Sistemas térmicos

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Luiz Ricardo P. Hercos
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
SISTEMAS TÉRMICOS
1ª aula
8º Semestre – Mecânica Noturno
Sistemas Térmicos
● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
Sistemas Térmicos
Introdução
�Os dados indispensáveis para o projeto de instalação de ar condicionado são:
�Plantas de arquitetura
�Cortes
�Vistas
�Número de ocupantes do recinto
�Posição do Sol em face do prédio
�Objetivo da instalação (Conforto, equipamento, industrial….)
�Local para a casa dos equipamentos do ar condicionado
�Tipo de insuflamento e retorno
�Fontes de calor do local
�Iluminação
�Regime de ocupação
Sistemas Térmicos
● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
�O ábaco de conforto para verão e inverno indica as temperaturas e umidades 
relativas para o projeto.
�O ábaco foi obtido após ensaios feitos com pessoas vestidas com roupa 
comum e submetidas a várias condições de temperatura, umidade relativa e 
movimento do ar, anotando-se as reações em face das diversas condições.
�Com o uso foi fixado a temperatura efetiva – um índice que se aplica ao 
corpo humano e diz respeito ao grau de calor ou de frio experimentados em 
certas combinações das grandezas citadas acima.
�A Temperatura Efetiva é sempre menor do que a lida no termômetro de 
bulbo seco; somente na umidade de 100% (ar saturado) é que são iguais.
�Pelo ábaco do conforto, verifica-se que 98% das pessoas sentiram maior 
conforto no verão com a temperatura efetiva de 71°F (21,7ºC), e que 97% das 
pessoas no inverno sentiram maior conforto com 66°F (18,9ºC), ambas com 
umidade relativa entre 70 e 30% e movimento de ar ou turbulência entre 15 e 
25 pés por minuto (4,5 a 7,5 m/min).
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
�Em sistemas de ar condicionado para o conforto de pessoas, deve-se levar 
em conta o tempo de permanência no recinto. Assim, na tabela abaixo pode-se 
observar as temperaturas e umidades relativas em função da permanência.
�O objetivo desta temperatura é evitar o choque térmico que se verifica à 
entrada ou saída de um recinto com ar condicionado.
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Condições de Conforto
�As temperaturas dos bulbos seco e úmidos das principais cidades brasileiras 
são dada na tabela abaixo. (Condições Externas Recomendadas para o Verão 
°C)
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
�As temperaturas dos bulbos seco e úmidos das principais cidades brasileiras 
são dada na tabela abaixo. (Condições Externas Recomendadas para o Inverno 
°C)
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
�As condições de conforto para verão são dadas pela tabela abaixo, baseada 
na norma ABNT NB-10, para indivíduos em repouso ou em atividades 
moderadas.
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Condições de Conforto
Sistemas Térmicos
Condições de Conforto
�As condições de conforto para inverno são dadas na tabela abaixo, conforme 
NB-10.
Sistemas Térmicos
● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
Sistemas Térmicos
Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
�As diferenças de temperatura de bulbo seco simultâneas entre dois pontos 
quaisquer de um recinto e tomadas à altura de 1,5m do piso (nível de 
respiração) não devem ser superiores a 2°C.
�As velocidades do ar neste mesmo nível (1,5m do piso) devem estar 
compreendidas entre 1,5 e 15 m/s.
�O ar introduzido no recinto deve ser totalmente filtrado e parcialmente 
renovado.
�Os níveis de ruído não devem ser superiores aos dados da próxima tabela, 
baseados na norma NB-10, em função da finalidade da instalação.
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Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
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Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
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Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
�dBa – Nível de ruído lido na escala A de um medidor de nível de som.
�NC – É o valor obtido nas curvas de NC, quando traçamos o gráfico dos níveis 
medidos em bandas de oitava de frequência.
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● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
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Sistemas de Ar Condicionado
�Basicamente existem dois sistemas de ar condicionado.
�De expansão ou evaporação direta, figura abaixo, quando o 
condicionador recebe diretamente do recinto ou através de dutos a carga 
de ar frio ou quente.
�Expansão direta – condensação a ar
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Sistemas de Ar Condicionado
�Expansão direta – condensação a água
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Sistemas de Ar Condicionado
�De expansão indireta, figura abaixo, quando o condicionador utiliza um 
meio intermediário (água ou salmoura) para retirar a carga térmica que é 
transmitida pelo ar frio ou quente.
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Sistemas de Ar Condicionado
�Cada um dos dois sistemas citados anteriormente tem a sua aplicação 
específica:
�Expansão direta -> para instalações de pequeno e médio porte
�Expansão indireta -> para instalações de grande porte
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● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
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Tipos de Condensação
�Nos equipamentos de refrigeração, há dois trocadores de calor:
�Evaporador
�Condensador
�O ciclo de refrigeração, o fluido refrigerante, ao passar, no condensador, 
necessita de um meio ao qual transmita o calor recebido no evaporador. Este 
meio pode ser o ar, a água ou a evaporação da água. 
�Temos três tipos de condensação:
�A ar, em circulação natural ou forçada: neste caso a temperatura 
admitida para fluído deve ser superior à do bulbo seco do ar exterior 
considerado nos cálculos
�A água, que pode ser sem retorno, usando água corrente, ou em 
circuito fechado, utilizando uma torre de arrefecimento. Neste caso, a 
temperatura do bulbo úmido do ar exterior deve ser inferior à 
temperatura da água de circulação, para que haja transferência de 
calor da água para o ar exterior.
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Tipos de Condensação
�Evaporativa, neste caso também a temperatura de bulbo úmido do 
ar exterior deve ser inferior à estabelecida para fluído frigorígeno. 
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● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemas de Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
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Tipos de Instalação
�Conforme as dimensões da carga térmica do recinto a condicionar, pode-se 
ter as seguintes instalações:
�Aparelhos individuais, normalmente com condensação a ar
�Instalações centrais com condensação a ar
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Tipos de Instalação
�Instalações centrais com condensação a água em circuito arberto ou 
fechado
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● Introdução
● Condições de Conforto
● Requisitos Exigidos para o Conforto Ambiental
● Sistemasde Ar Condicionado
● Tipos de Condensação
● Tipos de Instalação
● Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
Sistemas Térmicos
Estimativa do Número de Pessoas por Recinto
�Na falta de um informação, pode-se considerar a seguinte taxa de ocupação 
para os prédios públicos ou comerciais e residenciais.