaporação da água (sistemas de absorção) acontece na unidade 
evaporadora através da troca de calor com um agente intermediário de 
refrigeração. 
Este agente intermediário, normalmente a água gelada (temperatura entre 
7 a 12,5 oC), ao passar nas serpentinas dos condicionadores locais é que 
vai absorver o calor diretamente do ambiente. 
 
Os agentes intermediários mais utilizados são: a água gelada, a salmoura, água + 
etileno glicol, etc. 
 
Estes sistemas são compostos basicamente de: 
 
 Central Frigorigena ou Central de Água Gelada, onde estão 
instaladas as Unidades Resfriadoras de Liquido (água gela da), 
bombas de liquido (água gelada) e quadro elétrico. 
 Tubulações hidráulicas (água gelada). 
 Condicionadores de ar ou climatizadores ("fan -coil" ou "air-
handling".) 
 Redes de dutos e distribuição de AR. 
 Sistema de água de resfriamento ou condensação, comp osto de 
Torres de Arrefecimento, bombas de água e tubulações de água de 
condensação. 
 Controles automáticos. 
 
Estes sistemas podem ser dispostos com a combinação dos seguintes 
equipamentos: 
 
UNIDADES RESFRIADORAS: 
 
 Compressores ALTERNATIVOS 
 ("Chillers") 
 
Pelo tipo de COMPRESSOR: Compressores PARAFUSO e SCROLL 
 
 
 Compressores CENTRIFUGOS 
 ("Centrifugas"). 
 
 A ÁGUA (Tipo shell-tube) 
 
 Pelo tipo de CONDENSADOR: 
 
 A AR (Tipo radiador) 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 39 
 
CONDICIONADORES DE AR: 
 
 FAN-COILS CENTRAIS com uso de dutos 
 
 
 FAN-COILS BABY horizontais e verticais 
 
 
 FAN-COILS DE ALVENARIA 
 
Estas unidades de modo geral apresentam as seguintes vantagens e 
desvantagens: 
 
VANTAGENS DESVANTAGENS 
maior capacidade instalada maior custo inicial de implantação 
controle mais preciso das condições 
operacionais 
necessita de pessoal mais 
qualificado para operação e 
manutenção 
maior vida útil 
menor custo operacional (KW/TR) e menor 
potência elétrica instalada 
 
trabalha com carga máxima 
simultânea 
 
 permitem gerenciamento global de 
consumo de energia do prédio 
 
permitem o uso da técnica de 
termoacumulação 
 
permitem o uso de compressores de 
maior eficiente 
 
manutenção centralizada 
 
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS E ECONÔMICAS: 
 
SISTEMA CUSTO INICIAL 
aproximadamente 
POTÊNCIA 
CONSUMIDA 
A água 
com fan-coil central 
5000R$/TR 13 KW/TR 
A AR 
com fan-coil central 
4800R$/TR 1,8 KW/TR 
A água 
com fan-coil “baby” 
4500R$/TR 1,25 KW/TR 
A AR 
com fan-coil “baby” 
4300R$/TR 1,7 KW/TR 
Chiller a gás 
com fan-coil “central” 
5500R$/TR 0,25 KW/TR 
Unidade de absorção 
Fogo Direto 
com fan-coil “central” 
5300R$/TR 0,4 KW/TR 
VIDA UTIL 20 ANOS 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 40 
 
 UNIDADE RESFRIADORA (“CHILLER”) 
 
 
 
 
 
 EVAPORADORCONDENSADOR 
 PARA A TORRE DE 
 RESFRIAMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 FAN-COILS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
//////////////////// 
BOMBA DE 
AGUA GELADA 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
/// 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 41 
 
 
 
 
CENTRAL DE ÁGUA GELADA 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 42 
 
5.1 UNIDADES TIPO “FAN-COIL” 
 
Estas unidades conhecidas popularmente como “fan -coils” (sua 
denominação em inglês), são assim denominadas devido aos seus 
componentes principais: FAN = VENTILADOR e COIL = SERPENTINA. 
 
