AR CONDICIONADO

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AR CONDICIONADO
By Ofugi
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O que é…
Controle automático de um meio ambiente tanto para conforto humano e de animais como para o desempenho adequado de processos industriais ou laboratório. O adjetivo total mencionado, requer que a pureza, o movimento, temperatura e a umidade relativa do ar a ser controlado fiquem dentro dos limites impostos pela especificação de projeto, devendo para determinadas aplicações também ser controladas a pressão do sistema.
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ASHRAE
Define o “ar condicionado como controle simultâneo da temperatura, umidade, velocidade e pureza do ar.”
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QUANDO ELE É INDISPENSÁVEL
Processo de manufatura que exigem umidade, temperatura e pureza do ar controlados, como fabricação de produtos farmacêuticos e alimentícios, salas de desenho de precisão, impressão em cores, etc.
Ambientes de trabalho, visando aumentar o conforto do operário e consequentemente, sua produtividade;
Ambientes onde se exige segurança, isto é, onde se operam inflamáveis ou produtos tóxicos;
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QUANDO ELE É INDISPENSÁVEL
Ambientes onde se processam materiais higroscópicos;
Etapas de produção que exigem controle das reações químicas (cristalização, corrosão de metais, ação de microorganismos, etc.);
Locais onde é necessário eliminar a eletricidade estática para prevenir incêndios ou explosões;
Operações de usinagem com tolerância mínima;
Locais de habitação.
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CONFORTO TÉRMICO
O Que é ?
O estado mental que expressa a satisfação do homem com o ambiente térmico que o circunda. A não satisfação pode ser causada pela sensação de desconforto pelo calor ou pelo frio, quando o balanço térmico não é estável, ou seja, quando há diferenças entre o calor produzido pelo corpo e o calor perdido para o ambiente (figura 1). A norma internacional para averiguar o conforto témico em ambientes é a ISO 7730 (1994).
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Conforto Térmico - Fanger
Umidade;
Temperatura média radiante do ambiente;
Velocidade do ar;
Tipo de roupa;
Atividade física;
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Combinações “Ideais”
Inverno:
UR: 30 a 35%
TBS: 22 a 240C
Verão
UR: 45 A 50%
TBS: 23 a 260C
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AR CONDICIONADO EM ESCRITÓRIOS
Condições climáticas boas devem permitir que se trabalhe com um máximo de concentração, de potência de trabalho, dando satisfação ao pessoal, ficando intacta a sua saúde e sendo reduzida ao mínimo a sua fadiga.
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ALGUNS DADOS
Se Ts=20/250C, então Vapor de água liberado = 40/60 g/h por pessoa. Ou seja, com o tempo o ar se tornará mais úmido e mais “pesado”, dificultando o trabalho.
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ALGUNS DADOS
Alemanha – aumento em 6 a 10% de produtividade com a implantação do condicionamento de ar
Suiça – diminuição no número de ausências devido a doenças, e maior rendimento durante todo o período de trabalho.
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TRATAMENTO NO INVERNO
Temperatura externa de bulbo seco: -1,10C
Umidade relativa do ar externo: 20%
Temperatura desejada: 22,2oC
UR desejada: 30%
Tratamento para atingir a UR e TBS que estão dentro das condiçoes de conforto interno para o inverno: aquecer + adicionar umidade
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TRATAMENTO NO VERAO
Temperatura externa de bulbo seco = 29,40C
Umidade relativa do ar externo: 70%
Tratamento para atingir a UR e TBS que estão dentro das condiçoes de conforto interno para o verao: resfriar + retirar umidade
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CONDENSAÇÃO
Para o inverno:
Se TBS = -1,1oC, entao ele sera considerado o ponto de orvalho para a temperatura de 22,2oC quando UR = 20%. Portanto, se UR>20% entao havera condensação sobre o vidro.
Solução: Ar quente soprado sobre o vidro ou vidro aquecido(tinta resistiva) ou adiciona-se uma segunda superficie de vidro (vidro duplo)
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CONDENSAÇÃO
Para o Verao:
Atividade para o aluno
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CONDENSAÇÃO EM ESPACOS NAO CONDICIONADOS
Duto de ar frio:
TBS de espaco nao condicionado: 32,20C
TBU de espaco nao condicionado: 23,90C
Temperatura da superficie do duto de ar frio: 15,60C
Havera condensacao?
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PROCESSO PADRAO
Ar retirado do ambiente (Tambiente = 23,9oC) e levado para o aparelho de condicionamento de ar;
Nele e misturado com o ar externo (Texterna = 29,4oC);
A temperatura resultante da mistura e de 26,7oC;
A mistura de ar externo-interno entra ao condicionador de ar e sua temperatura e diminuida ate 12,8oC;
O ar frio e seco e insuflado no ambiente, onde troca calor ate atingir a temperatura de 23,9oC.
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Calor Latente X Calor Sensivel
Quando a troca de calor se da de tal forma que nao haja mudanca na temperatura, entao o calor e dito latente (reta ascendente na carta psicrometrica);
Quando a troca de calor resulta na mudanca de temperatura, mantendo a quantidade de vapor de agua (umidade absoluta), entao o calor e denominado sensivel (curva horizontal na carta psicrometrica).
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CALOR SENSÍVEL
Se a temperatura de bulbo seco aumentar de 100C(UR=80%) para 21,10C (UR=40%), entao a temperatura de bulbo umido passara de 8,30C para 13,30C aproximadamente.
O ponto de orvalho nao se modifica!
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Calor Sensivel
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Calor Sensivel + Latente
Aquecimento e Umidificacao
Ocorre mais frequentemente no inverno (ar frio e seco)
Aumentando a temperatura somente, o ar se tornaria mais seco!
Resfriamento e Desumidicacao
Ocorre mais frequentemente no verao (ar quente e umido)
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Exemplo
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FATOR DE CALOR SENSIVEL
Representa a parcela de calor sensivel trocado em relacao ao total (calor sensivel + latente)
Se f=0,8 de calor sensivel, entao a cada 10 TR, 8 toneladas serao utilizadas na troca de calor sensivel enquanto 2 toneladas serao utilizadas na troca de calor latente
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EXEMPLO
F=0,689
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MISTURA DE AR
Qtde total de ar=3600 m3/h
Qtde de ar de retorno=1800 m3/h
TBS retorno=26,70C
TBU retorno=16,70C
Qtde ar externo=1800 m3/h
TBS externo=32,20C
TBU externo=23,90C
Temperatura da Mistura?
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MISTURA DE AR
Qtde total de ar=18000 m3/h
Qtde de ar de retorno=16200 m3/h
TBS retorno=26,70C
TBU retorno=16,70C
Qtde ar externo=1800 m3/h
TBS externo=32,20C
TBU externo=23,90C
Temperatura da Mistura?
Ponto de Orvalho? UR?
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REPRESENTACAO NA CARTA
Como voce representaria o processo de condicionamento de ar descrito no slide acima, numa carta psicrometrica?