apres WILSON TEIXEIRA

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AvanAvanççadoado
F u n d a d o e m 1 9 7 8
Engenharia do Ar condicionado
Instrutor: Wilson Teixeira
2
Um novo conceito de avaliação
• APO (Avaliação Pós Ocupacional) de Edifícios de Alto 
Desempenho.
3
Fato relevante
Revisão da NBR 6401/1980
• O Projeto de Norma, em 3 partes, foi colocado em consulta 
Nacional em fevereiro de 2008, pelo prazo de 60 dias
• O referido Projeto de Norma está fundamentado e se 
referencia às mais recentes publicações ASHRAE e 
SMACNA.
4
SUMÁRIO
1. Conforto Térmico e Psicrometria
2. Cálculo da Carga Térmica
3. Sistemas de Ar Condicionado e Seleção de Equipamentos
4. Distribuição de Ar e Redes de Dutos
5. Fundamentos de Instrumentação e Controle
6. Equipamentos de Gás Natural
7. Termo-acumulação
8. Novas tecnologias e Tendências em Sistemas de Climatização
9. Analise Técnica e Econômica de Sistemas de Ar Condicionado 
10. Manutenção
11. Considerações Especiais Sobre Condicionamento de Ar 
em Plataformas Offshore
12. Miniconsultoria
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1. Conforto Térmico e Psicrometria
6
Rápida revisão de TRANSCAL
• Modalidades de transmissão de calor
– Condução
– Convecção
– Radiação
• Calor
– Sensível
– Latente
• Entalpia.
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Conceitos fundamentais
sobre o ar atmosférico
8
O ar atmosférico
• O ar atmosférico é a matéria gasosa que circunda a 
Terra
• É formado por uma mistura de gases que contém 
matérias sólidas e matérias líquidas na forma de 
partículas e aerossóis em suspensão
• Pode-se considerar que a composição química básica do 
ar atmosférico é invariável, com exceção do dióxido de 
carbono e vapor d’água, cujas concentrações podem 
sofrer grandes variações de uma região para outra
• As concentrações de ozônio, dióxido de enxofre, óxidos 
de nitrogênio, monóxido de carbono, que estão 
relacionadas com as atividades humanas, também 
podem variar.
9
Composição típica e características
• Ar atmosférico = ar seco + umidade + impurezas
Traços leves de: neônio, hidrogênio, hélio e criptônio
• Ar padrão
– Peso específico de 1,2 kg / m3
– Viscosidade absoluta ou dinâmica de 
µ = 0,229 x 10 -8 kg/m.min, para temperatura de 21,10 C
– Pressão barométrica de 101.325 kPa
(29,92 in Hg = 1 atm).
CONCENTRAÇÃO 
COMPONENTE FÓRMULA QUÍMICA POR VOLUME POR PESO 
Nitrogênio N2 0,7809 0,7552 
Oxigênio O2 0,2095 0,2315 
Argônio e outros gases nobres Ar, He, Ne 0,0093 0,0128 
Dióxido de carbono CO2 0,0003 0,0004 
Vapor d’água H2O variável variável 
10
Psicrometria
• O ar atmosférico contém sempre uma certa quantidade 
de vapor d'água, o qual, quando a atmosfera está limpa, 
se encontra no estado de superaquecimento
• Enquanto a mistura vapor-ar não se torna saturada, com 
a formação de neblina, nuvens, etc., podemos considerá-
la uma mistura gasosa, obedecendo às leis estabelecidas 
para esse tipo de mistura
• A esta composição, chamamos de ar úmido, tendo o 
vapor d'água participação de destaque na avaliação das 
suas condições
• A psicrometria é o estudo do ar úmido e das mudanças 
em suas condições.
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A carta psicrométrica
Uma ferramenta gráfica para simplificar os cálculos
12
A carta psicrométrica
13
Principais dados da carta psicrométrica
Temperatura de bulbo secoTemperatura de bulbo seco
Temperaturas de bulbo 
úmido e de saturação
Temperaturas de bulbo 
úmido e de saturação
14
Temperaturas
• Temperatura de bulbo seco
• Temperatura de bulbo úmido
• Temperatura de globo
• Temperatura de saturação ou de orvalho
TBS TBU TG
15
Termômetro digital de globo
TB
S
TG
16
Principais dados da carta psicrométrica
Temperatura de bulbo secoTemperatura de bulbo seco
Temperaturas de bulbo 
úmido e de saturação
Temperaturas de bulbo 
úmido e de saturação
Umidade relativaUmidade relativa
Conteúdo ou razão de umidadeConteúdo ou razão de umidade
EntalpiaEntalpia
17
Outras cartas psicrométricas
18
No CD...
• Há duas pastas: 
– Cartas Psicrométricas A3
– Cartas Psicrométricas A4
Cada uma delas contendo as cartas no sistema SI 
(arquivos PDF) para as seguintes altitudes:
– Nível do mar
– 750 m
– 1500 m
– 2250 m
– 3000 m
19
Processos psicrométricos
Processos 
psicrométricos
Umidificação
Desumidificação
Refriamento
sensível
Aquecimento 
sensível
Refriamento
evaporativo
Desumidificação
química
20
Exercício de leitura da carta psicrométrica
• Complete os campos do quadro abaixo, para a pressão 
barométrica de 101.325 kPa (nível do mar)
TBS TBU Torv v h w UR
(ºC) (ºC) (ºC) (m3/kg as) (kJ/kg as) (g v/kg as) (%)
1 25 20
2 20 60
3 30 22
4 10,00 20
5 30 28
6 15,2 30
7 30 0,866
8 20 0
Ponto
21
Exercício de leitura da carta psicrométrica
• Complete os campos do quadro abaixo, para a pressão 
barométrica de 101.325 kPa (nível do mar)
TBS TBU Torv v h w UR
(ºC) (ºC) (ºC) (m3/kg as) (kJ/kg as) (g v/kg as) (%)
1 25 20 17,7 0,862 57,6 12,70 64
2 20 15,1 12 0,839 42,3 8,80 60
3 30 24,1 22 0,882 72,9 16,65 62,7
4 41,8 23 14 0,906 68,5 10,00 20
5 38,2 30 28 0,913 99,9 24,12 60
6 15,2 10,3 6,1 0,824 30 5,90 55
7 30 16,5 7 0,866 46,5 6,25 24
8 20 5,8 n/d 0,834 20,3 0 0
Ponto
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Principais processos de 
condicionamento de ar
Análise de suas evoluções na carta psicrométrica
23
Processo de aquecimento a umidade 
constante
24
Processo de aquecimento a umidade relativa 
constante
CA
LO
R 
TO
TA
L
CALOR SENSÍVEL
CALOR LATENTE
25
Refrigeração com desumidificação
CALOR SENSÍVEL
CALOR LATENTE
26
Cartas psicrométricas digitais
• Freeware PSICROM desenvolvido pelo Prof. Maurício 
Roriz, da UFSCar – Programa de Pós-Graduação em 
Eng. Civil
• Disponível para download gratuito na Internet:
http://www.ecivilnet.com/softwares/index.htm
27
Programas comerciais
• ASHRAE
• TRANE
• Elite Software
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Conforto térmico
Avaliação segundo o Método de Fanger, a ISO 7730, a 
ASHRAE 55 e o Projeto de Norma ABNT
29
O que é conforto térmico ?
• Segundo a ISO 7730
– É aquela condição mental que expressa satisfação 
com o ambiente térmico
• Segundo a ASHRAE
– É um estado de espírito que expressa satisfação com 
o ambiente térmico.
30
A ASHRAE adota Fanger e a ISO 7730
• Agora, a ABNT também 
vai adotar
• O NTT já apresenta este 
critério de avaliação, nos 
seus cursos, há cerca de 
uma década.
31
Conforto térmico segundo Fanger
• Temperatura do ar
• Umidade relativa
• Temperatura radiante média
• Velocidade do ar
• Atividade metabólica
• Vestimenta
• Temperatura do ar
• Umidade relativa
• Temperatura radiante média
• Velocidade do ar
• Atividade metabólica
• Vestimenta
PMV
Voto Médio Predito
PMV
Voto Médio Predito
PPD
% de pessoas
insatisfeitas
PPD
% de pessoas
insatisfeitas
32
Temperatura radiante média
• Existe a possibilidade de medição direta da temperatura 
radiante média, com o emprego de instrumentos adequados
( )4 0,6Va)aTG(T82,5.104273GTrT −++=
33
Atividade metabólica
1 met = 58,2 W/m²1 met = 58,2 W/m²
TAXA METABÓLICA 
ATIVIDADE 
W/m2 met 
Deitado 46 0,8 
Sentado, relaxado 58 1,0 
Atividade sedentária (escritório, desenho, escola, laboratório) 70 1,2 
De pé, atividade leve (fazendo compras, laboratório, indústria leve) 93 1,6 
De pé, atividade média (trabalho em loja, trabalho Doméstico) 116 2,0 
Andando a 2 km/h 110 1,9 
Andando a 3 km/h 140 2,4 
Andando a 4 km/h 165 2,8 
Andando a 5 km/h 200 3,4 
Tabela da ISO 7730Tabela da ISO 7730
0.8 Met
1 Met
8 Met
4 Met
34
Vestimentas
• Graus de proteção para diversas vestimentas
0,15Clo0.5 Clo
1.0 Clo
1.2 Clo
1 clo = 0,155m² K/W1 clo = 0,155m² K/W
35
Composição do isolamento para a 
vestimenta
• A norma 
ISO 7730 
apresenta 
valores de clo
para diversas 
vestimentas
1 clo = 0,155m² K/W1 clo = 0,155m² K/W
36
Relação PMV x PPD
Nos dois extremos há
aqueles que sempre 
discordam de tudo
Nos dois extremos há
aqueles que sempre 
discordam de tudo
Nos dois extremos há
aqueles que sempre 
discordam de tudo
Nos dois extremos há
aqueles que sempre 
discordam de tudo
37
PMV Tool
Freeware disponível para download em: 
http://www.squ1.com
38
Psycho Tool
Freeware disponível para download em: 
http://www.squ1.com 
39
Complementação da ASHRAE 55
40
Algumas causas de desconforto térmico 
interno (a evitar)
Assimetria de 
temperatura 
radiante (vidros)
Assimetria de 
temperatura 
radiante (vidros)
Corrente de arCorrente de ar
Temperatura 
do piso
Temperatura 
do piso
Diferença na 
temperatura 
vertical do ar
Diferença na 
temperatura 
vertical do ar
41
Confortímetros
http://www.innova.dk/
42
Aplicações do confortímetro
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2. Cálculo da Carga Térmica
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Objetivos do cálculo
da carga térmica
45
Objetivos da estimativa da carga térmica
• A estimativa da carga térmica pode ter, dentre outros, 
um ou mais dos seguintes objetivos:
– Seleção de equipamentos
– Dimensionamento de rede de dutos
– Dimensionamento de termo-acumulação
– Avaliação do consumo anual de energia
– Avaliação do funcionamento de equipamentos 
existentes ou a serem adquiridos
– Avaliação das alterações necessárias nos sistemas que 
beneficiam ambientes, cujas finalidades de uso 
venham a ser modificadas.
