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CCE1053 – Refrigeração e Climatização
Aula 6 : Carga Térmica
Refrigeração e Climatização
Carga Devida aos Equipamentos - Calor Sensível e Calor Latente
Carga devida aos motores - calor sensível
Os motores elétricos, quer dentro do recinto, em qualquer ponto do fluxo de ar, quer mesmo nos
ventiladores, adicionam carga térmica ao sistema devida às perdas nos enrolamentos, e essa carga
precisa ser retirada pelo equipamento frigorígeno. 
É preciso levar em conta se o motor está sempre em funcionamento ou se a sua utilização é apenas
esporádica.
Para os ventiladores, temos as seguintes fórmulas: 
- ventiladores dentro da corrente de ar:
q = (P / ) x 2,490 q = (P / ) x 733
q = BTU/h q = W
P = HP P = CV
 = rendimento do motor
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- ventiladores fora da corrente de ar:
q = P x 2,490 q = P x 733
q = BTU/h q = W
P = HP P = CV
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Exemplo 3.9:
Um ventilador de insuflamento de ar em recinto a ser condicionado é do tipo centrífugo (dentro da 
corrente de ar) e está acoplado a um motor de 7,5 cv. 
Pelo catálogo do fabricante, está registrado um rendimento de 85%. 
Qual a carga térmica adicionada ao ar circulante?
Solução : q = (7,5 / 0,85) x 733 = 6,47 kW
Para outros motores que porventura permaneçam no recinto condicionado 
(elevadores, bombas, máquinas elétricas, perfuradoras, etc.), 
temos as fórmulas :
q = 
𝐏

− 𝑷 x 2.490 q = 
𝐏

− 𝑷 x 733
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No exemplo anterior, para um motor com as mesmas características , temos :
q = [(7,5/0,85) – 7,5] x 733 x 7,5 = 7,27 kW
Na Tabela 3.9 temos o ganho de calor por HP para os motores elétricos, em função da sua
potência. 
No cálculo da carga térmica, por simplificação, consideramos apenas o seguinte:
- motores até 3 HP: multiplicar os HP por 1.055 W;
- motores maiores que 3 HP: multiplicar os HP por 879 W.
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Carga devida à iluminação - calor sensível
Iluminação incandescente:
q = total de watts. em unidades SI;
q = Watts X 3,4, quando q é dado em BTU/h.
Iluminação fluorescente:
q = total de watts X fator devido ao reator.
Para se ter a carga térmica em kcal/h, usar a relação: 1 kW -h = 860 kcal.
A iluminação fluorescente necessita de um equipamento adicional para prover a tensão necessária
à partida e, após esta, a limitação de corrente. 
Esse equipamento é o reator, que adiciona cerca de 20% de carga; quando
na instalação só se dispõe de reatores duplos e de alto fator de potência, pode-se reduzir essa
carga adicional.
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Deve-se levar em conta, no cálculo da carga térmica, que nem sempre todas as lâmpadas estão
ligadas na hora que se tomou por base para o cálculo; geralmente na hora em que a carga térmica
de insolação é máxima muitas lâmpadas podem estar desligadas.
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Exemplo 3.11
Um equipamento de ar atende ao restaurante, ao salão de estar e à 
portaria de um hotel onde temos a seguinte iluminação:
- restaurante: 50 aparelhos de luz fluorescente de 4 X 40 W;
- salão de estar: 20 lustres, cada qual com 
8 lâmpadas incandescentes de 100 W;
- portaria: 10 spotlights de 150 W, incandescentes.
Desejamos saber a carga térmica devida à iluminação.
Construímos muros demais e pontes de menos.
Isaac Newton
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Solução:
Restaurante - 50 x 4 x 40 = 8.000 Watts:
- carga térmica: 8 x 1,2 x 860 = 8.256 kcal/h 
Salão de estar - 20 x 8 x 100 = 16.000 Watts: 
- carga térmica: 16 x 860 = 13.760 kcal/h 
Portaria – 10 x 150 = 1.500 Watts:
- carga térmica: 1,5 x 860 = 1.290 kcal/h 
Total de ganho de calor: 8.256 + 13.760 + 1.290 = 23.306 kcal/h
Observe-se que, quando não se dispõe de dados reais de carga elétrica devida à iluminação, deve-
se usar os valores em W/m2 dados pela NBR-54l0.
