Apresentação aula3 (1)

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Luiz Ricardo P. Hercos
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
SISTEMAS TÉRMICOS
3ª Aula
8º Semestre– Mecânica Noturno
Sistemas Térmicos
● Carga devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
● Carga devido aos Equipamentos – Calor Sensível e Latente
Sistemas Térmicos
Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
�Já vimos que a umidade do ar é vapor superaquecido e que aumentar a 
umidade é aumentar a carga de calor latente.
�A mistura de ar e vapor do recinto é conduzida ao equipamento do 
condicionador (evaporador). Local onde ocorre a queda da entalpia e 
consequentemente diminuição do calor sensível e condensação da parte do 
vapor com queda da umidade. O ar volta ao recinto resfriado e desumidificado.
�O ganho de calor latente pode ser expresso em termos do peso da umidade.
�O valor médio do calor latente de vaporização para o vapor superaquecido no 
ar é de 1050 BTU/h por libra, ou 583 kcal/h por kg de vapor condensado. 
Assim, se desejarmos saber qual a quantidade de calor latente que deve ser 
retirado do ar que passa pelo evaporador do condensador, para que haja 
condensação da umidade, basta multiplicar o peso do ar por este fator.
Sistemas Térmicos
Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
�Todo ser humano emite calores sensível e latente, que variam conforme esteja o 
indivíduo em repouso ou em atividade. Se submetido a atividade física violenta, 
pode o corpo humano emitir até cinco vezes mais calor do que em repouso. 
�Considerando-se que a temperatura média normal de uma pessoa é de 37°C 
(98,6°F), verifica-se experimentalmente que quanto maior é a temperatura 
externa, maior é a quantidade de calor latente emitida, e quanto menor esta 
temperatura, maior é o calor sensível. Pode ser explicado do seguinte modo:
�O organismo humano possui um mecanismo termostático que, atuando 
sobre o metabolismo, mantém a temperatura do corpo aproximadamente 
constante, embora variem as condições externas. Se a temperatura 
exterior é superior a 37°C, o calor é transferido do exterior para o corpo, 
e isto provoca a transpiração e consequentemente eliminação de vapor 
d´água pela respiração, adicionando apenas calor latente no ar. Se a 
temperatura exterior é inferior a 15,6°C, a transferência de calor se dá 
do corpo para o ambiente, porém somente na forma de calor sensível. 
Entre 15,6 e 37°C, o corpo humano emite calor sensível e latente, 
mantendo o calor total constante.
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Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
Sistemas Térmicos
Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
Sistemas Térmicos
Carga Devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
Sistemas Térmicos
● Carga devida às Pessoas – Calor Sensível e Latente
● Carga devido aos Equipamentos – Calor Sensível e Latente
Sistemas Térmicos
Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
�Os motores elétricos, quer estejam dentro do recinto, em qualquer ponto do 
fluxo de ar ou mesmo nos ventiladores, adicionam carga térmica ao sistema 
devido às perdas nos rolamentos, e esta 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:
2490*
η
P
q = 733*
η
P
q =
motordorendimento
/
=>
=>
=>
η
HPP
hBTUq
motordorendimento=>
=>
=>
η
cvP
Wq
Motor do ventilador dentro da corrente de ar
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
2490*Pq = 733*Pq =
HPP
hBTUq
=>
=> /
cvP
Wq
=>
=>
Motor do ventilador fora da corrente de ar
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
�Para outros motores que porventura permaneçam no recinto condiconado 
(elevadores, bombas, máquinas elétricas, perfuradoras, etc…), temos as 
seguintes fórmulas:
2490**PP
P
q 





−=
η
733**PP
P
q 





−=
η
motordorendimento
/
=>
=>
=>
η
HPP
hBTUq
motordorendimento=>
=>
=>
η
cvP
Wq
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
�Na tabela abaixo tem-se o ganho de calor por HP para os motores elétricos, 
em função da sua potência.
�No cálculo da carga térmica, por simplificação, consideramos:
�Motores até 3 HP: Multiplicar os HP por 1.055 W
�Motores maior que 3 HP: Multiplicar os HP por 879 W
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
Carga devida à iluminação – Calor sensível
�Iluminação incandescente:
q = total de watts, em unidades SI
q = watts * 3.4 , quando q é dado em BTU/h
�Iluminação fluorescente:
q = total de watts * fator devido ao reator 
�A iluminação fluorescente necessita de um equipamento adicional para prover 
a tensão necessária à partida e , após esta, há 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 
�Para se ter a carga térmica em kcal/h, usar a relação: 1kW-h = 860 kcal.
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
�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. 
�IMPORTANTE: Quando não se dispõe de dados reais da carga 
elétrica devida à iluminação, deve-se usar os valores em W/m2 dados 
na norma NB-10.
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
Carga devida aos equipamentos de gás – Calores sensível e latente
�Em locais como cozinhas, laboratórios, restaurantes, cafeterias etc., podem 
haver equipamentos de gás, cuja queima pode adicionar à carga térmica do 
recinto mais duas parcelas: calor devido a queima direta do gás e devido ao 
vapor formado. 
�A próxima tabela dá os valores aproximados para os diferentes tipos de 
utilização do gás.
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
�Para outros aparelhos não especificados na tabela anterior, devem ser 
consultados os dados dos fabricantes e, na ausência destes, os dados abaixo 
podem dar uma base para o cálculo:
�O gás natural libera na queima aproximadamente 35000 BTU/m3
(8820 kcal/m3);
�O GLP libera na queima aproximadamente 70000 BTU/ m3 (17641 
Kcal/ m3);
�Um queimador de gás de 5 cm consome cerca de 0,30 m3 de gás 
por hora; uma queima de 10 cm consome cerca de 0,45 m3 de gás 
por hora.
Observação: É suficiente, para os cálculos, considerar metade da 
carga como calor sensível e metade como latente
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente
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.
�A próxima tabela mostra a carga térmica devida às tubulações quentes em 
Watts por metro linear para uma temperatura do recinto de 26°C.
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Carga devida aos Equipamentos– Calor Sensível e Latente