46
Aplicações versus tipo de cálculo
Tipo de Cálculo
Aplicação Carga
Máxima
Horário
24 horas
Horário
8760 horas
Seleção de equipamentos
X X X
Dimensionamento de rede de dutos
X X X
Dimensionamento de termo-acumulação
X X
Avaliação do consumo anual de energia
X
Avaliação da capacidade de equipamentos existentes 
ou a serem adquiridos X X X
Avaliação das alterações necessárias nos sistemas 
que beneficiam ambientes, cujas finalidades de uso 
venham a ser modificadas
X X X
47
Os processos térmicos de transmissão que 
aparecem em um edifício
• Combinam-se os três mecanismos de transmissão de 
calor (condução, convecção e radiação)
• A grande variedade de materiais envolvidos nos 
fenômenos térmicos, cada um deles com suas 
propriedades termofísicas
• As relações geométricas, em geral complexas, entre os 
espaços dos edifícios
• Os elementos que geram calor em um edifício são 
variáveis no tempo e, além do mais, não variam 
simultaneamente
• O armazenamento de calor nos componentes da 
edificação faz com que a transmissão de calor seja, 
muitas vezes, mais transitória, que estacionária.
• A relação entre os fenômenos térmicos.
48
A metodologia evolui, se adequa e incorpora 
novos conceitos
• Ao longo do tempo, foram desenvolvidos diversos 
métodos de cálculo da carga térmica, como 
conseqüência, tanto do avanço do conhecimento, quanto 
do surgimento de novas necessidades, bem como em 
função do desenvolvimento tecnológico na realização dos 
cálculos
– Réguas de cálculo
– Calculadoras pessoais (inclusive as programáveis) 
– Computador pessoal.
49
Um pouco de história
• Anos 30 – Houghton e outros, introduziram a análise da 
transmissão do calor através do envelope do edifício e 
discutiram as características periódicas do fluxo de calor 
através desse envelope
• 1937 – O ASHVE Guide introduziu um método 
sistemático de cálculo com fatores solares da radiação e 
a sua influência em paredes externas e telhados
• 1944 – Mackey e Wright introduziram pioneiramente o 
conceito da temperatura sol-ar
• 1952 – Mackey e Gay analisaram a diferença entre carga 
de refrigeração instantânea e o ganho de calor devido ao 
calor radiante incidente na superfície do envelope do 
edifício.
50
Um pouco de história
• 1965 – A Carrier Corporation publicou um manual de 
projeto em que o fator do armazenamento de calor e a 
temperatura equivalente diferencial (ETD) foram usados 
para indicar a relação da carga instantânea de 
refrigeração e do ganho calor devido ao efeito do 
armazenamento de calor da estrutura de edifício
• 1967 – A ASHRAE sugeriu um método de tempo médio 
(TA) para alocar o calor radiante sobre períodos 
sucessivos de 1 a 3 h ou a 6 a 8 h, dependendo da 
construção da estrutura de edifício; os ganhos do calor 
através das paredes e dos telhados são tabulados em 
diferenciais equivalentes de temperatura total (TETDs)
• 1967 – Stephenson e Mitalas recomendaram o fator 
térmico da resposta, o qual inclui o efeito do 
armazenamento de calor para o cálculo da carga de 
refrigeração.
51
Um pouco de história
• 1977 – A ASHRAE introduziu um procedimento de uma 
etapa para o cálculo da carga de refrigeração, que usa o 
fator de carga de refrigeração (CLF) e diferença de 
temperatura da carga de refrigeração (CLTD); estes são 
produzidos pelo método simplificado TFM
• 1980 – Publicada a Norma ABNT 6401/1980
• 1980 – O U.S. Department of Energy patrocinou um 
programa de computador para a estimativa de energia e 
o cálculo da carga, com a simulação detalhada do 
sistema, hora-a-hora, chamado DOE-2, o qual foi 
desenvolvido pelo National Lawrence Berkeley 
Laboratory
• Anos 80 – Desenvolvimento de muitos softwares para o 
cálculo da carga térmico e do consumo de energia.
52
Um pouco de história
• 1996 – O U.S. Department of Energy inicia o patrocínio 
do desenvolvimento do EnergyPlus, um programa de 
computador que reúne o melhor do BLAST e do DOE-2
• 2001 – O ASHRAE Fundamentals Handbook apresenta o 
método RTS – Radiant Times Series
• 31/10/2007 – É lançada a versão 2.1.0 do EnergyPlus
• Fev 2008 – A ABNT coloca em consulta nacional o 
Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001
53
Comparação de métodos de cálculo
54
A evolução dos métodos de cálculo
55
A Norma ABNT 6401/1980
• As atuais normas brasileiras não prescrevem nenhum 
método de cálculo, a não ser a ABNT NBR 5858, que 
apresenta um método simplificado, para o cálculo de 
carga térmica adequado à seleção de aparelhos de janela
• A principal norma brasileira da área, a NBR 6401/1980 
Instalações centrais de ar-condicionado para 
conforto – Parâmetros básicos de projeto, de acordo 
com o seu próprio título, somente apresenta alguns 
parâmetros básicos de projeto
• Assim sendo, muitos projetistas ainda adotam 
como prática rotineira, o cálculo manual, 
empregando o método da Carrier, publicado em 
1965.
56
Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001/1 
57
Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001/1
58
O Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001
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Elementos de carga térmica
60
Componentes da carga térmica
• A carga térmica é composta pelos seguintes elementos:
– Cargas externas
• Ganhos de calor pelas paredes externas e cobertura
• Ganho solar através dos fechamentos transparentes
• Ganhos de calor através das paredes, tetos e pisos 
internos
• Infiltração de ar externo no espaço condicionado
– Cargas Internas
• Pessoas
• Iluminação
• Equipamentos e aparelhos
61
Ganhos de calor sensível 
• Ganhos externos
– Ganhos de calor através do envelope da edificação
• Radiação solar, com predominância da radiação através 
dos fechamentos transparentes
• Condução de calor através dos fechamentos 
transparentes e opacos
– Calor proveniente da ventilação – renovação de ar e 
infiltrações
• Ganhos internos
– Condução de calor através das paredes internas, divisórias, 
tetos e pisos
– Calor gerado dentro do ambiente pelos ocupantes, luzes, 
equipamentos, desenvolvimento de processos ou qualquer 
outra fonte geradora de calor
62
Ganhos de calor latente• Calor (umidade) produzido pelos ocupantes, devido à
liberação de vapor
• Calor (umidade) proveniente da ventilação
• Calor (umidade) proveniente de equipamentos ou 
processos que liberam vapor.
63
Diversidade da carga térmica
• É importante considerar, quando da estimativa da carga 
térmica, a não simultaneidade das intensidades de seus 
componentes
• Os programas de cálculo de carga térmica de alta 
performance, em função dos seus próprios princípios de 
cálculo, já levam em conta esta diversidade, mas nas 
demais técnicas de cálculo, este trabalho deve ser 
realizado pelo projetista
• A hora de maior ganho de calor é uma questão que está
intimamente ligada à diversidade da carga térmica.
64
Parece incrível...
• No cômputo da hora de maior ganho de calor, há quem 
considere como possíveis de serem simultâneos e 
coincidentes:
– Hora mais quente do dia: 14 horas
– Dia mais quente do ano: um dia do mês de fevereiro
– Dia de maior afluência de pessoas: véspera de natal 
ou dia das mães
– Hora de maior ganho solar: solstício de verão (meio-
dia, de 22 de dezembro)
• No futuro, isto não existirá mais, pois:
– “As cargas térmicas devem ser calculadas em quantas 
horas do dia de projeto forem necessárias para 
determinar a carga máxima de cada zona e as cargas 
máximas simultâneas de cada unidade de tratamento 
de ar e do conjunto do sistema, bem como as épocas 
de suas respectivas ocorrências. Deve ainda ser 
considerado o efeito dinâmico da massa da edificação 
sobre a carga térmica”.
65
Roteiro ACADÊMICO de cálculo da carga 
térmica
• Este roteiro de cálculo manual da carga térmica tem 
caráter ilustrativo e está de acordo com os requisitos 
constantes dos seguintes documentos:
– Manual de Ar Condicionado da Carrier, 1ª edição 
1970, 5ª reimpressão 1980, em espanhol
– Norma ABNT NBR6401/1980
• As unidades estão no sistema SI e a numeração das 
tabelas seguem a dos documentos de referência
• Vamos ao ANEXO 2, seguir os passos de um roteiro de 
cálculo manual da carga térmica, tradicionalmente usado 
no nosso país, e identificar os maiores potenciais de sua 
redução
• O Roteiro Acadêmico é propício à identificação das 
principais técnicas de redução da carga térmica.
