SISTEMAS DE AR CONDICIONADO: CARGA TÉRMICA
Definição de Carga Térmica
É a quantidade de calor a ser retirada (regime de verão) ou fornecida (regime de inverno) ao ar para manter, em um ambiente, as condições desejadas.
Subdividi-se em carga térmica interna, gerada dentro do ambiente tratado e carga térmica total que considera o calor devido ao ar externo introduzido para renovar o ar ambiente.
Para efeito de dimensionamento dos equipamentos normalmente interessa a carga total máxima – pode haver variações de carga durante o uso dos ambientes – soma de todas as parcelas que compõem a carga. Para a especificação dos controles automáticos interessa também o cálculo das cargas parciais que ocorrem fora do período de pico (carga máxima).
Cálculo
As variáveis que determinam a carga térmica são numerosas, difíceis de definir precisamente e sempre inter-relacionadas;
Quatro tipos de fluxo de calor, relacionados, porém distintos, transientes, devem ser definidos:
• Potência térmica do ambiente;
• Carga térmica do ambiente;
• Taxa de remoção de calor do ambiente;
• Carga térmica do fan-coil / unidade condicionadora, etc.
A Potência Térmica do Ambiente é a quantidade de calor por unidade de tempo que entra ou é gerada no ambiente. É classificada de acordo com o modo (radiação, transmissão, geração interna, etc), e tipo (calor sensível ou calor latente);
A potência térmica resulta de:
• Radiação solar através de superfícies transparentes;
• Condução de calor do exterior para o ambiente através das paredes ou telhados;
• Condução de calor através de paredes, divisórias, tetos, pisos internos;
• Calor gerado no ambiente por ocupantes, animais, luzes e equipamentos;
• Transferência de calor devido à ventilação, renovação e infiltração de ar externo;
• Outros.
A Carga Térmica do Ambiente
É a potência térmica que deve ser removida do ambiente condicionado para manter a temperatura em um valor estipulado.
A potência térmica não é necessariamente igual à carga térmica de resfriamento (efeito de acumulação). Por exemplo, o ganho de calor por radiação é acumulado em paredes, tetos, piso, etc., e defasa as distribuições de potência e carga térmica.
Taxa de remoção de Calor
É a taxa com que o calor é retirado do ambiente condicionado.
Carga térmica do condicionador
É a potência térmica de um ou em vários espaços condicionados.
A carga térmica do condicionador é a soma das potências térmicas instantâneas de todos os ambientes condicionados, mais uma potência adicional imposta por fatores externos.
Variáveis de Projeto
Para calcular a carga térmica de resfriamento é necessário:
• Obter características físicas do prédio, dimensões, materiais, etc;
• Determinar a localização do prédio, orientação e sombreamento;
• Obter informações sobre o clima no local, e especificar os dados de projeto de acordo com normas;
• Obter informação sobre iluminação, ocupantes, tipo de ocupação, equipamentos, etc, tudo que possa contribuir para a carga térmica interna;
• Especificar o dia típico de cada mês para fazer os gerar os valores de carga térmica;
• E vários outros...
Vamos usar como exemplo condicionamento térmico de edifício comercial.
Algumas variáveis de projeto:
Edifício Bussiness Point
• Edifício de 12 andares; Pé direito das salas com 2,6 m; Fachada leste, orientação L-O; Altura do forro 0,4 m; 50% das fachadas externas de vidro; Garagem não condicionada (no subsolo); 1,5 trocas de ar por hora (renovação do volume do edifício); Ocupação de 6 m2 / pessoa; Iluminação 40 W/m2; BS = 24 oC UR = 50 %. Localização: Setor Autarquias Sul - Brasília – DF
CARGA TÉRMICA APROXIMADA DE UM EDIFÍCIO
PRINCIPAIS ESTRATÉGIAS
• CORES CLARAS; 2,2 %
• REDUÇÃO DE ÁREA ENVIDRAÇADA: 70 ® 50%; 11,0 %
• REVESTIMENTO EXTERNO REFLETIVO: MÁMORE BRANCO; 11,0 %
• VIDROS REFLETIVOS; 11,6 %
• ISOLAMENTO APROPRIADO; 6,1 %
• ROTAÇÃO DO EDIFÍCIO; 7,8 %
REDUÇÃO TOTAL 50 %