Estas unidades realizam a troca de calor entre a água gelada suprida pelas 
unidades resfriadoras e o ar a ser resfriado e desumidificado do ambiente. 
 
Estes equipamentos tem como componentes nos seus gabinetes, o 
equipamento de movimentação de ar (ven tilador), de purificação do ar 
(filtros) e a serpentinas de água, quadro elétrico e de comando e bandeja 
de dreno. 
 
Os fan-coils podem ser encontrados com gabinetes horizontais ou 
verticais, podendo ser também ligados à rede de dutos (chamados 
condicionadores centrais) ou colocados embutidos ou aparentes no 
ambiente com grelhas de descarga livre (também chamados de 
condicionadores “baby”). 
 
Para capacidades ma iores que 30 TR, são construidos “fan -coils” dentro 
de um “gabinete” de alvenaria, onde são instalados todos os componentes. 
Popularmente são chamados de “fan -coil”de alvenaria. 
 
 
 
 
FAN-COIL “BABY” 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 43 
 
 
 
FAN-COIL CENTRAL 
Os ventiladores são do tipo centrifugo de pás para frente (pressão até 40 
mmca) ou de pás para trás (“limit load” – pressão maior do que 40 
mmca), com dupla aspiração, com os rotores de construção leve, 
econômicos e silenciosos. São selecionados para velocida des entre 8 a 11 
m/s, para operarem de maneira suave e silenciosa. 
 
A temperatura de entrada de água gelada no equipamento, deve estar em 
torno de 7oC e a saída de água em torno de 12.5oC. 
 
As capacidades das unidades podem variar entre 0,75 a 3 TR no caso dos 
chamados “baby”, entre 5 a 40 TR nos centrais e capacidades maiores 
que 30 TR nos de “alvenaria”. 
 
Atualmente os fabricantes utilizam os mesmos gabinetes dos “splits” para 
o uso com água gelada, chamando este sistema de hidronico . 
 
 
SELEÇÃO-FANCOILS: 
 
A seleção destas unidades se faz inicialmente pelo dimensionamento do 
ventilador, para posteriormente selecionarmos a serpentina. 
 
Dados necessários para o pré-selecionamento: 
 vazão de ar insuflada 
 pressão estática requerida pelos dutos 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 44 
 
 velocidade máxima do ar na serpentina 
 
Esta utilização deve ser feita apenas como pré-dimensionamento, devendo 
a seleção final ser realizada pelo fabricante. 
 
Deve-se lembrar que de acordo com a ARI (Air conditioning and 
refrigeration Institute) as capacidades dos catálogos são baseadas nas 
seguintes condições de projeto: 
 Temperatura de bulbo seco do retorno = 26
o
 C 
 Temperatura de bulbo úmido do retorno = 27
o
 C 
 Temperatura de água gelada – entrada = 7,0o C 
 Temperatura de água gelada – saída = 12,5o C 
 
Após o dimensionamento preliminar do ventilado r, procede-se a seleção 
da serpentina de acordo com os métodos do fabricante. 
 
OS DADOS MÍNIMOS PARA SELEÇÃO FINAL DOS EQUIPAMENTOS 
DEVEM SER OS SEGUINTES: 
 
 carga térmica total 
 vazão de ar exterior 
 vazão de ar insuflada 
 pressão estática externa (ventilador) 
 temperaturas de água gelada na serpentina – entrada (bulbo 
seco e bulbo úmido) 
 vazão de água gelada na serpentina 
 tipo de filtragem 
 
AS CARACTERÍSTICAS A DETERMINAR PELA SELEÇÃO SÃO AS 
SEGUINTES: 
 
 modelo 
 consumo elétrico 
 dimensões 
 capacidade térmica disponível 
 número de filas (“rows”) 
 número de circuitos na serpentina 
 velocidade de face na serpentina 
 perda de pressão de água na serpentina 
 perda de pressão de ar na serpentina 
 características do ventilador 
 temperaturas de água gelada na serpentina – saída (bulbo 
seco e bulbo úmido) 
 