66
1 – INSOLAÇÃO E TRANSMISSÃO DE CALOR EXTERNA 
1.1 – Insolação através dos vidros
Qa = It · A · φ · a
onde:
It Intensidade de radiação máxima para o dia desejado 
(Tabela 15 e correções)
A Área envidraçada
φ Fator de redução do vidro (Tabela 16)
a Fator de armazenamento (Tabelas 7 a 11)
67
1 – INSOLAÇÃO E TRANSMISSÃO DE CALOR EXTERNA
1.2 – Transmissão de calor através de vidros externos
Qb = U · A · (Text – Tint)
Obs:
U é tabelado para as condições de verão ou inverno 
(tabelado)
Para janelas com cortinas, adotar U = 5,0 kcal/h.m2 ºC
68
1 – INSOLAÇÃO E TRANSMISSÃO DE CALOR EXTERNA
1.3 – Insolação e transmissão de calor através de paredes 
externas
Qc = U · A · ΔTe
onde:
U Coeficiente global para paredes externas (tabelado)
A Área da parede
ΔTe Diferença de temperatura equivalente (Tabela 19 + 
correções)
Obs:
W/m2 K · 0,86 = kcal/h m2 ºC
69
1 – INSOLAÇÃO E TRANSMISSÃO DE CALOR EXTERNA
1.4 – Insolação e transmissão através de telhados
Qd = U · A · ΔTe
onde:
U Coeficiente global do telhado (tabelado)
A Área projetada do telhado 
ΔTe Diferença de temperatura equivalente (Tabela 20 + 
correções) 
Obs: 
Caso existe forro falso, considera-se apenas 80% do valor acima
W/m2 K · 0,86 = kcal/h m2 ºC
70
1 – INSOLAÇÃO E TRANSMISSÃO DE CALOR EXTERNA
Resumindo:
O ganho de calor devido à insolação e transmissão externa é:
Σ1 = Qa + Qb + Qc + Qd (kcal/h)
71
2 – TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DE PARTES 
INTERNAS 
2.1 – Vidros internos
Q1 = U · A · (Te – Ti – 3ºC)
Obs:
Só ocorrerá a transmissão de calor através do vidro, se ele
estiver entre o ambiente condicionado e o não condicionado
72
2 – TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DE PARTES 
INTERNAS 
2.2 – Paredes internas (divisórias)
Q2 = U · A · (Te – Ti – 3ºC)
onde:
U Coeficiente global (tabelado)
A Área da parede (desprezam-se as áreas das portas e
janelas)
Obs:
Só ocorrerá a transmissão de calor através da parede, se
ela estiver entre o ambiente condicionado e o não condicionado
73
2 – TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DE PARTES 
INTERNAS 
2.3 – Tetos e pisos
Q3 = U · A · (Test – Tint – 3ºC)
onde:
U Coeficiente global (tabelado)
A Área do piso ou teto
Obs: 
Caso existe forro falso, considera-se apenas 80% do valor
acima
Quando o piso estiver diretamente sobre o solo, despreza-se esta 
parcela
74
2 – TRANSMISSÃO DE CALOR ATRAVÉS DE PARTES 
INTERNAS 
Resumindo:
O ganho de calor devido à transmissão através de partes internas 
é:
Σ2 = Q1 + Q2 + Q3
75
3 – CARGAS INTERNAS
3.1 – Iluminação
a) Lâmpadas incandescentes
Q4 = n · PL · 0,86 (kcal/h)
b) Lâmpadas fluorescentes
Q4 = n (1 + r) PL · 0,86 (kcal/h)
onde:
n Número de lâmpadas
PL Potência nominal da lâmpada, em watts
r Fator percentual de calor dissipado pelos reatores:
r = 0,250 para reatores convencionais
r = 0,0075 para reatores eletrônicos
Obs:
Quando o reator estiver no Quando o reator estiver no forro 
falso, considera-se apenas 80% da sua carga térmica
76
3 – CARGAS INTERNAS 
3.2 – Calor sensível liberado pelos ocupantes
Q5 = n · S
onde:
n Número de ocupantes
S Calor sensível liberado por ocupante, que depende
da temperatura do ambiente e da atividade 
metabólica (Tabela 12 – ABNT)
77
3 – CARGAS INTERNAS 
3.3 – Calor sensível de equipamentos
Considerar apenas a parcela da potência nominal do equipamento 
que seja liberada na forma de calor (Q6)
78
3 – CARGAS INTERNAS 
Resumindo: 
O ganho de calor devido a cargas internas é dado por:
Σ3 = Q4 + Q5 + Q6 (kcal/h)
A carga térmica sensível interna do recinto é:
Σ4 = Σ1 + Σ2 + Σ3 (kcal/h)
79
4 – CALOR LATENTE INTERNO DO RECINTO 
Σ5 = n · L + outros
onde:
n Número de ocupantes
S Calor latente liberado por ocupante, que depende 
da temperatura do ambiente e da atividade 
metabólica (Tabela 12 – ABNT)
Outros Umidade de fontes internas como lagos, cafeteiras,
refeições, etc.
80
5 – OUTROS GANHOS DE CALOR SENSÍVEL
Ganho de calor nos dutos
5% de Σ4 nos casos normais 
Vazamento de ar nos dutos
Calor do ventilador 5% de Σ4
Desta forma, estes componentes correspondem a 10% de Σ4
Σ6 = Σ4 + 10% Σ4 (kcal/h)
81
6 – CARGA SENSÍVEL DO AR EXTERIOR SUPOSTA NO 
RECINTO
QSAef = cp ar · Var ext · ρar · (Text – Tint) · b (kcal/h)
onde:
Var ext Vazão de ar externo de ventilação
b Fator da bypass
82
7 – CARGA TÉRMICA SENSÍVEL EFETIVA NO RECINTO
Σa = Σ6 + QSAef (kcal/h)
83
8 – CARGA TÉRMICA LATENTE DO AR EXTERIOR 
SUPOSTA INCIDENTE NO RECINTO
QLAef = hlv · Var ext · ρ · (W – W) · f (kcal/h)
84
Σb = Σ5 + QLAef + 0,05 Σ5 (kcal/h)
onde: Os 5% adicionais de Σ5 correspondem ao fator de
segurança para compensar o ganho de umidade pelas
paredes
9 – CARGA TÉRMICA LATENTE EFETIVA DO RECINTO
85
Calor total efetivo = Σa + Σb (kcal/h)
10 – CARGA TÉRMICA TOTAL EFETIVA DO RECINTO
86
11 – CARGAS TÉRMICAS REMOVIDAS DIRETAMENTE 
NO EQUIPAMENTO
Grande total = Σ10 + Σa + Σb + outros (kcal/h)
Onde:
Σ10 carga térmica total da parcela de ar exterior que é
resfriada pelo condicionador de ar
Σ10 = Var ext · ρar · (1 – b) · [cp ar · (Text – Tint) + hlv · (Wext – Wint)]
Σa + Σb = Calor total efetivo do recinto
Outros:
Parte da insolação e transmissão através do teto que foi 
absorvida pelo forro (20%)
Parte da insolação e transmissão através de paredes que foi 
absorvida pelo forro (20%)
Parte da potência (carga térmica dos reatores) dissipada no 
forro (20%)
87
11 – CARGAS TÉRMICAS REMOVIDAS DIRETAMENTE 
NO EQUIPAMENTO
• Observação
– Grande total é a potência frigorígena que o 
condicionador deve ter para atender a carga térmica 
total efetiva do recinto.
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F u n d a d o e m 1 9 7 8
Cálculo da vazão de ar
89
Finalidades do ar insuflado
• Renovar o ar do recinto
• Exercer a função de fluido térmicopara a condução do 
calor (ou do frio) – arraste da umidade (através da sua 
umidificação) e remoção do calor sensível (através da 
sua variação de temperatura, levando em conta o seu 
calor específico):
– O calor específico do ar é 1,034 kJ/kg°C
– A densidade do ar a 27°C é 1,15 kg/m3
90
Cálculo
• Como a vazão de ar é determinada, fundamentalmente, 
pela carga térmica sensível, define-se, como fator de 
carga sensível, a parte sensível de toda a carga térmica 
(carga sensível + carga latente)
Q = m · c · Δt
• A maioria dos programas de cálculo de carga térmica 
também calcula as vazões de ar.
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Técnicas de cálculo da
carga térmica e suas 
aplicabilidades
92
Cálculo manual da carga térmica
• O Anexo 2 apresenta uma metodologia de cálculo 
manual de carga térmica de refrigeração, de emprego 
tradicional em muitas regiões, baseado no método da 
Carrier
• A parte mais trabalhosa deste tipo de cálculo é a que se 
refere às cargas externas, com destaque para as cargas 
de insolação.
– Desta forma, além do emprego acadêmico, seu uso é
atualmente recomendado, apenas para pequenos 
projetos, principalmente aqueles que não contém 
cargas externas, como lojas de shoppings e similares.
93
Cálculo da carga térmica em computador
• É o tipo de cálculo da carga térmica mais praticado 
profissionalmente, na atualidade Existem, 
fundamentalmente, quatro tipos de programas para o 
cálculo da carga térmica:
– Planilhas eletrônicas que automatizam os cálculos, 
segundo os mesmos princípios do cálculo manual 
– Programas de cálculo de carga térmica horária, ao 
longo de um dia típico (24 horas)
– Programas que atendem aos métodos descritos no 
atual ASHRAE Handbook of Fundamentals
(CLTD/RTS) para prédios comerciais e residenciais
– Programas de cálculo de carga térmica horária, ao 
longo de um ano (8760 horas).
94
Cálculo da carga térmica em computador 
• Ao contrário da atual tendência verificada em outras 
áreas, como por exemplo a da iluminação, na área de 
iluminação, na área de ar condicionado predominam os 
programas comerciais. 
95
Screenshot de Planilha Excel
96
Screenshots dos principais softwares 
comerciais
97
Screenshot de software comercial de modelagem 
computacional baseado no DOE21E
98
Screenshot de freeware de modelagem 
computacional baseado no E+ (EnergyPlus)
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4. Distribuição de Ar 
e Redes de Dutos
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Redes de dutos – princípios gerais
101
Classificação e materiais
• Normalmente os dutos são classificados quanto á sua 
forma:
– Retangulares
– Cilíndricos
– Ovais
– Flexíveis
• Os materiais mais utilizados são:
– Chapa de aço galvanizado
– Alumínio
– Fibra de vidro
– PVC
– Alvenaria ou concreto
– Chapa de aço preto.
102
Tipos de ventiladores
Ventiladores
centrífugos
Ventiladores
axiais
103
Curva de performance de ventiladores
Pressão totalPressão total
Pressão estáticaPressão estática
Eficiência total do 
ventilador
Eficiência total do 
ventilador
Eficiência estática 
do ventilador
Eficiência estática 
do ventilador
Potência de entrada 
do ventilador
Potência de entrada 
do ventilador
Pressão dinâmicaPressão dinâmica
VazãoVazão
104
Curvas ventilador x sistema
Curva de pressão 
do ventilador
Curva de pressão 
do ventilador
Curva de potência 
de entrada do 
ventilador
Curva de potência 
de entrada do 
ventilador
Curva do sistemaCurva do sistema
Ponto de operaçãoPonto de operação
105
Pressões em um duto de ar
Pressão dinâmicaPressão dinâmica
Pressão totalPressão total
Pressão estáticaPressão estática
106
Características da pressão
• PE e PD são mutuamente conversíveis ( ou )
• PT sempre decresce na direção do fluxo de ar
• Para trechos de dutos com seção constante:
– Velocidade e PD são constantes
– Variação da PT = variação da PE
• Quando a área da seção do duto é reduzida:
– Velocidade e PP aumentam
– Os valores absolutos de PT e PE diminuem
– Perdas dinâmicas em curvas, dampers, etc.
