sistemas de refrigeraÇÃo - técnicos online · 2019. 10. 22. · a nbr 16401 –3 anexo b lista...

SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO E AR CONDICIONADO

PROF.: KAIO DUTRA

AULA 8-9 – CONFORTO TÉRMICO E QUALIDADE DO AR

CONFORTO TÉRMICOCRITÉRIOS PARA CONFORTO E SAÚDE

◦O corpo humano é um organismo com umaextraordinária capacidade de adaptação.

◦ Entretanto, as condições externas detemperatura e umidade podem variar entrelimites que ultrapassam a capacidade deadaptação do corpo, exigindo um controledas condições internas de modo aproporcionar um ambiente sadio econfortável.

◦ Segundo a ASHRAE: “Conforto térmico é umestado de espírito que expressa satisfaçãocom o ambiente térmico.”

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CONFORTO TÉRMICOCRITÉRIOS PARA CONFORTO E SAÚDE◦ De acordo com a NR 17:◦ 17.5.2. Nos locais de trabalho onde são

executadas atividades que exijam solicitaçãointelectual e atenção constantes, tais como:salas de controle, laboratórios, escritórios,salas de desenvolvimento ou análise deprojetos, dentre outros, são recomendadas asseguintes condições de conforto:◦ Níveis de ruído de acordo com o estabelecido na NBR

10152, norma brasileira registrada no INMETRO;◦ Índice de temperatura efetiva entre 20 e 23°C;◦ Velocidade do ar não superior a 0,75 m/s;◦ Umidade relativa do ar não inferior a 40%.

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CONFORTO TÉRMICOMETABOLISMO◦O Metabolismo representa a taxa de transferência de energias químicas

em calor e trabalho mecânico por atividades metabólicas no organismo.◦Para o regime permanente dissipado pode ser calculado pela seguinte

equação:◦Onde:◦ W: Trabalho realizado pelos músculos;◦ C+R: Dissipação de calor sensível através da porção exposta da pele e roupas por

convecção e radiação;◦ Ersw: Dissipação de calor por transpiração;◦ Ediff: Difusão de umidade pela pele;◦ Cresp: Dissipação de calor sensível por meio da respiração;◦ Eresp: Dissipação de calor latente devido à respiração;

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CONFORTO TÉRMICOMETABOLISMO

◦A atividade metabólica (met) pode variarde acordo com a atividade realizada,conforme apresentado pela ASHRAE.

◦Onde 1met = 58,1W/m².

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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO

◦Para estabelecer o conforto térmico, o sistema de climatizaçãodeve controlar os seguintes parâmetros:◦ Temperatura do ar (bulbo seco);

◦ Temperatura das superfícies circundantes (TRM);

◦ Umidade do ar;

◦ Velocidade do ar;

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◦Temperatura Radiante Média (TR): temperatura superficialuniforme de um invólucro negro imaginário com o qual apessoa trocaria a mesma quantidade de calor por radiaçãoque aquela trocada com o invólucro real.

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◦Temperatura Radiante Média (TR):◦ Para h1>h2:

◦ Para h1<h2:

◦ Onde:◦ Tg = Temperatura de globo (°C);◦ Tar = Temperatura do ar (°C);◦ Var = Velocidade do ar (m/s).◦ D = Diâmetro do globo (0,15m)

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◦Temperatura Operacional (TO): temperatura uniforme de umambiente imaginário no qual uma pessoa trocaria a mesmaquantidade de calor por radiação e convecção que no ambiente real.

◦Para velocidade do ar baixas (<0,2m/s), ou onde a diferença entre aTr e Tar é < 4°C, pode calcular a To da seguinte forma:

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CONFORTO TÉRMICOEXEMPLO 1

◦Determine a temperatura de operação de um ambiente cujatemperatura do termômetro indica 26°C, temperatura globo indica27,2°C e velocidade do ar de 0,25m/s.

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◦Vestimentas: As vestimentasexercem proteção térmicadeterminada por clo(1clo=0,155m²/W)

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◦Vestimentas: tabela com base naAshrae Handbook Fundamentals2005 – Cap 5 – Thermal Comfort

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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: FANGER

◦A relação PPVxPMV aponta o percentual de pessoas satisfeitas(PPV) em uma determinada condição do ambiente (PMV).