 
CALCULO DA VAZÃO DE ÁGUA GELADA NA SERPENTINA: 
 
A vazão de água gelada na serpentina será: 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 45 
 
 Q 
V = ------------------------ 
 d x Cp x (ts - te) 
 
Onde: 
 
V = vazão de água (litros/hora) ou (m3/hora) 
Q = calor transferido no trocador de calor (Kcal/h) ou TR ( evaporador) 
d = densidade da água = 1 Kg/litro 
Cp = calor especifico da água = 1 Kcal/Kg oC 
te = temperatura de entrada da água no trocador 
ts = temperatura de saída da água no trocador 
 
Onde: 
 
Q = 3024 Kcal/h = 1 TR no evaporador 
te = 7,0 oC / ts = 12,5 oC / (ts - te) = 5,5 oC 
 
 3024 (Kcal/h) 
V = ----------------------------------------- 
 1 (Kg/litro) x 1 (Kcal/Kg oC) x 5,5 (oC) 
 
V = 550 (litros/hora)/TR ou 0,55(m3/h)/TR 
 
EM UNIDADES INGLESAS 
 
 12000 (Btu/h) 
V = -------------------------------------------------------- 
 500 (Btu/h)/gpm oF x [(55 - 45) (oF)] 
 
V = 2,4 gpm/TR 
 
 
5.2 UNIDADES RESFRIADORAS DE AGUA (“CHILLERS”) 
 
 
As unidades resfriadoras com ciclo de compressão de vapor, também 
conhecidas como "chillers" no Brasil, podem ser classificadas conforme 
o tipo do seu compressor, tipo de rejeição de calor e forma de energia de 
acionamento. 
 
Estes equipamentos concentram em uma só unidade ou gabinete, o 
equipamento de movimentação de ar (ven tilador), de purificação do ar 
(filtros) e o ciclo de refrigeração por compressão de vapor (serpentinas 
evaporadoras, compressores, condensadores, válvulas de expansão 
termostatica ou capilar, f iltros de ar, quadro elétrico e de comando e 
bandeja de dreno). 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 46 
 
Estes equipamentos são constituídos pelos quatro elemen tos básicos do 
ciclo de refrigeração e seus acessórios, com a finalidade de resfriar o ar 
indiretamente por água gelada. Os seus compon entes são: 
 
 compressor(es) semi-hermetico(s) alternativo(s), scroll, parafuso ou 
centrífugos. 
 condensador(es) a água tipo casco/tubo ou a ar 
 válvula(s) de expansão termostatica 
 evaporador(es) seco tipo casco/tubotubulação de refrigerante 
 quadro elétrico e de comando 
 acessórios 
 
As capacidades das unidades podem variar entre 3 a 280 TR no caso das 
dotadas com compressores alternativos, scroll ou parafuso, e entre 300 a 
2000 TR nas com compressores centrífugos. 
 
A rejeição de calor pode ser com condensação a ÁGUA ou a com 
condensação a AR. 
 
 
 
CHILLER À AGUA 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 47 
 
 
 
As unidades podem ser acionadas eletricamente ou a gás natural. 
 
Para os chillers á gás 
 
 motor de combustão interna alimentado com gás natural em 
substituição do motor elétrico 
 
As capacidades das unidades podem variar entre 30 a 100 TR. 
 
A rejeição de calor é com condensação a AR. 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 48 
 
 
 
SELEÇÃO-UNIDADES RESFRIADORAS: 
 
Normalmente a seleção dos condicionadores é definida diretamente pelos 
projetistas baseadas nos catálogos comerciais dos fabricantes. 
 
Esta utilização deve ser feita apenas como pré -dimensionamento, devendo 
a seleção final ser realizada pelo fabricante. 
 