107
Exemplo
108
Vamos analisar o que acontece nestes dutos 
109
Classificação dos dutos quanto à pressão
• Baixa pressão
– Pressões estáticas até 500 Pa e velocidades até 10 
m/s 
• Média pressão
– Pressões estáticas até 1500 Pa e velocidades até 10 
m/s
• Alta pressão 
– Pressões estáticas de 1500 Pa a 2500 Pa e 
velocidades acima de 10 m/s.
FONTE: ABNT NBR 6401/1980
110
Influências da velocidade
• Velocidade alta
• Velocidade baixa
X
• Vantagens
• Desvantagens.
111
Principais formatos
Duto retangularDuto retangular
Duto redondo em 
espiral
Duto redondo em 
espiral
Duto plano ovalDuto plano oval
Duto flexívelDuto flexível
112
Materiais de construção dos dutos
• Os dutos podem ser construídos de qualquer material 
que possua resistência mecânica para resistir esforços 
resultantes da diferença de pressão entre as faces das 
suas paredes, ao peso próprio e a turbulência de certos 
trechos
• Os materiais mais utilizados são:
– Chapa de aço galvanizada
– Alumínio
– Fibra de vidro
– PVC
– Alvenaria ou concreto
– Chapa de aço preta.
113
Tópicos sobre a fabricação de dutos
• Os dutos quando construídos em chapa de aço galvanizada e alumínio 
devem obedecer as bitolas recomendadas na Tabela 14 da ABNT NBR 
6401/1980 (ver Anexo 3)
• As superfícies internas devem ser livres e desimpedidas, sem 
saliências, nem obstruções, utilizando entre diferentes seções, juntas 
e chavetas do mesmo material dos dutos
• As mudanças de direção nos dutos são feitas por meio de curvas de 
raios convenientes e joelhos, ambos com veias defletoras com 
dimensões e espaçamento adequados para manter o fluxo de ar 
uniforme
– As veias defletoras são de chapa # 18 independentemente da 
bitola do duto
• Os colarinhos de ligação dos dutos com as aberturas de insuflamento
deverão possuir captores para equalizar a vazão de ar
• A construção de dutos retangulares requer o uso da tesoura de corte 
de chapa, maquina para dobramento da chapa (viradeira), maquina 
para conformação das juntas e ferramentas convencionais.
114
Juntas mais comuns
ChavetaChaveta
IlhargaIlharga
JuntaJunta
115
Juntas transversais reforçadas
116
Suportes
• Os suportes são, em função do peso:
– feitos com cintas de chapas aparafusadas ao duto e 
fixadas na laje ou viga, ou 
– feitos de cantoneiras, em que o duto repousa sobre 
uma peça horizontal que é igualmente fixada ao teto.
117
Splitters e dampers
• Nos pontos onde haja divisão do de fluxo de ar, os dutos 
possuirão divisores do tipo splitter de fácil manuseio, 
mesmo com o sistema em operação
• Com a finalidade de regular a distribuição de ar dos 
diversos ramais e permitir o balanceamento do sistema, 
são instalados nos pontos necessários, dampers
modulantes manuais de laminas opostas.
118
Ligações
• As ligações dos dutos com equipamentos deve ser 
sempre efetuada com o emprego de conexões flexíveis 
(lona ou plástico) para evitar a transmissão de 
vibrações.
119
Isolamento
• Na maioria dos casos deseja-se que o ar percorra o trajeto 
sem modificar sensivelmente as suas condições de 
temperatura e umidade, e evitar condensação nos dutos
• Para isso, o duto deve ser isolado externamente e de forma 
estanque
• O isolamento não deve apresentar descontinuidade e as suas 
junções devem ser protegidas com fita de alumínio auto-
adesiva
• Os isolamentos mais utilizados são:
– poliestireno expandido (isopor 1/2” a 1” de espessura, anti-
chama)
– lã de vidro com filme de alumínio (1/2" a 1" de espessura)
• O isolamento é aplicado com cola específica ou asfalto liquido, 
para permitir a total aderência ao duto
• Quando necessário, os dutos são isolados internamente com 
material acústico.
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Fu n d a d o e m 1 9 7 8
Métodos de dimensionamento de 
redes de dutos 
121
Princípios de dimensionamento
• Os dutos são dimensionados como dutos redondos
• Depois desse dimensionamento, através de fatores 
adequados de conversão, as dimensões são 
transformadas em retangulares, ovais, etc.
122
Parâmetros para dimensionamento
Tabela 13 – Velocidades recomendadas e máximas para dutos de ar 
e equipamentos de sistemas de baixa pressão
Recomendadas (m/s) Máximas (m/s)
Residências
Escolas, teatros 
e edifícios 
públicos
Prédios 
industriais Residências
Escolas, teatros 
e edifícios 
públicos
Prédios 
industriais
Tomadas de ar exterior 2,50 2,50 2,50 4,00 4,50 6,00
Serpentinas Resfriamento
Aquecimento
2,25
2,25
2,50
2,50
3,00
3,00
2,25
2,50
2,50
3,00
3,60
7,50
Lavadores de ar Borrifador
Alta velocidade
2,50
–
2,50
–
2,50
9,00
3,50
–
3,50
–
3,50
9,00
Descarga do 
ventilador
min
max
5,00
8,00
6,50
10,00
8,00
12,00
–
8,50
–
11,00
–
14,00
Dutos principais min
max
3,50
4,50
5,00
6,50
6,00
9,00
–
6,0
–
8,00
–
10,00
Ramais 
horizontais
min
max
–
3,00
3,00
4,50
4,00
5,00
–
5,00
–
6.50
–
9,0
Ramais 
verticais
min
max
–
2,50
3,00
3,50
–
4,00
–
4,00
–
6,00
–
8,00
FONTE: ABNT NBR 6401/1980
Designação
123
Métodos de cálculo
• O calculo de um sistema de baixa velocidade pode ser 
realizado por diversos métodos, que têm graus distintos 
de precisão, economia e emprego
• Os principais métodos de cálculo são:
– Igual Perda (equal friction)
– Recuperação Estática (static regain)
– Método T de otimização (T method).
124
Método de Igual Perda
• Consiste em estipular um coeficiente de perda por fricção 
uniforme em toda a rede, situado entre 0,7 e um 
máximo de 4,0 Pa/m ou 5,0 Pa/m de duto reto
• Um valor de 1,0 Pa/m ou 1,3 Pa/m é recomendado para 
uma perda de carga moderada, enquanto valores mais 
altos podem ser adotados para reduzir o tamanho dos 
dutos, embora ao custo de maior consumo de energia
• O coeficiente adotado não deve necessariamente ser 
aplicado a toda a rede
• Determinados ramais, curtos e próximos ao ventilador, 
podem ser dimensionados com coeficiente de fricção 
maior, para reduzir a necessidade de restringir 
excessivamente os dispositivos de regulagem.
125
Método da Recuperação Estática
• O método clássico procura compensar parcialmente a 
perda de pressão estática de um trecho entre duas 
junções divergentes reduzindo a velocidade no trecho 
seguinte, convertendo a redução de parte da pressão 
dinâmica resultante em ganho de pressão estática
• A parcela da redução da pressão dinâmica creditada 
como recuperação estática é definida pelo projetista
• O método leva a dimensões excessivas de trechos de 
dutos e apresenta resultados práticos incertos e não 
reduz a necessidade de dispositivos de regulagem das 
vazões, não sendo recomendado seu uso generalizado
• Segundo o Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001/1, 
“uma descrição do método pode ser encontrada na 
Referencia Bibliográfica [5]”. 
126
Método T de otimização
• Ainda pouco utilizado no nosso país, em decorrência da 
complexidade de emprego, é o terceiro método 
relacionado no Projeto de Norma ABNT 55:002.03-001/1
• É um método iterativo que procura minimizar o custo 
total do sistema ao longo de sua vida útil
• Considera o custo inicial dos dutos, o custo anual da 
energia aos valores atuais, as horas anuais de operação, 
o período de amortização e as taxas de inflação e de 
juros previstas
• O método requer o uso de um programa de computador
• Ainda segundo o Projeto de Norma ABNT 55:002.03-
001/1, “uma descrição do método pode ser encontrada 
na Referencia Bibliográfica [5]. O uso do método é
facultativo”
• Em sistemas de grande porte, com alto custo dos dutos 
e consumo de energia dos ventiladores, o uso do método 
pode ser justificado.
127
Perdas de carga
• Utiliza-se a Equação de Darcy-Weisbach
– Hf = perdas por atrito, ou pf = perdas de pressão
– f = fator de atrito (adimensional)
– L = comprimento do duto (m)
– D = diâmetro do duto (m)
– v = velocidade média do ar no duto (m/s).
128
Perdas de carga
• ou a fórmula de Colebrook, na forma de uma carta 
de perdas por atrito
• Correções para temperatura e rugosidade
– Δpf = Ksr KT Kel Δpfc
– Ksr = fator de correção da rugosidade
– KT = fator de correção da temperatura do ar
– Kel = fator de correção para altitude.
129
Perdas localizadas
• As perdas localizadas são tabuladas em termos de 
comprimentos equivalentes de trechos retos de dutos.
TreinamentoTreinamento
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Técnicas de dimensionamento de 
redes de dutos – ábacos e 
softwares 
131
Dimensionamento de sistemas de ventilação 
simples
• Aqueles que não têm ramificações, constituindo-se 
somente dos dutos de aspiração e insuflamento (à
montante e à jusante, isto é, antes e depois do 
ventilador), ou aqueles de baixa complexidade, isto é, 
que têm poucas ramificações
• É suficiente utilizar o procedimento de cálculo conhecido 
como o método da velocidade. O método da velocidade 
utiliza os limites de velocidade em vários trechos do 
sistema de ventilação impostos por normas, como a NBR 
6401/1980. 
132
Dimensionamento de sistemas de ventilação 
complexos 
• Com muitas ramificações, vários dutos secundários, 
ramais, etc., envolve a solução simultânea de um grande 
número de equações não-lineares, além de estar sujeito 
a restrições impostas por normas (velocidade máxima, 
por exemplo) ou restrições físicas (espaço disponível, 
alojamento dos dutos, etc.)
• Seu dimensionamento é usualmente realizado com 
ferramentas computacionais apropriadas, as quais 
dispõem de algoritmos para a solução simultânea das 
equações e esquemas lógicos para contemplar as várias 
restrições existentes. 
133
Dimensionamento de sistemas de ventilação 
complexos 
• Três outros procedimentos de cálculo produzem 
melhores resultados, em termos de balanceamento do 
sistema, de consumo de energia e geração de ruído:
– O método da Igual Perda
– O método da Recuperação Estática
– Método T de otimização.
