DIMENSIONAMENTO DE CÂMARAS FRIGORÍFICAS 2 0

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Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió 
 Pedro Henrique De Farias Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 DIMENSIONAMENTO DE UMA CÂMARA FRIGORÍFICA 
 Exemplificando Com Uma Câmera Frigorífica Para Maças 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 de março de 2021, Maceió-AL 
Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió 
 Pedro Henrique De Farias Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 DIMENSIONAMENTO DE UMA CÂMARA FRIGORÍFICA 
 Exemplificando Com Uma Câmera Frigorífica Para Maças 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 30 de março de 2021, Maceió-AL 
Trabalho apresentado como exigência para a 
disciplina produção mecânica III - Curso Técnico de 
Nível Médio Integrado em Mecânica – Coordenação 
de Mecânica, Instituto Federal de Alagoas (IFAL), sob 
a orientação do Professor Eduardo Henrique Viana De 
Sousa 
 
Sumário 
1.INTRODUÇÃO ............................................................................................. 4 
2.DIMENSIONAMENTO DA CÂMARA FRIGORÍFICA ................................... 5 
3.EXEMPLIFICAÇÃO DE ERRO NO DIMENSIONAMENTO (QUESTÃO) .. 11 
4.CONCLUSÃO ............................................................................................. 12 
5.REFERÊNCIAS .......................................................................................... 12 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 A preservação dos alimentos para uso futuro é extremamente importante 
para o ser humano, pois não só é necessário garantir uma alimentação 
saudável no momento do uso, mas também permitir que o alimento seja 
transportado e armazenado na safra para evitar abastecimento insuficiente 
entre as épocas de colheita. Devido ao grande desenvolvimento deste tipo de 
armazenamento, câmaras frigoríficas (frequentemente designadas por 
câmaras frigoríficas) são frequentemente utilizadas para este fim. Porém, em 
muitos casos, essas câmaras frigoríficas são realizadas por profissionais sem a 
devida pesquisa para atender aos requisitos técnicos, proporcionando bom 
desempenho e economia de investimentos. Este trabalho envolve o tamanho 
e as especificações do equipamento usado para construir a câmara frigorífica 
para atender às necessidades de armazenamento de longo prazo das maçãs. 
Dentre eles, o conteúdo a seguir é definido de acordo com as necessidades: 
dimensão, tipo de isolamento, cálculo de carga térmica e especificações dos 
principais equipamentos para construção de câmaras frigoríficas. 
 
PALAVRAS-CHAVE: câmaras frigoríficas, dimensionamento, maçãs, 
armazenamento, conservação. 
 
 
2. DIMENSIONAMENTO DA CÂMARA FRIGORÍFICA 
 
2.1. DADOS PRELIMINARES 
 
Para determinar e calcular a carga de calor do compartimento do 
refrigerador, as seguintes especificações são fornecidas: 
 
Carga de ocupação total: 5.000 kg; 
Temperatura externa: 35°C; 
Temperatura de entrada do produto: 25°C; 
Projeto voltado para o resfriamento do produto. 
 
2.2. DADOS PRELIMINARES 
 
 Por meio do Quadro 2, determinou-se a densidade de estocagem específica para 
maças. 
 
 Quadro 2: Densidade de estocagem de produtos estocados por m³ bruto em 
câmara. 
 
 Utilizando-se os limites de densidade de estocagem para maçãs, apresentados 
no Quadro 2, calculou-se a densidade média (méd): 
 𝜌𝑚é𝑑 = (170 + 199)𝑘𝑔/𝑚³= 174,5𝑘𝑔/𝑚³ 
 2 
 
 Depois de determinar a densidade média de estocagem, o volume pode ser 
calculado para as maçãs com uma carga total de 5.000 kg usando a seguinte 
equação proporcionalidade 
 174,5𝑘𝑔 = 1𝑚³_____________ 
 5.000𝑘𝑔 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑎çã 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑚𝑎çã𝑠 = 28,6𝑚³ 
 
Foi então considerado que este número total de maçãs seria dividido em duas 
partes Assim, o volume armazenado em cada uma das prateleiras será: 
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑝𝑟𝑎𝑡𝑒𝑙𝑒𝑖𝑟𝑎 = 28,6𝑚³ = 14,3𝑚³ 
 2 
 
