CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA SALA DE AULA CTA 107 - UFPB
15 pág.

CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA SALA DE AULA CTA 107 - UFPB


DisciplinaRefrigeração, Ar Condicionado e Ventilação93 materiais1.259 seguidores
Pré-visualização2 páginas
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
CONDICIONAMENTO DE AR, VENTILAÇÃO E REFRIGERAÇÃO
CARGA TÉRMICA SALA DE AULA CTA 107 - UFPB
PAULO ROBERTO OLIVEIRA DE CARVALHO JUNIOR - 11011241
João Pessoa, 27 de fevereiro de 2015
PAULO ROBERTO OLIVEIRA DE CARVALHO JUNIOR
CARGA TÉRMICA SALA DE AULA CTA 107 - UFPB
	
Trabalho referente a disciplina de Condicionamento de Ar, Ventilação e Refrigeração, da Universidade federal da Paraíba.
Professor Orientador: Carlos Antônio Cabral dos Santos
João Pessoa
2015
Resumo
	Para realizarmos um projeto de um sistema de refrigeração, temos como pré-requisito o cálculo da carga térmica do espaço que irá ser estudado e posteriormente implementado este sistema. Para obtermos o valor da carga térmica utilizamos a norma NBR 6401 a qual leva em conta todos os princípios da transferência de calor, avaliando portanto todos os processos de transferência de calor existentes no ambiente estudado. Esta avaliação se torna necessária visto que todos os sistemas de refrigeração buscam as condições de conforto térmico humano e salubridade das pessoas que utilizarão o espaço, e também garantir a conservação de alguns objetos físicos, como por exemplo, manter livros em boas condições, em casos de biblioteca e salas de aula. 
Palavras-chave: refrigeração; NBR 6401; cálculo da carga térmica;
Introdução
O projeto de condicionamento de ar é aceito como a melhor opção na solução dos problemas de qualidade de ar e conforto térmico. Seja em ambientes fechados em que a ventilação por aberturas parciais não é eficiente, seja em ambientes em que é compulsório o controle do nível de qualidade do ar ou em ambientes em que não existe nenhuma saída para recirculação de ar. O principal foco do projeto é manter a qualidade do ar e o conforto térmico. Como podemos observar na figura 1.
Figura 1. Conforto Térmico
Como neste caso, estamos fazendo um projeto voltado para áreas de intensa movimentação, grande fluxo de pessoas, e aulas em todos os turnos (matutino, vespertino e noturno), devemos prezar pelo conforto de todos os estudantes para maximizar seu rendimento e melhorar suas condições de permanência na sala de aula.
. 	Para realizarmos este projeto devemos calcular a carga térmica do local em que irá ser implementado, neste caso a sala de aula do CTA 107 - UFPB. A carga térmica é a quantidade de calor sensível e latente, que deve ser retirada (resfriamento) ou colocada (aquecimento) no recinto a fim de proporcionar as condições de conforto desejada ou manter as condições ambientes adequadas para a conservação de um produto ou para realização de um processo de fabricação. O conhecimento da carga térmica é básico para:
Dimensionar a instalação; 
Selecionar equipamentos; 
Avaliar o funcionamento de equipamentos existentes ou a serem adquiridos;
Avaliar as alterações necessárias ao sistema que beneficia ambientes, cuja finalidade venha ser alterada.
Objetivos
	A finalidade deste projeto é calcular a carga térmica aproximada, através da NBR 6401, e selecionar equipamentos compatíveis para o conforto térmico na sala CTA 107 \u2013 UFPB. Suas dimensões têm como base a medição feita pelo aluno elaborador deste projeto.
	As salas do bloco CTA \u2013 UFPB, não possuem sistema de refrigeração, o que torna menor o conforto térmico dos estudantes os quais assistem aula e estudam no local diariamente.
Roteiro do Projeto
	De acordo com a norma NBR 6401 \u2013 Instalações Centrais de Ar condicionado para conforto \u2013 Parâmetros básicos de projeto, temos que o dimensionamento de uma instalação de ar-condicionado é dividido nas seguintes etapas:
Concepção inicial da instalação;
Definição das instalações;
Identificação e solução de interface;
Projeto de detalhamento;