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Carga devida aos equipamentos de gás - calor sensivel e calor latente
Em locais como cozinhas, laboratórios, restaurantes, cafeterias etc., pode haver equipamentos de 
gás , cuja queima pode adicionar à carga térmica do recinto mais duas parcelas: 
- calor devido à queima direta do gás e
- devido ao vapor formado
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A Tabela 3.11 dá os valores aproximados para os diferentes tipos de 
utilização do gás.
Para outros aparelhos não especificados , devem ser consultados os dados 
dos fabricantes e, na ausência desses , os dados a seguir podem dar uma base
para o cálculo :
- gás natural libera na queima aproximadamente 35.000 BTU por m³ 
(8,829 kcal/m³);
- o GLP libera na queima aproximadamente 70.000 BTU por m³ 
(17.641 kcal/m³);
- um queimador de gás de 5 cm consome cerca de 0,30 m³ de gás por hora;
- um queimador de 10 cm consome cerca de 0,45 m de gás pro hora.
Observação : 
É suficiente, para os cálculos, considerar metade da carga como calor sensível e metade como calor 
latente.
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Exemplo 3.12:
Um restaurante possui os seguintes equipamentos instalados sem coifa: 
- três aquecedores de alimentos de 2 m X 1 m;
- uma torradeira com capacidade de 360 fatias por hora;
- uma máquina de café de 12 litros de capacidade.
Calcular a carga térmica de calor sensível e calor latente.
Solução:
Aquecedor de alimentos:
- 3 X 2 X 141 = 846 kcal/h por 0,1 m²; ou 8.460 kcal/h - calor sensível; 
- 3 X 2 X 35 = 210 kcal/h por 0,1 m²; ou 2.100 kcal/h - calor latente.
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Torradeira:
- 907 kcal/h - calor sensível;
- 604 kcal/h - calor latente.
Máquina de café:
- 882 kcal/h - calor sensível;
- 378 kcal/h - calor latente.
Total de calor sensível: 10.249 kcal/h.
Total de calor latente: 3.082 kcal/h.
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Carga devida às tubulações - calor sensível
Em casos raros, provavelmente instalações industriais, um recinto a ser condicionado pode ser
atravessado por tubulações de água quente ou vapor, o que introduz mais uma parcela no cálculo
da carga térmica
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Exemplo 3.13:
Em uma instalação industrial, um recinto com ar condicionado a 26°C é atravessado por uma
tubulação de água quente a 80°C, cujo diâmetro é de 
75 mm (3").
O comprimento total da tubulação é de 45 m.
Calcular a carga térmica introduzida no recinto por hora, se a tubulação não é isolada.
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Solução:
De acordo com a Tabela 3.12, para a tubulação do problema temos:
q = 197,8 X 45 = 8,86 kW 
Se a tubulação fosse isolada com fibra de vidro de 25 mm, teríamos: 
q = 25 X 45 = 1,13 kW
ou seja, uma redução de: (8,86 - 1,13) / 8,86 = 0,87 ou 87%
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Carga Devida à Infiltração - Calor Sensível e Calor Latente
O movimento do ar exterior ao recinto possibilita a sua penetração através das frestas nas portas, 
janelas ou outras aberturas. 
Tal penetração adiciona carga térmica sensível ou latente. 
Embora essa carga não possa ser calculada com precisão, há dois métodos que permitem a sua
estimativa: 
- o método da troca de ar e 
- o método das frestas.
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Método da troca de ar
Nesse método se supõe a troca de ar por hora dos recintos, de acordo com o número de janelas e 
com base Tabela 3.13.
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Trocar o ar significa renovar todo o ar contido no ambiente por hora. 
Com isso teremos o calor do ar exterior aumentando o do ar do recinto. 
Assim, se num quarto temos, por exemplo, três paredes com janelas em
contato com o exterior, o calor devido à infiltração é calculado na base de duas trocas por hora. 
Conhecido o fluxo dear em pés cúbicos por minuto e sabendo-se as temperaturas do ar exterior e 
do recinto, entra-se na fórmula a seguir
para se ter o calor sensível que entra no recinto:
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qs = 1,08 Q (te - ti)
onde:
qs = calor sensível em BTU/h;
Q = fluxo de ar em pés cúbicos por minuto; 
te = temperatura do ar exterior em ºF;
ti = temperatura do ar interior em ºF.