Então, em cada uma das prateleiras com capacidade de 14,3𝑚³maçãs. Desse 
volume de 14,3𝑚³, são consideradas as seguintes dimensões prateleiras 
2,8𝑚 𝑥 2𝑚 𝑥 2,61𝑚 = 14,62𝑚³ 
 
Essas dimensões são comprimento, largura e altura, respectivamente. Para o 
melhor A disposição das prateleiras foi considerada um vão de 2 m entre elas 
em intervalos de 1 m entre estas e as paredes e na vertical com vão de 1 m 
entre as prateleiras, o chão e o tecto. a partir de se as dimensões internas 
adequadas da câmara são: 
4,8𝑚 𝑥 6𝑚 𝑥 3,61𝑚 = 103,97 𝑚³ 
 
Um esboço da câmera é mostrado abaixo, com as posições correspondentes 
equipamento 
 
 
 
2.3. CÁLCULO DA CARGA TÉRMICA 
2.3.1. TRANSMISSÃO DE CALOR (Q1) 
 Equação da transmissão de calor nas paredes, teto e piso: 
𝑄1 = 𝐴 𝑥 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎 1 
 
Onde: Q1 = Quantidade de calor transferido (kcal); 
A = Área total das superfícies internas das paredes, teto e piso (m²); 
Fator Tabela 1 = Coeficiente total de transmissão de calor (kcal/m².24h). 
 
Para as dimensões determinadas para a câmara frigorífica, a área total das superfícies 
internas (paredes, teto e piso) da mesma é: 
𝐴 = 2 𝑥 (4,8𝑚 𝑥 6𝑚) + 2 𝑥 (6𝑚 𝑥 3,61𝑚) + 2 𝑥 (4,8𝑚 𝑥 3,61𝑚) = 135,58𝑚² 
 
 Para verificar este fator na Tabela 1, é necessário especificar o tipo de isolamento para 
ser usado na câmera. Foi então determinado que haveria isolamento da câmara Painel de 
poliuretano com 100 mm de espessura. Também usamos a diferença em temperatura 
externa e interna da câmara para verificar o valor de dispersão. Diferença em a 
temperatura foi calculada usando a seguinte equação: 
∆𝑇 = (36 − 0) °𝐶 = 36°C 
 
Em seguida, usando o tipo de isolamento, sua espessura e diferença de temperatura 
o coeficiente de dispersão encontrado acima foi verificado na Tabela 1. 
 
O fator de dispersão encontrado por interpolação, para os dados acima é 146 kcal/m². 
Com isso a carga térmica de transmissão de calor é: 
𝑄1 = 135,58𝑚²𝑥 146𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚² = 19.794,68𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.2. INFILTRAÇÃO DE CALOR (Q2) 
 
Equação da carga de infiltração (abertura de portas): 
𝑄2 = 𝑉 𝑥 𝑁 𝑥 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑇𝑎𝑏. 2 𝑥 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑇𝑎𝑏. 3 𝑥 (1 − 𝐸) 
 
Onde: Q2 = Quantidade de calor infiltrado (kcal); 
V = Volume da câmara (m³); 
N = Número de abertura de portas; 
Fator Tabela 2 = Troca de Ar/24h por Abertura de Porta e Infiltração; 
Fator Tabela 3 = Ganho de energia por m³ de câmara, em função de 
temperaturas e umidade relativa interna e externa (kcal/m³); 
E = Efetividade do dispositivo de proteção. 
Utilizando o volume total da câmara de 216,6 m³, especificou-se o fator da Tabela 2 
 
 
 
 
 
Utilizando o volume total da câmara de 103,97m³, especificou-se o fator da Tabela 2 
 
TABELA 2: 
 
 
O coeficiente encontrado por interpolação é 5,834. Então ele pensou que a câmara 
será instalado na cidade de Itaperuna / RJ onde a umidade relativa média é de 60%. 
Usando 60% de umidade relativa e temperatura interna da câmara fria 
0 ° C, coeficiente especificado na Tabela 3. 
 