134
O projeto de dutos otimizado
• Ótimo layout do sistema de dutos, dentro das condições 
disponíveis de espaço
• Sistema de balanceamento satisfatório
• Nível de ruído aceitável
• Ótima eficiência energética e custo inicial baixo
• Instalação apenas dos elementos de balanceamento 
necessários (dampers)
• Atendimento às normas de incêndio, construção de dutos 
e isolamentos.
135
Método tradicional das tabelas
• O Anexo 3 apresenta uma coleção de tabelas utilizadas 
no método tradicional de cálculo de redes de dutos, para 
fins exclusivamente acadêmicos, compilada a partir das 
seguintes fontes:
– CARRIER, Manual de Aire Acondicionado, 1980
– ASHRAE, 2001 Fundamentals
– ABNT NBR 6401/1980.
136
DUCTULATOR™ da TRANE
• O DUCTULATOR™ fez 
muito sucesso até o 
advento dos 
computadores pessoais
• Ainda hoje é bastante 
utilizado
• Os mais recentes são 
bi-dimensionais:
– Unidades inglesas de 
um lado
– Unidades métricas SI 
do outro.
137
Software (freeware) CLIMAVER
• Este software foi desenvolvido especialmente para 
SAINT-GOBAIN CRISTALERÍA, S.A. pela UNIVERSIDAD 
POLITÉCNICA DE VALENCIA a partir de seus programas 
IP Clima e IPS Ducto
• Endereço para download gratuito:
http://www.isover.net/asesoria/download/principal.htm
138
139
140
141
142
143
Esta é a aparência geral da janela com que se trabalhaEsta é a aparência geral da janela com que se trabalha
TELA PRINCIPAL
Na barra de opções estão disponíveis:
- Operações básicas (novo,abrir, salvar)
- Inserir novos trechos
- Inserir difusores
- Modificar dados ou pedir informações
- Inserir curvas ou bifurcações
- Obter resultados
Na barra de opções estão disponíveis:
- Operações básicas (novo,abrir, salvar)
- Inserir novos trechos
- Inserir difusores
- Modificar dados ou pedir informações- Inserir curvas ou bifurcações
- Obter resultados
144
Podem-se abrir projetos de qualquer subdiretório, mas existe um 
subdiretório default c:/climaver/ducto/ejemplos/
Podem-se abrir projetos de qualquer subdiretório, mas existe um 
subdiretório default c:/climaver/ducto/ejemplos/
Quando o programa é iniciado...Quando o programa é iniciado...
Pode-se iniciar um novo projetoPode-se iniciar um novo projeto
145
Forma de introduzir dados em um projeto
de um edifício ou de uma casa
146
Em primeiro lugar podem-se 
lançar os seguintes dados, (todos 
são opcionais):
- Nome da empresa
- Título do projeto
- Temperatura do ar
- Altura sobre o nível do mar
Em primeiro lugar podem-se 
lançar os seguintes dados, (todos 
são opcionais):
- Nome da empresa
- Título do projeto
- Temperatura do ar
- Altura sobre o nível do mar
- Tipo de rede (insuflamento/retorno)
- Material empregado
-Tipo de duto (circular/retangular)
- Tipo de rede (insuflamento/retorno)
- Material empregado
-Tipo de duto (circular/retangular)
Condições de cálculo
- Mesma altura
- Altura máxima do duto
- Altura máxima da rede
Condições de cálculo
- Mesma altura
- Altura máxima do duto
- Altura máxima da rede
147
Segundo as condições de cálculo que se tenham 
especificado, devem-se assinalar:
- Altura máxima
- Relação base altura
- Intervalos de normalização
Segundo as condições de cálculo que se tenham 
especificado, devem-se assinalar:
- Altura máxima
- Relação base altura
- Intervalos de normalização
148
Indicar o n° do trecho (ordem crescente) e 
seu comprimento
Indicar o n° do trecho (ordem crescente) e 
seu comprimento
Para inserir um trecho, desenhá-lo com o mouse
- Assinalar o ponto de início (botão esquerdo)
- Assinalar mudanças de direção (botão esquerdo)
- Assinalar o final do trecho (botão direito)
Para inserir um trecho, desenhá-lo com o mouse
- Assinalar o ponto de início (botão esquerdo)
- Assinalar mudanças de direção (botão esquerdo)
- Assinalar o final do trecho (botão direito)
Barras de deslocamentoBarras de deslocamento
Para eliminar um trecho, colocar o 
cursor do mouse sobre ele e dar 
um click com o botão direito
Para eliminar um trecho, colocar o 
cursor do mouse sobre ele e dar 
um click com o botão direito
Definir os trechos da redeDefinir os trechos da rede
149
Definir os acessórios que formam a redeDefinir os acessórios que formam a rede
CurvasCurvas
BifurcaçõesBifurcações
Para inserir acessórios, assinalar com o mouse (botão esquerdo) 
o tipo de acessório
Arrastá-lo até o local escolhido e soltar
Para inserir acessórios, assinalar com o mouse (botão esquerdo) 
o tipo de acessório
Arrastá-lo até o local escolhido e soltar
Para eliminar um acessório, colocar 
o cursor do mouse sobre ele e dar 
um click com o botão direito
Para eliminar um acessório, colocar 
o cursor do mouse sobre ele e dar 
um click com o botão direito
150
Definir as grelhas da redeDefinir as grelhas da rede
Tipos de grelhasTipos de grelhas
Para eliminar uma grelha, 
colocar o cursor do mouse 
sobre ela e dar um click com o 
botão direito
Para eliminar uma grelha, 
colocar o cursor do mouse 
sobre ela e dar um click com o 
botão direito
Número da grelha
Vazão
Marca e modelo (podem-se 
inserir e excluir itens do banco 
de dados)
Número da grelha
Vazão
Marca e modelo (podem-se 
inserir e excluir itens do banco 
de dados)
Para inserir uma grelha assinalar com o mouse 
(botão esquerdo) o local exato onde deve ser 
posicionada
Para inserir uma grelha assinalar com o mouse 
(botão esquerdo) o local exato onde deve ser 
posicionada
151
Aparência do projeto neste instante
Antes de calcular é necessário salvar o projeto
(janela de diálogo típica do Windows)
Aparência do projeto neste instante
Antes de calcular é necessário salvar o projeto
(janela de diálogo típica do Windows)
152
Resultados possíveis do programa
Resultados numéricos
153
Escolher o método de cálculo:
- Perda de carga constante
- Recuperação estática
- Redução de velocidade
- Igual perda de carga
Escolher o método de cálculo:
- Perda de carga constante
- Recuperação estática
- Redução de velocidade
- Igual perda de carga
Arrastar o mouseArrastar o mouse
154
Segundo o método de cálculo, especificar:
- A perda de carga constante
- A perda de carga no primeiro trecho
- A velocidade no primeiro trecho
Segundo o método de cálculo, especificar:
- A perda de carga constante
- A perda de carga no primeiro trecho
- A velocidade no primeiro trecho
155
O programa gera um documento em que se tem, para cada trecho:
- Comprimento real e comprimento equivalente
- Vazão de projeto e vazão real (antes de balancear)
- Diâmetro equivalente, largura e altura (interna) do duto
- Velocidade do ar e perda de carga por metro
O programa gera um documento em que se tem, para cada trecho:
- Comprimento real e comprimento equivalente
- Vazão de projeto e vazão real (antes de balancear)
- Diâmetro equivalente, largura e altura (interna) do duto
- Velocidade do ar e perda de carga por metro
156
Como dados globais:
- Método de cálculo e dados gerais
- Pressão estática e total do ventilador
- Superfície total a empregar
- Vazão total de projeto e real
Como dados globais:
- Método de cálculo e dados gerais
- Pressão estática e total do ventilador
- Superfície total a empregar
- Vazão total de projeto e real
No mesmo documento se têm, para cada grelha:
- Modelo (e sua característica “c”)
- Vazão de projeto e real
- Pressão estática, velocidade e balanceamento necessário
No mesmo documento se têm, para cada grelha:
- Modelo (e sua característica “c”)
- Vazão de projeto e real
- Pressão estática, velocidade e balanceamento necessário
157
Podem-se imprimir, tanto os resultados, como o desenho realizado (acesso 
através de uma caixa de diálogo típica do Windows)
Os resultados numéricos são armazenados em um arquivo TXT (exportável 
para qualquer processador de texto) com o mesmo nome do projeto
Podem-se imprimir, tanto os resultados, como o desenho realizado (acesso 
através de uma caixa de diálogo típica do Windows)
Os resultados numéricos são armazenados em um arquivo TXT (exportável 
para qualquer processador de texto) com o mesmo nome do projeto
158
Dicas para manejo rápido
159
As bases de dados dos difusores são abertas
Deve-se especificar para cada modelo:
- Vazão de projeto
- Pressão estática
- Seção de entrada
- Nome
(O programa extrapolará seu comportamento para outras vazões)
As bases de dados dos difusores são abertas
Deve-se especificar para cada modelo:
- Vazão de projeto
- Pressão estática
- Seção de entrada
- Nome
(O programa extrapolará seu comportamento para outras vazões)
160
Podem-se solicitar informações de qualquer elemento (selecionar 
“informação” com o botão esquerdo) e assinalar o elemento (posicionar o 
cursor sobre ele e dar um click com o botão esquerdo)
Podem-se solicitar informações de qualquer elemento (selecionar 
“informação” com o botão esquerdo) e assinalar o elemento (posicionar o 
cursor sobre ele e dar um click com o botão esquerdo)
161
Pode-se modificar o dimensionamento proposto pelo programa em um trecho do 
projeto, para isso, solicitar modificar (selecionar “modificar” com o botão esquerdo) 
e selecionar o trecho (posicionar o cursor sobre ele e dar um click com o botão 
esquerdo), em seguida dar as novas dimensões
Pode-se modificar o dimensionamento proposto pelo programa em um trecho do 
projeto, para isso, solicitar modificar (selecionar “modificar” com o botão esquerdo) 
e selecionar o trecho (posicionar o cursor sobre ele e dar um click com o botão 
esquerdo), em seguida dar as novas dimensões
162
Em seguida podemos recalcular a instalação com a nova dimensão do trecho 
modificado, recalculando a distribuição das vazões e a pressão total 
necessária
Em seguida podemos recalcular a instalação com a nova dimensão do trecho 
modificado, recalculando a distribuição das vazões e a pressão total 
necessária
163
Localizaros elementos assinalando com o 
mouse o lugar desejado
Localizar os elementos assinalando com o 
mouse o lugar desejado
Podem-se associar registros, perdas de carga localizadas (desvios de 
direção , passagens de digas) e acessórios especiais não contemplados
Em cada caso se solicitam dados característicos (por exemplo, área 
livre/área do duto)
Podem-se associar registros, perdas de carga localizadas (desvios de 
direção , passagens de digas) e acessórios especiais não contemplados
Em cada caso se solicitam dados característicos (por exemplo, área 
livre/área do duto)
164
Os dados de dimensionamento dos equipamentos podem ser 
adaptados a um determinado ventilador (ou climatizador)
Para isso, deve-se especificar, em primeiro lugar, o ventilador 
ou equipamento utilizado
Os dados de dimensionamento dos equipamentos podem ser 
adaptados a um determinado ventilador (ou climatizador)
Para isso, deve-se especificar, em primeiro lugar, o ventilador 
ou equipamento utilizado
165
Em seguida, posicioná-lo no local escolhido (1º
trecho)
Em seguida, posicioná-lo no local escolhido (1º
trecho)
A base de dados de ventiladores/equipamentos 
está aberta e pode ser modificada
Cada ventilador está definido pela seção de saída e 
por três pares de valores vazão/pressão estática 
Para outras vazões o programa extrapola a curva
A base de dados de ventiladores/equipamentos 
está aberta e pode ser modificada
Cada ventilador está definido pela seção de saída e 
por três pares de valores vazão/pressão estática 
Para outras vazões o programa extrapola a curva
166
Ao executar os cálculos, assinalar que se quer realizar com ventilador
Assinalar o método de cálculo (neste caso não se pedirá a perda de carga no 
primeiro trecho e esta será ajustada para o ventilador especificado)
Ao executar os cálculos, assinalar que se quer realizar com ventilador
Assinalar o método de cálculo (neste caso não se pedirá a perda de carga no 
primeiro trecho e esta será ajustada para o ventilador especificado)
167
Uma vez executados os cálculos é possível “supor” que se realiza o 
balanceamento necessário na instalação (o indicado pelo programa em cada 
grelha), e estimar, nesse momento, quais serão as vazões definitivas em cada 
grelha, para se obter o balanceamento
Uma vez executados os cálculos é possível “supor” que se realiza o 
balanceamento necessário na instalação (o indicado pelo programa em cada 
grelha), e estimar, nesse momento, quais serão as vazões definitivas em cada 
grelha, para se obter o balanceamento
168
E aparece a nova folha de resultados com a instalação equilibradaE aparece a nova folha de resultados com a instalação equilibrada
169
É possível adicionar a uma rede de insuflamento, 
um retorno único, indicando a velocidade, 
comprimento, altura máxima e perda de carga
É possível adicionar a uma rede de insuflamento, 
um retorno único, indicando a velocidade, 
comprimento, altura máxima e perda de carga
No momento de posicionar os trechos da 
instalação se permitem certos erros “de pontaria”
No caso de não estar “fechado”, o programa nos 
avisa
No momento de posicionar os trechos da 
instalação se permitem certos erros “de pontaria”
No caso de não estar “fechado”, o programa nos 
avisa
170
É possível ter vários 
projetos abertos 
simultaneamente
É possível ter vários 
projetos abertos 
simultaneamente
Vê-los em cascata, ...