Deve-se lembrar que de acordo com a ARI (Air Conditioning and 
refrigeration Institute) as capacidades dos catálogos são baseadas nas 
seguintes condições de projeto: 
 
 Temperatura de água gelada – saída = 7,0o C 
 Variação da temperatura de água gelada = 5,5
o
 C 
 Temperatura de água de resfriamento – saída = 35,0o C 
 Variação da temperatura de água de resfriamento = 5,5
o
 C 
 
Os dados mínimos para seleção final dos equipamentos devem ser os 
seguintes: 
 
 carga térmica total 
 temperatura de água gelada no evaporador – entrada 
 temperatura de água gelada no evaporador – saída 
 temperatura de água de resfriamento no condensador – saída 
 tipo de compressor 
 tipo de rejeição de calor 
 
 
 
As características a determinar pela seleção são as seguintes: 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 49 
 
 
 modelo 
 consumo elétrico 
 dimensões 
 vazão de água gelada e de resfriamento 
 coeficiente de performance = KW/TR 
 perda de pressão no evaporador e no condensador 
 
5.3 UNIDADES RESFRIADORAS DE AGUA COM 
COMPRESSORES CENTRÍFUGOS (CENTRIFUGAS) 
 
 
Estes equipamentos também são constituídos pelos quatro elemen tos 
básicos do ciclo de refrigeração e seus acessórios, com a diferença apenas 
do processo de compressão. 
Os compressores alternativos produz compressão por ação do embolo 
apertando um gás no cilindro, enquanto o centrifugo que tem mais de um 
rotor, geram de forma a imprimir uma forca centrifuga ao gás de modo 
que a mesma seja convertida em pressão. 
 
Componentes principais: 
 
 compressor(es) centrífugos . 
 condensador(es) a água tipo casco/tubo ou a ar 
 válvula de bóia 
 evaporador(es) inundado tipo casco/tubo 
 tubulação de refrigerante 
 quadro elétrico e de comando 
 acessórios 
 
Capacidades variáveis entre 300 a 2000 TR. 
 
Dados necessários para selecionamento e características a determinar 
idênticas aos chillers. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 50 
 
5.4 SISTEMAS HIDRONICOS 
 
A unidade resfriadora do sistema hidronico além dos componentes do 
chiller á ar, possui internamente uma ou duas bombas centrifugas 
verticais e tanque de expansão motorizado. 
 
 
 
5.5 UNIDADES DE ABSORÇÃO 
 
Estes equipamentos são constituídos pelos elemen tos básicos do ciclo de 
refrigeração por absorção e seus acessórios, reunidos em um só vaso 
pressurizado. 
 
Podem ser 
 
Componentes principais: 
 
 Gerador ou concentrador . 
 Condensador 
 Absorvedor 
 Evaporador 
 Bombas de solução, de refrigerante e de purga 
 tubulações internas 
 quadro elétrico e de comando 
 acessórios 
 queimador de gás (fogo direto) 
 valvula de controle de vapor (simples e dup lo efeito) 
 
 
Capacidades variáveis entre 40 a 1600 TR. 
 
Dados necessários para selecionamento e características a determinar: 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 51 
 
SELEÇÃO-UNIDADES RESFRIADORAS: 
 
Normalmente a seleção dos condicionadores é definida diretamente pelos 
projetistas baseadas nos catálogos comerciais dos fabricantes. 
 
Esta utilização deve ser feita apenas como pré -dimensionamento, devendo 
a seleção final ser realizada pelo fabricante. 
 