 TABELA 3: 
 
 
Levando em consideração os fatores acima, considerou-se que a porta da 
câmara seria aberta 2 vezes ao dia e cortinas de plástico serão usadas para 
fornecer proteção eficaz (E) 0,875 em média. A partir das considerações, 
obtemos: 
𝑄2 = 103,97 𝑚³ 𝑥 2 𝑥 5,834 𝑥 24,7 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚3 𝑥 (1 − 0,875) = 3.745,51 𝑘c 
 
 
 
2.3.3. CALOR DOS PRODUTOS (Q3) 
 
Equação para carga do produto: 
𝑄3 = 𝑚 𝑥 𝑐 𝑥 ∆𝑇 
 
Onde: Q3 = Quantidade de calor do produto (kcal); 
m = Massa do produto (kg); 
c = Calor específico (kcal/kg.ºC); 
T = Temp. de entrada do produto - Temp. interna da câmara (°C). 
 
A diferença entre a temperatura de entrada do produto e temperatura interna da câmara é: 
∆𝑇 = (25 − 0)°𝐶 = 25°c 
 
O calor específico das maçãs é então determinado na Tabela 4 antes 
congelamento, para o cálculo da carga de produto (Q3). 
 
Um valor de 0,86 kcal / kg ° C foi encontrado para este calor específico.Graças a isso o valor de carga do produto é: 
𝑄3 = 5.000𝑘𝑔 𝑥 0,86 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔°𝐶 𝑥 25 = 107.500 𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.4. CARGA DE OCUPAÇÃO (Q4) 
 
Equação da carga de ocupação: 
𝑄4 = 𝑁º 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑠𝑠𝑜𝑎𝑠 𝑥 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑇𝑎𝑏. 5 𝑥 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛ê𝑛𝑐𝑖𝑎 
 
Onde: Q4 = Calor de ocupação (kcal); 
Fator Tabela 5 = Calor equivalente por pessoa (kcal/h) 
Ao calcular a carga de ocupação, foi assumido que 2 pessoas 
trabalharão nas instalações câmara frigorífica 1 hora por dia. A Tabela 5 
foi usada para determinar o calor o equivalente por pessoa. 
 
Verificou-se então que para uma temperatura interna de 0 ° C na 
câmara frigorífica, o equivalente de calor por pessoa é 233 kcal / h. 
Portanto, a carga de presença é: 
𝑄4 = 2 𝑥 233 𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ 𝑥 1ℎ = 466𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.5. CARGA DE ILUMINAÇÃO (Q5) 
 
Equação para a carga de Iluminação: 
𝑄5 = 𝑃 𝑥 860 (𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ) 𝑥 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 
 
Onde: Q5 = Quantidade de calor devido à iluminação (kcal); 
P = Potência (kW); 
860 kcal/h = Fator de conversão kW/kcal. 
 
Com base nas dimensões da câmara, presumiu-se que seriam 
utilizadas 4 lâmpadas de 65 W para iluminação. Estas lâmpadas só 
estarão disponíveis durante o período em que os funcionários 
trabalham na câmara, ou seja, 1 hora. Assim, a carga térmica da 
iluminação é: 
𝑄5 = (4 𝑥 0,065𝑘𝑊)𝑥 860 (𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ) 𝑥 1ℎ = 233,6 𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.6. CARGA DEVIDO AOS MOTORES (Q6) 
 
Equação para a carga devido aos motores: 
𝑄6 = 𝑃 𝑥 860 (𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ) 𝑥 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 
 
Onde: Q6 = Quantidade de calor devido aos motores (kcal); 
P = Potência (kW); 
860 kcal/h = Fator de conversão kW/kcal. 
 
Para calcular a carga térmica dos motores, estimou-se que um 
evaporador com 3 ventiladores, potência do motor de cada ventilador0,558 
kW. Assim, a carga térmica causada pelos motores é: 
𝑄6 = (3 𝑥 0,558𝑘𝑊)𝑥 860 (𝑘𝑐𝑎𝑙/ℎ) 𝑥 20ℎ = 28.792,8𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.7. CARGA DE EMBALAGEM (Q7) 
 
Equação para a carga de embalagem: 
𝑄7 = 𝑚 𝑥 𝑐 𝑥 ∆𝑇 
 
Onde: Q7 = Quantidade de calor devido as embalagens (kcal); 
m = massa da embalagem (kg); 
c = calor específico da embalagem (kcal/kg°C); 
T = Temperatura de entrada - interna (°C). 
 