Ocultar/ver barra de ferramentas
Ajuda 
Etc...
Vê-los em cascata, ...
Ocultar/ver barra de ferramentas
Ajuda 
Etc...
171
E ainda ganha-se, no download, o IP 
TERMICO
E ainda ganha-se, no download, o IP 
TERMICO
172
Screenshot de programa comercial
TreinamentoTreinamento
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5. Fundamentos de
Instrumentação e Controle
174
Métodos Básicos de Controle
• Controle ON-OFF
• Controle de volume
• Ar de by-pass ou de 
mistura
• Controle (Throttle)
Resumo
• Switches
• Registros (dampers)
• Válvulas
175
Zoneamento
• Quando dois ou mais espaços em um edifício são 
condicionados, é necessário determinar os espaços 
individuais que terão comportamento uniforme na 
variação da carga térmica
• A questão da adequação dos controles ao zoneamento 
consiste em determinar qual o método, ou combinações 
de métodos, é mais adequado a cada zona.
176
Zoneamento
• Nas estações do ano que sejam inverno e verão, um 
determinado recinto pode necessitar de resfriamento 
enquanto um outro poderá necessitar de aquecimento
• Quando tais condições ocorrem, é necessário separar o 
edifício em seções ou zonas para permitir o controle de 
cada seção ou zona independentemente – zoneamento.
ZONA SEM 
INFLUÊNCIA 
EXTERNA
ZONA COM INFLUÊNCIA 
DA MANHÃ
ZONA COM INFLUÊNCIA 
DA TARDE
177
Calor sensível do recinto - BTU/h
ORIENTAÇÃO 10 HORAS 12 HORAS 02 HORAS 04 HORAS
Leste 395500 (100%) 27.625 (70%) 27625 (70%) 25975 (66%)
Oeste 23700 (47%) 23700 (47%) 38200 (76%) 50175 (100%)
Calor Sensível Total 63200 51325 65825 76150
Este sistema de controle é incompatível
178
Unidades de janela /splits
Vantagens:
• Provavelmente, baixo custo inicial
• Controle individual de temperatura para pequenas áreas
• Se há falha em uma unidade, as outras deverão suprir a 
carga térmica da unidade que não esta operando.
179
Unidades de janela /splits
Desvantagens :
• Instalação de unidades para combater a carga térmica 
na hora de maior ganho, em cada área (leste e oeste), 
resultando em uma capacidade térmica instalada muito 
grande
• 10 (dez) ciclos de refrigeração, filtros e controles, para 
manutenção
• Nível de ruído muito elevado
• Condensação
• Filtragem de baixa eficiência
• Pobre distribuição de ar
• Ar de renovação muito 
pequeno
• Péssimo efeito arquitetônico.
180
Unidades self-contained
• Isto resultará em uma maior capacidade de refrigeração 
instalada. 
• Da mesma forma que para os aparelhos de janela, as 
unidades self-contained deverão ter a capacidade de 
carga térmica máxima de cada área
• As capacidades dos equipamentos irão variar de acordo 
com os tempos de operação dos respectivos 
compressores, que serão controlados pelos termostatos 
on-off
181
Controle on-off
• Em projetos que contém uma alta carga latente (devido 
a ocupação), o controle on-off usualmente não é eficaz 
no controle da unidade do recinto. 
• Existem 3 (três) causas para a umidade variar, quando o 
compressor estiver fora de operação:
– Re-evaporação de água proveniente da 
desumidificação do ar pela serpentina de resfriamento
– Umidificação devido ao ar exterior introduzido no 
recinto, quando a umidade absoluta é maior que a do 
recinto
– Calor latente do recinto devido aos ocupantes.
182
Controle on-off
• As vantagens do controle on-off são a sua simplicidade e 
baixo custo
• Ele pode ser usado com relativo sucesso em sistemas 
com alto fator de calor sensível e baixo calor latente
• Quando o fator de calor sensível decresce, indicando um 
acréscimo no calor latente, o método de controle on-off
não dever ser utilizado
• Por exemplo, o controle on-off pode ser satisfatório em 
uma sala de equipamentos, pois a mesma apresenta um 
alto fator de calor sensível, enquanto que em um 
cinema, a unidade relativa pode chegar a 65% ou mais, 
provocando certo desconforto.
183
Calor sensível do recinto - BTU/h
ORIENTAÇÃO 10 HORAS 12 HORAS 02 HORAS 04 HORAS
Leste 395500 (100%) 27.625 (70%) 27625 (70%) 25975 (66%)
Oeste 23700 (47%) 23700 (47%) 38200 (76%) 50175 (100%)
Calor Sensível Total 63200 51325 65825 76150
Máxima 
vazão
Máxima 
vazão
Controle de volume (VAV)
184
Controle de volume (VAV ou VRV)
185
Controle de volume – zonas múltiplas de 
salas
186
Controle de umidade
• Baixar a umidade
– Super resfriamento
– + reaquecimento elétrico
• Elevar a umidade
– Introdução de vapor por aquecimento elétrico ou por 
ultra-som
– Micro-pulverização de água (plantas industriais)
187
Controle de reaquecimento
188
Controle de reaquecimento individualTreinamentoTreinamento
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6. Equipamentos de Gás Natural
190
O GN na produção de frio
• O GN pode ser empregado como fonte energética para a 
produção de frio, através de duas tecnologias:
– Ciclo de absorção, com queima direta de GN ou 
aproveitamento de resíduos quentes da sua 
combustão;
– Ciclo de compressão (tradicional) em máquinas 
rotativas acionadas por motores a explosão.
• O ciclo de absorção é o mais empregado na utilização do 
GN como fonte energética para a produção de frio.
TreinamentoTreinamento
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O ciclo de absorção
192
Principais características
• A absorção é uma técnica tão antiga quanto a 
compressão
• A primeira máquina foi criada em 1860
• Flexibilidade de alimentação: água quente, vapor, chama 
direta (querosene, GLP, gás natural)
• Equilíbrios termodinâmicos críticos e baixo rendimento
• É uma alternativa ecológica, por não empregar CFC ou 
HCFC
• Já estão no mercado, os equipamentos de triplo efeito
• Muito usada em processos industriais (calor residual + 
necessidade de refrigeração)
• Novo mercado no setor de serviços (terciário)
• Destaque nos EUA e Japão.
193
Relembrando a carta psicrométrica
Temperatura de bulbo secoTemperatura de bulbo seco
Temperatura de bulbo 
úmido ou de saturação
Temperatura de bulbo 
úmido ou de saturação
Umidade relativaUmidade relativa
Conteúdo ou razão de umidadeConteúdo ou razão de umidade
EntalpiaEntalpia
194
Relembrando os processos psicrométricos
Processos 
psicrométricos
Refriamento
evaporativo
Desumidificação
química
Umidificação
Desumidificação
Refriamento
sensível
Aquecimento 
sensível
195
A baixa pressão (6,6 mm Hg), a água se evapora a 5ºC
Chiller de absorção – O evaporador
196
A solução de Li Br absorve o vapor de água
Chiller de absorção – O absorvedor
197
Chiller de absorção – Evaporador, 
absorvedor e gerador
A solução diluída é aquecida por uma fonte de calor
198
Chiller de absorção – Gerador e condensador
O refrigerante, separado da solução, é condensado
199
O ciclo completo de absorção
Ciclo de efeito simples
200
By-pass para
aquecimento
Ciclo de efeito simples
Usando a mesma máquina para aquecimento
201
Chiller de absorção – Efeito duplo
TreinamentoTreinamento
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Características dos equipamentos 
de gás natural
203
Aspecto físico
Duplo efeito
a vapor
Duplo efeito
a vapor
Duplo efeito a 
fogo direto
Duplo efeito a 
fogo direto
204
Aspecto físico
205
Classificação
• Classificação segundo a utilização
– Unidades resfriadoras
– Unidades mistas resfriadoras-aquecedoras
• Classificação segundo o ciclo de absorção
– De efeito simples: na primeira etapa, ou de alta 
temperatura, a solução recebe calor diretamente do 
queimador
– De efeito duplo: na segunda, de baixa temperatura, a 
solução recebe um aporte de calor procedente do vapor do 
refrigerante, antes de passar ao condensador, através de 
um trocador
– De efeito triplo (começando a chegar no mercado).