 
Os dados mínimos para seleção final dos equipamentos devem ser os 
seguintes: 
 
 carga térmica total 
 temperatura de água gelada no evaporador – entrada 
 temperatura de água gelada no evaporador – saída 
 temperatura de água de resfriamento no condensador – 
entrada e saída 
 
 vazão de água quente e temperaturas de entrada e saida 
(simples estágio) 
 
 pressão e vazão de vapor (simples e duplo estágio) 
 
 gás natural ou oleo diesel (poder calorifico) 
 
As características a determinar pela seleção são as seguintes: 
 
 modelo 
 consumo elétrico 
 dimensões 
 vazão de água gelada e de resfriamento 
 perda de pressão no evaporador e no condensador 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 52 
 
 
 
DUPLO EFEITO FOGO DIRETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DUPLO EFEITO VAPOR 
 
 
6. ESPECIFICAÇÕES MECÂNICAS 
 
Para as especificações mecânicas mais detalhadas destas unidades, consulte os catálogos 
dos fabricantes. 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 53 
 
7. SISTEMAS AR X AGUA 
 
As características e vantagens e desvantagens destes sistemas são as seguintes: 
 
AR ÁGUA 
maior facilidade de instalação utiliza torres, bombas e tubulação 
hidráulica 
Ocupa a mesma área das torres, liberando 
a área da Central de Água Gelada 
o custo de operação, devido ao custo da 
água, é mais caro 30% do que o sistema a 
ar 
Consome mais 5% do que o sistema a 
água 
o tratamento a água é problemático 
o chiller é 20% mais caro do que o sistema 
a água 
 
o sistema total é um pouco mais barato do 
que o sistema a água ( 2 a 5%) 
 
 
 
 
 
 
 
8. SISTEMAS SEGUNDO O TIPO DE CONTROLE AMBIENTAL 
 
De acordo com o tipo de controle ambiental, pelo lado do AR, dois tipos 
de sistemas são utilizados: 
 
-Sistema de Volume de Ar Constante e Temperatura Variável (sistema 
convencional) 
 
-Sistema de Volume de Ar Variável e Temperatura Cons tante (VAV). 
 
8.1 SISTEMA DE VOLUME DE AR CONSTANTE 
 
Os sistemas tradicionais, utilizados em aproximadamente 90% dos casos, 
são chamados de vazão ou volume de ar constante. 
 
O ar que entra no condicionador é resfriadoe desumidificado em função 
da carga térmica do ambiente calculada, e é lançado através do ventilador 
para a rede de dutos, para finalmente chegar no ambiente pelas grelhas ou 
difusores de ar. Este ar ganha calor e umidade na sala através dos vidros , 
paredes, pessoas, luzes, etc., e retorna para o condicionador na 
temperatura e umidade aproximada do ambiente. 
Na casa de máquinas ou na caixa de mistura, o ar de retorno vai se 
misturar com o ar exterior necessário para a renovação de ar do ambiente, 
e entrar novamente no condicionador para dar continuidade no processo. 
É importante ressaltar que a quantidade de ar externo que entra no 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 54 
 
processo deverá ser retirada no ambiente para que se proceda a renovação 
de ar. 
O controle é realizado por sensores de temperatura localizados no retorno 
ou no próprio ambiente, que se necessário vão atuar na produção de frio 
de forma a diminuir ou aumentar a temperatura de insuflamento no 
ambiente. 
 AR INSUFLADO 
 
 
 
 
 
 AR EXTERIOR 
 
 
 
 AR DE MISTURA AR DE RETORNO 
 
 
 
 
Caixa de mistura Trocador de calor 
 Filtro Ventilador 
 
 Ar Exterior 
 
 
 Bandeja 
 
 
 Ar de retorno Ar insuflado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Sensor de 
Temperatura 
 
 
 
 
Ar de renovação 
Sistemas de ar de vazão constante 
AMBIENTE 
24 oC 
//////////////////// 
 T 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
T 
T 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 55 
 
 
 
8.2 SISTEMA DE VOLUME DE AR VARIAVEL (VAV) 
 
Os sistemas de volume constante apresentam características de alto 
consumo de energia durante os períodos de carga térmica reduzidas. 
 
Em conseqüência, os sistemas com volume de ar variável (VAV) tem sido 
utilizados em projetos onde existe preocupação com a conservação de 
energia. 
 