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Esta fórmula é assim obtida: como sabemos, a expressão do calor sensível
para o ar é :
qs = m c (t' - t)
onde:
qs = BTU/h;
m = libras/hora de ar;
c= calor específico do ar em BTU/lbºF
t' e t = ternperaturas, em ºF, do ar nos dois locais considerados.
Para podermos usar a vazão de ar Q em CFM, em vez do peso em libras, 
teremos que considerar :
m = (60 / 13,34 ) x Q = 4,5 Q
onde 13,34 ft³ é o volume ocupado por 1 libra de ar nas condições normais.
Como o calor específico do ar é 0,24 , temos :
qs = 4,5 x 0,24 x Q x (te – ti)
qs = 1,08 x Q x (te – ti)
Refrigeração e Climatização
Em unidades SI, teremos:
qs = m c (t
' - t)
onde:
qs = kcal/h;
m = kg/h de ar;
c = calor específico em kcal / kg ºC;
t´ e t = temperaturas, em°C;
Q = vazão de ar em m3 /h;
m = Q / 0,833 = 1,2 Q
0,833 m³ é o volume ocupado por 1 kg de ar, nas condições normais.
Como o calor específico do ar nas condições normais é 0,24 kcal/kg ºC:
qs = 1,2Q X 0,24(te - ti)
qs = Q x 0,29 (te - ti)
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Exemplo 3.14:
Queremos saber a carga de calor sensível introduzida pelo ar em um recinto
com as seguintes características:
- Q = 169,8 MCM (6.000 CFM);
- te = 35°C (95°F);
- ti = 26,1°C (79°F)
Solução:
Em unidades inglesas:
- qs = 1,08 x 6.000 (95 - 79) = 103.680 BTU/h.
Em unidades SI :
- qs = 169,8 x 0,29 (35 - 26,1) x 60 = 26.295 kcal/h.
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Método das frestas
A penetração do ar exterior no interior do recinto depende da velocidade do vento. 
Estudos de laboratórios consignados na Tabela 3.14, multiplicados pelo comprimento linear da 
fresta, dão a quantidade de calor que penetra no recinto.
Quando no recinto a pressão do ar é superior à do ar exterior, não há penetração do ar de fora e 
essa parcela pode ser desprezada.
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O ar introduzido aumenta a carga térmica em calor sensível e calor latente. 
A carga de calor sensível é dada pela mesma expressão
qs = Q x 0,29 (te – ti), 
e a carga de calor latente é dada pela expressão: qL = 583 X C
onde :
C = (UE2 x UE1) x  x Q
qL = calor latente em kcal/h;
UE2 = umidade específica do ar no interior em kg/kg;
UE1 = umidade específica do ar na entrada em kg/kg;
 = peso específico do ar em kg/m³;
Q = fluxo de ar em m³/h
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Carga Devida à Ventilação
O ar insuflado num recinto condicionado retorna ao equipamento de refrigeração, impulsionado
pelo ventilador que deve ser dimensionado de modo a vencer todas as perdas de cargas estáticas
e dinâmicas que 
são oferecidas em todo o circuito do ar. 
Parte desse ar é perdida pelas frestas, aberturas, exaustores etc., precisando ser recompletada
pelo ar exterior. 
Além desse ar que recompleta as perdas, há o ar necessário às pessoas, em metros cúbicos por
hora, ou pés cúbicos por minuto, dados esses fornecidos pela Tabela 3.15, baseada na NBR-6401.
Este ar exterior introduz calor sensível e latente ao ser misturado com o ar
de retrono antes de passar pelo evaporador.
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Exemplo 3.15
No exemplo da carga térmica de um teatro com 500 lugares. 
Queremos saber qual a quantidade de ar que deve ser fornecida pelo exterior, sabendo-se que é 
proibido o fumo. 
Qual será a carga térmica devida à ventilação, se a temperatura e a 
umidade do ar interior e exterior são:
- interior - 25°C e 0,011 kg/kg de ar seco;
- exterior - 32°C e 0,021 kg/kg de ar seco.
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Solução:
Pela Tabela 3.15, vemos que a quantidade de ar preferível é de 13 m3 /h 
por pessoa.
Ar exterior: 500 X 13 = 6.500 m³ / h.