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◦O valor PMV pode ser obtido segundo parâmetros da norma ISO7730, ou utilizando a equação abaixo:

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◦Parâmetros usados pelasNormas:◦ ISO 7730: Aceita até 10% de

pessoas insatisfeitas;

◦ASHRAE 55: Aceita até 20% depessoas insatisfeitas;

◦NBR 16401-2:2008: Aceita até 20%de pessoas insatisfeitas.

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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: OLGYAY

◦Diagrama para pessoas que estejamrealizando trabalho sedentário evestindo um clo em climas quentes(paletó de lã, gravata e camisa, para osexo masculino ou o equivalente para osexo feminino).

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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: GIVONI

◦Diagrama baseado nacarta psicrométrica, comuma zona de confortotérmico e quatro outraszonas, nas quais os níveisde conforto podem seratingidos mediante ofornecimento ou aretirada de calor de formapassiva ou ativa,

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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: GIVONI

◦Diagrama baseado na cartapsicrométrica, com uma zona deconforto térmico e quatro outras zonas,nas quais os níveis de conforto podemser atingidos mediante o fornecimentoou a retirada de calor de forma passivaou ativa,

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QUALIDADE DO AR◦Para que um ambiente interno seja saudável econfortável a qualidade do ar deve ser garantida.

◦As fontes de poluição podem ser internas ouexternas, de forma que deve ser removida atravésde remoção, diluição e/ou filtragem. A ventilaçãoé importante neste sentido.

◦Ventilação é definida como o mecanismo peloqual o ar é fornecido a um recinto, seja por meiosnaturais ou mecânicos.

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QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO

◦A vazão eficaz (Vef) de ar exterior é considerada pela soma de duas partes,avaliadas separadamente:◦ Vazão relacionada às pessoas;

◦ Vazão relacionada à área ocupada.

◦Onde:◦ Fp é a vazão por pessoa (L/s);

◦ Fa é a vazão por área útil ocupada (L/s*m²)

◦ Pz é o número máximo de pessoas na zona de ventilação;

◦ Az é a área íutil ocupada pela pessoas (m²)

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◦A vazão eficaz (Vef) de ar exterioré considerada pela soma de duaspartes, avaliadas separadamente:◦ Vazão relacionada às pessoas;◦ Vazão relacionada à área ocupada.

◦Onde:◦ Fp é a vazão por pessoa (L/s);◦ Fa é a vazão por área útil ocupada

(L/s*m²)◦ Pz é o número máximo de pessoas na

zona de ventilação;◦ Az é a área íutil ocupada pela pessoas

(m²)Prof.: Kaio Dutra


◦A vazão eficaz (Vef) de ar exterioré considerada pela soma de duaspartes, avaliadas separadamente:◦ Vazão relacionada às pessoas;◦ Vazão relacionada à área ocupada.

◦Onde:◦ Fp é a vazão por pessoa (L/s);◦ Fa é a vazão por área útil ocupada

(L/s*m²)◦ Pz é o número máximo de pessoas na

zona de ventilação;◦ Az é a área íutil ocupada pela pessoas

(m²)Prof.: Kaio Dutra

V= 𝑉′ ∙ 𝜌𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙


◦A vazão a ser suprida pela zona deventilação pode ser modificação emvirtude da eficiência de distribuiçãodo ar na zona. Desta forma a vazãode ar exterior (Vz) é dada por:

◦Onde:◦ Ez representa a eficiência de distribuição

de ar na zona.

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◦A vazão de ar externa (Vs) a ser supridapelo sistema é dado mediante asseguintes situações:◦ 1 - Sistema com zona de ventilação única:

◦ Vs=Vz

◦ 2 - Sistema com zonas múltiplas suprindo100% de ar exterior:

◦ Vs=∑Vz

◦ 3 - Sistema com zonas múltiplas suprindomisturas de ar exterior e ar recirculado:

◦Onde:◦ D representa o fator de diversidade de

ocupação.