 
 
 
Neste sistema, a variação das cargas térmicas das áreas condi cionadas é 
neutralizada (para mais ou para menos) pela variação do volume de ar na 
proporção exata para atender a carga térmica solicita da, enquanto se 
mantém constante a temperatura de bulbo seco do ar de insuflamento. 
 
O controle do sistema é feito por diversos sensores localizados nas áreas 
condicionadas, que irão atuar sobre os registros ("dampers") das caixas 
de VAV, que então, irão controlar as vazões de ar a serem insufladas nos 
ambientes. 
 
Como normalmente o motor do ventilador está interligado a um variador 
de frequência, a redução de vazão e conseqüentemente a redução da 
potencia do motor, permite também a redução do consumo de energia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 56 
 
 CAIXAS DE VAV 
AR INSUFLADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 AR DE RETORNO 
 
AR DE MISTURA 
 AMBIENTES 
 
 
 AR EXTERIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
//////////////////// 
 T 
 T 
 T 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 57 
 
 
 Ar Exterior 
 
 
 
 
 
 Ar de retorno Ar insuflado 
 
 
 
 
 Caixas de VAV 
 
 
 Dampers 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistemas de vazão de ar variável 
 
9. SISTEMAS HIDRÁULICOS DE VAZÃO DE ÁGUA VARIÁVEL 
(PRIMARIO-SECUNDARIO) 
 
Os sistemas de água gelada considerados fechados, são compos tos de 
tubulações hidráulicas, bombas centrifugas, evaporadores das unidades 
resfriadoras e serpentinas das unidades condicionadoras do tipo "fan-
coil". 
 
Neste sistema a reposição de água é efetuada pelo tanque de expansão, 
que é o único ponto de contato com o ar atmosférico, que também tem a 
AMBIENTE 1 AMBIENTE 2 AMBIENTE 3 
T T T 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 58 
 
finalidade de compensar as contrações e expansões da água devido a 
variação de temperatura. 
 
O sistema primario-secundario controla a vazão de água de modo a 
consumir somente a vazão necessária, ligando e desligando as unidades 
resfriadoras. 
 
A vazão de água excedente nos sistemas passa através do "by-pass" entre 
os circuitos que chamamos de primário e secundário. Este sistema possui 
dois conjuntos de bombas, um primário e outro secundário. 
 
 
 
 
 TANQUE 
EXPANSÃO 
 
 CIRCUITO PRIMÁRIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 BY-PASS 
 
 
 
 
 
 
 CIRCUITO SECUNDÁRIO 
 
 
 
 
 
 VÁLVULAS DE DUAS VIAS 
 
 
 
 
 
 
 BOMBA 
 BOMBA 
 BOMBA 
CHILLER 
CHILLER 
FAN-COIL 
FAN-COIL 
FTESM 
SISTEMAS DE AR CONDICIONADO - 2012 
 Pag. 59 
 
10. A TERMOACUMULAÇÃO (THERMAL STORAGE) 
 
A termocumulação é bastante utilizada no Brasil desde 1985 com a 
implantação do primeiro sistema no Norteshopping no Rio de Janeiro. 
 
Suas finalidades principais são o deslocamento das cargas elétricas ao 
longo do dia ("LOAD SHIFT") e redução do pico de carga elétrica pelo 
corte das pontas de carga térmica do ar condicionado ("PEAK SHAVE"). 
 
 
 PEAK-SHAVE 
400 
 
 
 300 
 
 
TR LOA D-SHIFT 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 4 8 12 16 17.30 20.30 22 
24 
 
HORA 
 
Gráfico TR x hora (Carga térmica x tempo) 
 
O seu conceito é produzir água gelada ou gelo durante as horas da noite 
onde o sistema está inoperante, para utilizá -lo nas horas onde a energia é 
mais exigida. 
 
O deslocamento das cargas elétricas ao longo do dia é realizado com o