206
Classificação
• Classificação segundo a substância que compõe a solução
– Brometo de lítio – água
– Amoníaco – água 
– Outras, como
• Metilamina – água
• R-22 – dimetiléter de tetraetileno
• Metanol – brometo de lítio
207
Justificativas para a escolha da absorção
• Economia operacional
• Produção simultânea de frio e calor
• Eficiência quase constante a carga parcial
• Menor nível de ruído
• Menos manutenção
• Confiabilidade no funcionamento
• Proteção ao meio ambiente
• Investimento total global
• Substituição de energéticos
• Complementação da cogeração.
208
utilizado lCombustíve
obtido FrioCOP =
COP de uma máquina de frio por absorção a gás natural
TIPO DE MÁQUINA DE ABSORÇÃO COP A PLENA CARGA
Efeito simples 0,6
Duplo efeito 1
Triplo efeito 1,6
Rendimento dos equipamentos
• Adimensional (tanto o numerador quanto o denominador 
devem ter as mesmas unidades)
• No caso de queima direta, o denominador deve estar 
baseado no poder calorífico superior do gás natural
209
Critérios para o dimensionamento
• Dimensionamento da carga térmica similar ao caso de 
equipamentos convencionais, de compressão
• Selecionar equipamentos em função das necessidades de 
refrigeração, aquecimento, ou simultaneidade de 
necessidades
• São predominantes as necessidades de refrigeração
• Se as necessidades de aquecimento forem superiores, 
deve-se prever um aquecedor independente, 
suplementar.
210
Considerações de projeto
• Integração dos equipamentos de absorção com chama 
direta
– Com equipamentos elétricos
– Com equipamentos de compressão a GN
– Com caldeiras
• Torre de refigeração – opcionais só nos equipamentos 
amoníaco-água
– Controle da temperatura
– Equipamentos de absorção em paralelo.
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O panorama dos equipamentos a 
GN no Brasil
212
Desde a geladeira a querosene...
• Com o advento do GN, em meados dos anos 80, 
reforçado no início dos anos 90 com o gás da Bolívia, a 
absorção passou a novamente despertar interesse
• Disponibilidade de GN por diversos pontos de país
• Absorção com queima direta reduziu o interesse pela 
termo-acumulação
• Práticas de tarifas, pelas distribuidoras, para viabilizar o 
negócio
• Preços bons no horário de ponta.
213
Desde a geladeira a querosene...
• Distribuidoras fornecem assessoramento o objetivo é
vender
• Máquinas importadas
• Tecnologia, idem
• Baixa manutenção, mas cara, quando necessária
• O grande risco é a cristalização
• O efeito da moda
• Ainda não há um histórico nacional
• Na conjuntura atual, em que há incertezas na 
continuidade do fornecimento do GN, esta opção 
energética perdeu atratividade.
214
Chiller a GN com motor rotativo
Tecnologia não utilizada
no nosso país.
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7. Termo-acumulação
216
A termo-acumulação e as tarifas de energia
• A termo-acumulação não é uma estratégia de otimização 
energética; é uma estratégia de otimização tarifária
• Para o seu entendimento, é necessário conhecer a 
estrutura tarifária de energia elétrica
• As estruturas tarifárias dependem da matriz de produção 
de eletricidade e do perfil de consumo
• A estrutura tarifária brasileira de eletricidade, é exclusiva
do Brasil
• Mesmo assim, ocorrem algumas mudanças entre as 
concessionárias
• Modelos alienígenas não podem ser usados no país, pois 
não fazem sentido na conjuntura nacional.
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Aplicações da termo-acumulação
218
Termo-acumulação total e parcial
• Um sistema de acumulação total fornece bastante 
capacidade de refrigeração para atendimento às 
necessidade de resfriamento da edificação durante os 
períodos de pico
• Um sistema de acumulação parcial é usado em conjunto 
com um sistema de refrigeração convencional e requer 
um maior ciclo de resfriamento. Como resultado, ele não 
desloca inteiramente a carga térmica para os períodos 
fora de pico
• A acumulação parcial propicia uma menor economia por 
redução de demanda, entretanto, é inicialmente mais 
barata que um sistema de acumulação total.
219
Justificativa da termo-acumulação 
• O emprego da termo-acumulação só se justifica, se o 
faturamento de energia elétrica for binômio (faturamento 
com parcelas independentes para consumo e demanda), 
apresentando melhores condições de retorno, se o 
mesmo for horo-sazonal
• O sistema é mais apropriado quando a máxima carga 
térmica for significantemente maior que a carga média
• Altas cargas térmicas e um significante diferencial entre 
os seus valores máximos e mínimos, também ajudam a 
tornar a termo-acumulação, umasolução econômica
• Eles também podem ser apropriados quando é
necessário aumentar a capacidade de frio de um sistema 
existente, ou onde são desejáveis back-up ou capacidade 
redundante de resfriamento.
220
Uma utilização não usual no nosso pais
• A termo-acumulação também pode ser empregada no 
atendimento a cargas de curta duração e grande 
intervalo de tempo entre utilizações, com o objetivo de 
reduzir o tamanho das máquinas de produção de frio
• É o caso, por exemplo, de igrejas e salões de festas.
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Tipos de sistemas
de termo-acumulação
222
Sistemas de termo-acumulação
Um sistema de termo-acumulação consiste de:
• Um meio de acumulação em um tanque
– Total
– Parcial
• Uma máquina de produção de frio
• Tubulações de interligação
• Bombas
• Controles.
223
Os meios de acumulação
• Como meios de acumulação usam-se, geralmente, água 
gelada ou gelo
• Os sistemas com gelo podem acumular oito vezes a 
capacidade de um sistema de mesmo porte de água 
gelada
• Vantagens e desvantagens de cada tipo.
224
Circuito típico com água (simplificado)
225
Circuito típico com água gelada
226
Circuito típico com banco de gelo
227
Curva térmica típica
228
Curva térmica otimizada
229
Chiller a plena carga = Mais eficiência
230
Curva real de um shopping center
Shopping Center - Curva de Carga Térmica
0
1 0 0
2 0 0
3 0 0
4 0 0
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0
9 0 0
1 0 0 0
1 1 0 0
1 2 0 0
1 3 0 0
1 4 0 0
1 5 0 0
1 6 0 0
1 7 0 0
1 8 0 0
Hor a
231
Qual é o tamanho do tanque?
232
Mas pode ser menor . . .
No Brasil, os 
reservatórios de 
termo-acumulação 
já podem ser 
utilizados como 
reservatórios de 
água de combate a 
incêndio
233
Síntese das vantagens
• Deslocamento de carga para fora do horário de ponta
– Redução ou eliminação do custo de produção de frio 
na ponta
• Menor necessidade de espaço para casa de máquinas
• Menor infra-estrutura elétrica
• Operação mais eficiente
• Flexibilidade de custos operacionais
• Agrega valor ao empreendimento.
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Panorama da termo-acumulação 
no Brasil
235
Já fez maioridade...
• Utilizada há algumas décadas com o objetivo de reduzir 
a conta de energia elétrica na ponta (consumo e 
demanda)
• Sucesso e domínio tecnológico em sistemas de água 
gelada
• Alguns sistemas de gelo relutam em operar 
adequadamente
• Com o advento do GN, o interesse pela termo-
acumulação vem diminuindo
• Não é comum o emprego de termo-acumulação para o 
atendimento de cargas de curta duração e grande 
intervalo de tempo (p.e. igrejas).
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11. Considerações Especiais Sobre 
Condicionamento de Ar em 
Plataformas de Petróleo
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Recursos especiais de uma 
instalação offshore
238
Considerações sobre segurança
• O aspecto de segurança se sobrepõe a qualquer outra 
atividade em uma plataforma offshore uma vez que o 
valor da vida humana não pode ser quantificado
• Nenhum descuido será tolerado ao se conceber qualquer 
sistema
• Muitas das instalações offshore estão em áreas onde 
estão presentes gases tóxicos ou que podem ser 
bombeados para fora, juntamente com o petróleo ou o 
gás, além do risco de incêndio
– O ácido sulfídrico, que é o gás mais comumente encontrado 
em campos petrolíferos, a exposição ao H2S, à
concentração de 10 ppm, durante cerca de uma hora, 
acarreta perda de visão e danos ao cérebro
– A exposição à concentração de 200 ppm com uma duração 
de menos de 5 minutos pode resultar em morte. 
239
Considerações sobre segurança
• Uma vez que o HVAC envolve manipulação de ar, que 
pode estar contaminado com gases, adequada atenção 
tem de ser tomada para evitar o ingresso de gás em 
áreas de acomodações, e restringir o fluxo de ar para 
impedir a propagação do gás ou do fogo em zonas 
circundantes, para garantir a segurança e evacuação do 
pessoal
– Este aspecto é muito importante, uma vez que se tem 
muito pouca opção em uma instalação em offshore, quando 
um acidente ocorre no campo
– Só podemos escolher entre a morte por asfixia, por 
queimaduras ou por afogamento, caso as coisas saiam 
do controle, como ocorreu na maior tragédia que ocorreu 
em uma plataforma produção petrolífera do Mar do Norte, 
em 1988, onde 167 vidas foram perdidas. 
240
06 de junho de 1988
• Piper Alpha era uma plataforma de produção de petróleo 
do Mar do Norte operada pela Occidental Petroleum Ltd
e Texaco, proprietária de 22% das ações
• Uma explosão e o incêndio 
resultante a destruiu em 6 
de julho de 1988, matando 
167 pessoas
• Somente 62 membros da 
tripulação sobreviveram.
• Mais informações em http://pt.wikipedia.org/wiki/Piper_Alpha
241
25 de novembro de 2007
• O grande incêndio ocorrido na plataforma petroleira 
Thistle Alpha no Mar do Norte, no litoral das Ilhas 
Shetland, foi controlado, tendo declarado Maria 
Hamilton, diretora de comunicação da Lundin Petroleum, 
conforme relatado na mídia:
– "O incêndio começou às 08h07 local (06h07 de Brasília), e 
foi apagado às 10h45 (08h45 de Brasília). Nenhum 
funcionário ficou ferido".