◦ Ev representa a eficiência do sistema deventilação em suprir a vazão eficaz de arexterior em cada zona de ventilação e édeterminado em função da zona queapresenta o maior fator Zae:

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◦ Sendo:◦ Ps o total de pessas simultaneamente

presentes nos locais servidos pelosistema;

◦ ∑Pz a soma das pessoas previstas emcada zona;

◦ Vz a vazão de ar exterior requerida nazona de ventilação;

◦ Vt a vazão total insuflada na zona. Parasistemas VAV (volume de ar variado), Vté o valor mínimo de projeto.

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QUALIDADE DO AREXEMPLO 2

◦Determine a vazão de ar exterior de um banco que possui asseguintes áreas:◦1 - Salão de atendimento (180m²)

◦2 - Escritórios com média densidade (40m²)

◦2 – Salas de diretoria (5m²)

◦Obs.: Os banheiros possuem sistemas independentes deexaustão.

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QUALIDADE DO ARFILTRAGEM

◦Os sistemas de ar condicionadodevem filtrar continuamente omaterial particulado trazido peloar exterior e os geradosinternamente, a fim de :◦Reduzir a acumulação de poluentes

nos equipamentos e dutos dosistema;

◦Contribuir para reduzir suaconcentração de poluentes no recintoa níveis aceitáveis.

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QUALIDADE DO ARFILTRAGEM

◦A NBR 164401 adota aclassificação de filtros daEM 779, que determina aeficiência dos filtrosgrossos por ensaiogravimétrico com poeira ea eficiência dos filtros finosem retenção de partículasde 0,4 μm.

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QUALIDADE DO ARFILTRAGEM ◦A Tabela 5 da NBR 16401-3

estipula níveis de filtragemmínima para diversas aplicaçõescomuns. Para aplicações nãolistadas, adota-se a classe defiltragem estipulada paraaplicações similares. Aplicaçõesespeciais devem obedecer aoestipulado em normasespecíficas.

◦Os filtros estipulados devem serinstalados a montante daserpentinas.

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QUALIDADE DO ARPOLUENTES DO AMBIENTE◦A NBR 16401 – 3 Anexo B lista

alguns poluentes químicoscomuns e indica asconcentrações consideradasaceitáveis por diversasentidades internacionais.

◦Os valores indicados têm caráterinformativo, não sendoobrigatória sua medição ouacompanhamento periódico,mas permitem aos profissionaisda área avaliar os possívelefeitos destes poluentes a saúdee o bem-estar das pessoas.

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QUALIDADE DO ARCO2

◦O organismo humano consome oxigênioe produz dióxido de carbono (CO2) evapor de água, eliminados na respiração.◦O quociente respiratório QR é a relação

volumétrica do CO2 produzido para ooxigênio consumido. Para uma dietanormal equilibrada, QR éaproximadamente 0,83.◦A taxa de oxigênio consumido e de CO2

produzido depende da taxa de respiraçãocorrespondente ao nível de atividadefísica (met), conforme indicado nográfico.

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QUALIDADE DO ARCO2

◦Em condições de equilíbrio (raramenteverificadas na prática), a equaçãoabaixo determina a vazão de arexterior necessária para manter aconcentração volumétrica de CO2abaixo de determinado nível:◦Onde:◦ Vo é a vazão de ar exterior por pessoa;◦ N é a taxa de geração de CO2 por pessoa;◦ Cs é a concentração de CO2 no recinto;◦ Co é a concentração de CO2 no ar exterior;

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QUALIDADE DO ARCO2

◦Para uma vazão de 7,5L/s (450L/min)de ar exterior por pessoa, tem-se aelevação da concentração no recintoem relação ao ar exterior, emcondições de equilíbrio estável egeração de CO2 de 0,31 (gráfico):

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QUALIDADE DO ARCO2

◦A concentração frequentementeconsiderada como adequada paraqualificação de qualidade de ar comoboa é de 1000ppm.

◦O valor de concentração no ar exterioroscila entre 400 e 600 ppm.

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◦Calcule a vazão de ar por pessoa necessáriapara estabelecer a concentração de CO2 norecinto em 1000ppm, sabendo-se que p arexterno encontra-se a 500ppm. A atividadeexercida possui met de 1,2.

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◦Calcule a vazão de ar externo em Nível 1 e Nível 3 para ascondições abaixo:◦Densidade 1,1Kg/m²;

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