Projeto legal;
Detalhamento de obra e desenhos "conforme constituído".
Neste projeto iremos nos ater somente aos dois primeiros tópicos, a concepção inicial da instalação e a definição da instalação, visto que, ambos combinados englobam todos os cálculos necessários para descobrirmos a carga térmica.
De posse de todos os dados, é possível calcular a carga térmica do ambiente, a qual nos diz a quantidade de calor que deve ser retirada do mesmo. A partir da carga térmica calculada, temos a potência necessária a ser instalada. Cruzando esses dados com as condições financeiras existentes, se torna possível a escolha dos equipamentos de ar-condicionado necessários para se obter o conforto térmico. Com o devido dimensionamento do ar-condicionado, é determinado o tipo de filtro a ser utilizado, assim como possíveis dutos. Com a escolha do ar condicionado cumprida, é necessário definir o local de instalação do equipamento, o que influenciará no seu bom funcionamento, além de ser importante estaticamente para o ambiente.					
Concepção Inicial do Projeto
	De acordo com o levantamento de dados do local, programa de necessidades, estudo de viabilidades, e estudo preliminar (via NBR 13531). Foram coletados os dados e parâmetros que são utilizados para o cálculo da Carga Térmica. Os dados estão abaixo:
Localização: João Pessoa (latitude de 7°9'28" sul e longitude: 34°47'30" oeste) e altitude média de 37 metros em relação ao nível do mar;
Pressão atmosférica: 1 atm;
Características do ambiente: TBS: 32°C (No verão, segundo a NBR 6401); umidade relativa de 77% (No inverno, segundo a NBR 6401);
Características de recintos adjacentes: consideraremos como sendo troca de calor com o ambiente externo, quando as paredes forem opostas;
Composição e espessura de paredes internas e externas: compostos por uma série de tinta, argamassa, mistura de concreto e tijolo, argamassa e tinta;
Iluminação: do tipo fluorescente. 18 lâmpadas de 40w;
Dimensões do recinto: a sala possui 8,7m x 7,8m e 3,5 de altura (maior altura medida na sala, visto que a sala não é nivelada);
Portas e janelas: 02 portas por sala e 03 janelas, com dimensões de 1,75 x 3m;
Equipamentos e suas potências: não foi verificado nenhum equipamento de geração de calor no espaço em estudo;
Pessoas e permanência: cálculo aproximado de 25 pessoas que passam em média 2 horas no local;
Dimensionamento: será feito para a área da sala (função da área x altura);
Tipo de atividade: aulas e desenvolvimentos de atividades acadêmicas nas carteiras dispostas no local;
Temperatura indicada para sala de aula: 23 a 25ºC. (NBR 6401);
Umidade indicada para sala de aula: 40 a 60ºC.
Definição das instalações e cálculo da carga térmica
A partir da concepção inicial do projeto, podemos começar a mensurar as participações que cada fonte geradora de calor possui em relação a carga térmica total do sistema. 
O cálculo da carga térmica, expressa em Watts, deve incluir:
Insolação através de vidros;
Transmissão de calor Através de vidros externos;
Insolação e transmissão de calor através de paredes externas;
Insolação e transmissão através do telhado;
Transmissão de calor através de paredes internas, vidros internos e assoalhos;
Carga interna de iluminação;
Calor sensível liberado pelos ocupantes;
Calor sensível de equipamentos;
Calor latente interno gerado por ocupantes e outras fontes latentes (pratos de comida, cafeteiras);
Carga sensível do ar exterior suposta no recinto(infiltrações);
Carga térmica latente do ar exterior incidente suposta no recinto(infiltrações);
Carga térmica devida a renovação de ar;
Outros ganhos de calor sensível, por ganhos de calor nos dutos, vazamento de ar nos dutos, calor do ventilador, etc.
Insolação através de vidros
As únicas referências de vidros que existem são as janelas situadas nas paredes norte. As janelas têm uma área de 5,25 m² e com o auxílio de uma tabela, tem-se que o coeficiente para as janelas, respectivamente é: 229 (valores máximos em suas respectivas datas no ano).