O calor sensível será:
qs = 0,29 Q (t2 – t1) = 0,29 x 6.500 (32 - 25) = 13.195 kcal/h.
O calor latente será:
qL = 583 x (0,021 - 0,011) x 1,2 x 6.500 = 45.474 kcalh.
A carga devida à ventilação será:
13.195 + 45.474 = 58.669 kcal/h = 58.669 kcal/h
58.669 / 3.024 = 19,4 toneladas de refrigeração. (TR)
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No recinto da Fig. 3.4 temos os seguintes dados: 
- ar de insuflamento: 15.000 CFM (424,5 MCM);
- ar de retorno: 12.000 CFM (339,6 MCM);
- perdas nas frestas: 600 CFM (17 MCM);
- perdas por exaustão: 1.700 CFM (48,1 MCM).
Calcular a quantidade de ar exterior e ar de excesso.
Refrigeração e Climatização
Solução:
Ar exterior = ar de insuflamento - ar de retorno.
AE = 15.000 - 12.000 = 3.000 CFM, ou 424,5 - 339,6 = 84,9 MCM; 
AE = PF + PE + AEx; ( Perdas nas Frestas + Perdas por Exaustão + Ar de Excesso)
AEx = 3.000 - (600 + 1.700) = 700 CFM, ou 84,9 - (17 + 48,1) = 19,8 MCM.
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Carga Térmica Total
Conhecida a carga térmica devida a condução, insolação, dutos, pessoas, equipamentos, 
infiltração e ventilação, e adicionando-os, temos o somatório de calor sensível e calor
latente a retirar (ou introduzir) do recinto para obter as condições de conforto desejadas.
Somando ambos, temos o Calor Total.
Como medida de segurança, para atender às penetrações eventuais de calor no recinto, 
acrescentamos mais 10% aos cálculos.
Normalmente desejamos o resultado em toneladas de refrigeração (TR), por isso dividimos
por 12.000 o total de BTU/h, por 3,52 o total de kW ou por 3.024 kcal/h.
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Carga Térmica
Para facilitar os cálculos de Carga Térmica, os fabricantes de aparelhos de ar
condicionado, costumam publicar tabelas que fornecem o número de quilocalorias por hora
(kcal/h) necessárias a cada tipo de ambiente.
Um pequeno exemplo :
Dimensionar a capacidade de um ar condicionado para refrigerar um escritório com as 
seguintes características:
1 – Área do escritório, 25 m² com pé direito de 3 m.
O escritório não é de cobertura, situa-se entre andares.
2 – Existem 2 (duas) janelas com cortinas recebendo sol da manhã, 
cada janela tem área de 2 m². 
3 – No escritório trabalham 4 pessoas.
4 – Existem 2 (duas) portas. Cada porta tem área de 2 m².
5 – Máquinas e equipamentos de uso contínuo, com suas respectivas
potências.
2 computadores com 60W cada
1 minigeladeira com 70W
6 lâmpadas de 60W cada
1 fax com 20W
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Cálculo da carga térmica:
1) Ambiente (Escritório)
Volume do ar interno
Área x Pé Direito
25 m² X 3 m = 75 m³.
Tabela - Ambiente : Para 75m³ entre andares temos 1.200 Kcal/h.
2) Janelas
Área das janelas
2 Janelas x 2 m² = 4 m².
Tabela – Janelas com cortinas, recebendo sol da manhã, temos:
Janelas = 640 Kcal/h
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3) Nº de Pessoas: 
As pessoas, dissipam energia, seu metabolismo mantém-se
com a temperatura corpórea de 36ºC.
Como temos 4 pessoas, a Tabela indica:
4 pessoas = 500 Kcal/h
4) Nº de Portas
Temos no escritório 2 portas com 2 m² cada uma
Área das portas
2 x 2 m² = 4 m²
Tabela = 500 Kcal/h
Viver é como andar de bicicleta: É preciso estar em constante movimento para manter o equilíbrio.
Albert Einstein
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5) Cálculo da potência dissipada pelos equipamentos elétricos
2 computadores : 2 x 60W = 120W
1 minigeladeira : 1 x 70W = 70W
6 lâmpadas : 6 x 60W = 360W
1 Fax : 1 x 20W = 20W
TOTAL = 570W
Tabela de aparelhos elétricos : (como a tabela não passa de500 W), temos :
500W => 450 Kcal
100W => 90 Kcal
600W => 540 Kcal
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Total da Carga Térmica
Ambiente 1200
Janelas 640
Pessoas 500
Portas 500
Aparelhos 540
TOTAL 3.380 kcal/h
Para facilitar a escolha do ar, transformamos Quilocaloria (kcal) em BTU.