242
Incorporação permanente de novas 
tecnologias voltadas para a segurança
• Moderna plataforma sendo construída em Dubai.
243
Custo do trabalho e logística
• O custo envolvido na execução de qualquer instalação 
offshore, é exageradamente elevado
• Em conseqüência, um detalhamento de engenharia tem 
de ser feito antes de ser executada a instalação, com 
vistas a reduzir o trabalho offshore, tanto quanto 
possível, com exceção da ligação final, que só pode 
ser feita offshore
• No caso de uma nova instalação, que devam ser 
implementada em uma plataforma, a estrutura básica 
será normalmente fabricados em terra, todas as 
instalações executadas e, em seguida, transportada para 
o local offshore por meio de barcaças e levantada para a 
posição final por guindastes
• É necessário realizar praticamente 100% dos trabalhos 
em terra, pois de outra forma, o contratante terá de 
pagar bem mais caro para obter algo feito, mais tarde, 
offshore. 
244
Custo do trabalho e logística
• As atividades realizadas fora do plano de trabalho, como 
o elevado custo de fazer uma pequena modificação 
de um dreno para a ligação de um equipamento de 
resfriamento de ar, que não estava funcionando 
satisfatoriamente, devido ao deslocamento de uma 
tubulação ou de algum outro item fora da posição 
planejada originalmente, devido a alguns requisitos 
funcionais dessa instalação
• Em terra, esta modificação na instalação custaria, por 
exemplo, US$ 200, mas o mesmo trabalho offshore
custaria, mais de US$ 20.000.
245
Restrições de espaço
• O espaço disponível é muito limitado em qualquer 
instalação offshore
• O HVAC é apenas um dos serviços necessários para a 
instalação, e o pessoal de HVAC normalmente também 
irá se colocar na defensiva sobre o aspecto de espaço –
na maioria das vezes, as exigências de espaço não 
podem ser disponibilizadas de uma forma simples
• O pessoal de HVAC será obrigado a justificar as 
necessidades de espaço para instalação e manutenção 
com a documentação adequada – na maioria dos casos, 
terão de ser feitos desenhos adequados para provar a 
necessidade de espaço de acesso
• Uma vez que todos os serviços lutam por espaço, a 
necessidade de uma boa engenharia, a coordenação com 
outros serviços e a verificação de interferências não pode 
ser subestimada, pois às vezes, a luta pode ser por 
milímetros, com outros serviços. 
246
Restrições de espaço
• Os recentes desenvolvimentos, como o Protocolo de 
Montreal e as restrições impostas ao uso de gases 
halogenados devido à sua capacidade de destruição do 
ozônio,são adicionados aos problemas de um 
engenheiro de HVAC
• Todos refrigerantes propostos para substituição dos 
antigos gases halogenados, como R-407, R-407C, R-
134a etc resultam em equipamentos de maior tamanho, 
para trabalhos iguais
• Este é apenas um ponto levantado para a nossa 
compreensão das situações que se seguirão, durante os 
anos que se avizinham. 
247
Características construtivas
• Os recursos de qualquer plataforma serão naturalmente 
diferentes daqueles encontrados em terra, 
principalmente devido à resistência à corrosão e 
incêndio, necessários para a classificação de paredes 
externas e internas, instalações como as elétricas, salas 
de baterias, etc. devido às normas de segurança
• Portas instaladas nessas paredes devem ter a mesma 
resistência a incêndio e, por conseguinte, serão 
fornecidas com juntas etc, que vão ajudar a manter a 
pressurização.
248
Aspectos de engenharia – Detalhamento
• A importância da engenharia de detalhamento não pode 
ser subestimada uma vez que qualquer correção ou 
modificação, que se tenha que fazer, após o 
comissionamento de uma plataforma, será
extremamente onerosa
• No caso de uma instalação em terra, o custo das 
correções será inferior ao custo de engenharia, pela 
mesma quantidade de tempo. 
249
Aspectos de engenharia – Detalhamento
• Quantas vezes é que um projetista de HVAC efetua 
cálculos detalhados de queda na pressão do ar para uma 
instalação em terra?
– Fundamentalmente, ele vai por sua experiência e 
arbitrariamente assumir uma queda de pressão, 
dependendo da instalação
– Motores e acionamentos para as unidades de manipulação 
de ar (AHU – air handling unit) ou ventiladores são 
selecionados nessa base
• No caso de uma instalação em terra, o tempo 
necessário para calcular a queda de pressão, mesmo 
com o emprego de software, geralmente custará mais 
caro, que qualquer modificação
• Mas no caso de uma instalação offshore, a ação 
corretiva será muito mais onerosa e justifica um cálculo 
detalhado de queda de pressão, mesmo manualmente. 
250
Programas de computador: Os algoritmos 
não são infalíveis
• A experiência tem demonstrado que cálculos de queda 
de pressão realizados com softwares geralmente tendem 
a apresentar valores muito elevados, digamos 30 a 40% 
superiores ao cálculo manual, devido aos fatores de 
segurança presentes no sistema, o que resulta no 
sobredimensionamento de motores e aumento do fluxo 
de ar, criando dificuldades no balanceamento e remoção 
de condensado, devido à maior percentagem de ar 
externo.
251
Aspectos de engenharia – Controles
• A importância da engenharia também se reflete nos 
sistemas controle
– Haverá um contratado responsável pela instalação de todo 
o sistema de controle e o sistema HVAC tem que ser 
integrado a ele, para assegurar o atendimento às 
condições e normas de segurança
– Uma vez que várias restrições também são aplicáveis ao 
instalador do sistema de controle, qualquer mudança feita 
pelo pessoal de HVAC resultará na cobrança de 
modificações por parte do contratado para o sistema de 
controle, o que pode ser evitado se o detalhamento de 
engenharia é feito de forma precisa, logo da primeira vez
• Dampers corta-fogo, por exemplo, são para serem 
operados remotamente pelo sistema de controle da 
plataforma e a operação tem de ser monitorada para 
uma operação segura do sistema e da plataforma.
252
“Causo”
• Houve um caso típico, ocorrido durante a construção de 
uma plataforma no Médio Oriente, em uma instalação, 
onde o contratado de HVAC propôs aumentar a 
quantidade de dampers corta-fogo em apenas uma 
unidade, ou seja, de 82 para 83
– O contratado do sistema de controle, que já havia 
terminado seu trabalho de engenharia, apresentou um 
orçamento de US$ 300.000 para atender à mudança no 
HVAC, uma vez que a operação de todos os dampers corta-
fogo tem de que ser controlados e acompanhados pelo 
sistema F&G (Fire and Gas)
– Este montante de US$ 300.000 era perfeitamente 
justificável a partir de qualquer ponto de vista relativo à
alteração na instalação
– O contratado do HVAC foi obrigado a rever seus projetos, 
para a eliminação do damper, de forma a atender às 
respectivas normas. 
253
Aspectos de engenharia – Organização
• Embora mais “leve”, o peso da análise dos itens de HVAC 
irá necessitar de um estudo detalhado, quando do 
planejamento do “custo marítimo” (jargão para todos os 
envolvidos na logística de montagem uma estrutura 
offshore) e dos serviços a serem prestados para a 
instalação e fixação offshore
– As plataformas são fabricadas em terra e mais tarde 
transportadas para o local de destino, por barcaças
– No planejamento do custo marítimo, os guindastes terão de 
ser devidamente selecionados
– Por vezes, na plataforma, terão de ser depositados 
acessórios e equipamentos avulsos, tais como mobiliário, 
dutos de ar condicionado e outros equipamentos, 
embalados ou não, que devem ser ordenados 
adequadamente, na seqüência em que serão 
instalados após o posicionamento final da plataforma. 
254
Aspectos de engenharia – Interlocks
• Em muitas instalações em áreas classificadas perigosas, 
os chillers e conjuntos de bombas necessitam ser 
instalados em compartimentos pressurizados, de modo 
que as normas de segurança da área de equipamentos 
possa ser atendida, de acordo com a filosofia de 
segurança da plataforma e a apreciação dos consultores 
da dos fatores relacionados
• Haverá controles intertravados para assegurar que esses 
equipamentos irão operar somente quando a 
pressurização seja eficaz
• Naturalmente, o ventilador de pressurização, 
principalmente o acionamento do ventilador referente às 
unidades de manipulação de ar, será um motor para 
aplicação em áreas classificadas.
255
Aspectos de engenharia – Documentação
• A documentação de engenharia é de extrema 
importância em todas as fases de instalação
• Todo o equipamento deve ser identificado com um 
código numérico, mantido em sintonia com o projeto e a 
filosofia de engenharia do projeto
– Esses códigos numéricos devem aparecer em todos os 
desenhos e documentos para possibilitar a fácil e 
rápida referência.
256
Aspectos de engenharia – Documentação
• Documentos que possibilitam um bom 
caminho, para garantir a boa execução da 
instalação:
– Cálculos de carga térmica e da capacidade de trabalhar além 
dela
– Diagrama de tubulação e instrumentação para água gelada e 
água de condensação
– Diagrama de dutos e instrumentação do sistema de 
distribuição do ar 
– Diagrama unifilar para distribuição do ar são preparados com 
dados sobre a queda de pressão/metro, velocidade, taxas de 
vazão de ar e dimensões dos dutos para cada seção. Um 
diagrama unifilar bem preparado irá contribuir 
consideravelmente nos cálculos de perda de carga
– Layouts e seções de dutos
– Layouts e seções de tubulações de água de água de 
refrigeração e de condensação
– Layouts da tubulação de ar de instrumentação
– Layouts e seções de equipamentos
257
Aspectos de engenharia – Documentação
• Documentos que possibilitam um bom 
caminho, para garantir a boa execução 
da instalação (cont.):
– Cálculos de perda de pressão de ar para cada sistema
– Cálculos de perda de pressão água de refrigeração e de 
condensação, aplicáveis
– Padrões horários de carga, do sistema de HVAC (para 
fazer parte da documentação do sistema elétrico)
– Lista de cabos de energia
– Lista de cabos de controle
– Memória de cálculo das bandejas de cabos
– Procedimentos de instalação
– Procedimentos de pré-comissionamento
– Procedimentos de comissionamento.
258
Classificação de áreas perigosas para 
equipamentos 
• Uma vez que a maior parte das instalações offshore será
estará em uma área classificada, o equipamento deve 
ser fabricado e certificado para estar em conformidade 
com as exigências de áreas perigosas
• Mas como nem todas as instalações necessitam ser para 
áreas classificadas, equipamentos padrão, que pode 
suportar a salinidade e a atmosfera marinha corrosiva,