A embalagem mais comumente usada para armazenar maçãs é o papelão. 
Então, um peso médio de 2 kg foi assumido para a embalagem, e o calor 
específico foi de 0,35 kcal / kg ° C para papelão. Assim, a carga térmica 
associada à embalagem é: 
𝑄7 = 2𝑘𝑔 𝑥 0,35 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔°𝐶 𝑥 [25 − 0]°𝐶 = 17,5𝑘𝑐𝑎l 
 
2.3.8. CARGA TÉRMICA TOTAL (QT) 
A carga térmica total é calculada pelo somatório de todas as cargas calculadas 
anteriormente. 
𝑄𝑇 = 𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 + 𝑄4 + 𝑄5 + 𝑄6 + 𝑄7 
𝑄𝑇 = (19.794,68 + 3.745,51 + 107.500 + 466 + 233,6 + 28.792,8 + 17,5)𝑘𝑐𝑎𝑙 
𝑄𝑇 = 159.940,09 𝑘𝑐𝑎𝑙 
Considerando o fator de segurança padrão de 10% encontramos: 
𝑄𝑇 = 175.934,099 𝑘𝑐𝑎l 
 
3. EXEMPLIFICAÇÃO DE ERRO NO DIMENSIONAMENTO (QUESTÃO) 
 
 Assinale a alternativa correta. 
 
I- As câmaras frigoríficas deverão ser dotadas de antecâmara para proteção témica 
II- As câmaras frigoríficas devem possuir o nível do piso acima da área externa para 
evitar o retorno de água e sujeira para o local. 
III- É necessário especificar o tipo de isolamento para ser usado na câmera. 
Marque a alternativa correta 
A) Somente a alternativa I está correta. 
B) As alternativas II e III estão corretas. 
C) As alternativas I e III estão corretas. 
D) As alternativas I e II estão corretas. 
E) Todas as alternativas estão corretas 
R= C 
4. CONCLUSÃO 
 
Com uma carga de 5.000 kg transferidos para a câmara frigorífica, foi possível 
encontrar as dimensões mais adequadas. A carga foi então calculada através da 
especificações. Graças a este projeto elaborado, muito conhecimento foi adquirido, além 
de dimensionar realizadas, o armazenamento de maçãs, e a realização da especificação 
dos componentes do sistema de refrigeração necessários para a mesma, por meio da 
carga térmica requerida. 
 
5. REFERÊNCIAS 
 
DANFOSS. Guia de Referência Rápida - Refrigeração Comercial e Ar Condicionado - 
Osasco: Catálogo. Osasco, 2008. 
 
DANFOSS. Unidades Condensadoras Herméticas 60Hz - Osasco: Catálogo. Osasco, 
2013. 
 
EMBRAPA. Disponível em: 
<http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Maca/ProducaoIntegra
d aMaca/colheita.htm#topo>. Acesso: 28 de março de 2021. 
MIPAL. Catálogo Geral Linha Comercial - Cabreúva: Catálogo. Cabreúva, 2012. 
 
PROJETO DE CÂMARA FRIGORÍFICA PARA ARMAZENAMENTO DE MAÇÃS 2021. 
Disponível em: http://www.feevale.br/Comum/midias/9db2527f-75c2-4278-be51-
46c821f9e742/Andr%C3%A9%20Luiz%20Vicente%2001.pdf .Acesso em: 28 de março 
de 2021. 
 
A IMPORTÂNCIA DO CÁLCULO DE CARGA TÉRMICA 2021. Disponível em: 
https://www.tecumseh.com/globalassets/media/south-america/files/fic-frio-
magazines/fic_frio_90_pt.pdf .Acesso em: 28 de março de 2021. 
 
QUESTÃO 83589 - ESTRUTURA DA UAN 2021. Disponível em: 
https://questoes.grancursosonline.com.br/questoes-de-concursos/nutricao-estrutura-
da-uan/83589.Acesso em: 28 de março de 2021.