1 kcal/h = 3,92 BTU/h
3.380 x 3,92 = 13.250 BTU/h  14.000
14.000 ÷ 12.000 = 1,167 TR (Tonelada de Refrigeração)
Escolher no mercado um ar condicionado próximo de 14.000 BTU/h
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Exercício com Planilha Excel
Janelas 5 ao sol Leste e Oeste com 8 m2 cada = 40 m2
Parede mais insolada leve (15 cm) = 35 m2
Paredes leves (15 cm) 35 m2
Forro de telhado não arejado sem isolamento = 131 m2
Equipamentos : computadores, fax, copiadora, = 900 W
Número de pessoas – trabalho leve de escritório : 16 
Ventilação – vazão : 864 m3 /h 
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Carga Térmica
Exercício com Planilha Excel
Q sensível - trabalho de escritório : 864 Kcal/h
ventilação : 1.728 Kcal/h
Q latente - trabalho de escritório : 944 Kcal/h
ventilação : 5.356,8 Kcal/h
Iluminação Fluorescente : 3.240 W
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Croqui
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Planilha
1 JANELAS Fator¹ Área¹ Q (²) Fator² Fator³
1.1 Janela ao sol E ou O 520 40 20800 353 109
1.2 Janela ao sol SE/SO 354 245 86
1.3 Janela ao sol NE/NO 415 284 94
1.4 Janelas ao sol N 223 160 67
1.5 Janelas a sombra 42 CROQUI 
2 CONSTRUÇÃO Fator Área Q (²)
2.1 Parede mais insolada pesada (30 cm) 34
2.2 Parede mais insolada leve (15 cm) 43 35 1505
2.3 Paredes pesadas (30 cm) 11
2.4 Paredes leves (15 cm) 18 35 630 
2.5 Terraço s/ isolamento 83
2.6 Terraço c/ isolamento 25
2.7 Forro de telhado não arejado s/ isolamento 49
2.8 Forro de telhado não arejado c/ isolamento 9
2.9 Forro de telhado arejado s/ isolamento 20 131 2620
2.10 Forro de telhado arejado c/ isolamento 5
2.11 Forro entre andares 9
2.12 Piso entre andares 12
2.13 Duto de insuflamento 56
PLANILHA SIMPLIFICADA PARA CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA
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Planilha
3 ILUMINAÇÃO E EQUIPAMENTOS Fator Potencia³ Q (²)
3.1 Iluminação incandescente 0,86
3.2 Iluminação fluorescente 1,032 3240 3343,68
3.3 Equipamentos 0,86 900 774
4 ATIVIDADE Fator Q (²) sensível Fator Q (²) latente
4.1 Trabalho Leve 62 16 992 127 2032
4.2 Sentados 54 46
4.3 Trabalho de escritório 54 864 59 944
5 VENTILAÇÃO Fator Vazão* Q (²) sensível Fator Q (²) latente
5.1 Infiltração 2 6,2
5.2 Ventilação 2 1728 6,2 5357
Fator Área¹ Q (²)
5.4 Condutos de retorno 35
Qsensível Qlatente
CARGA TOTAL 33.256,68 8333
Q (sensível+latente)
CARGA TÉRMICA DE REFRIGERAÇÃO [kcal/h] 41.589,68
CARGA TERMICA DE REFRIGERACÁO [TR] 13,75
Obs.: Fator¹- Janelas s/ proteção Área¹ - [m²] Planilha válida para condições:
Fator²- Janelas c/ cortinas internas Q² - [kcal/h] Interna: TBS = 25°C e UR = 50%
Fator ³ - Janelas c/ prot. externa Potencia³- [W] Externa: TBS = 32°C e UR = 60%
Vazão* - [m³/h]
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1. Copiar a planilha do site da Estácio
com o nome Planilha de Cálculo 
de Carga Térmica
Deus é hábil, mas nunca enganador.
Albert Einstein
Assuntos da próxima aula:
Aula 7. Ciclos de Refrigeração e 
Refrigerantes