Climatização. Prof. Ramón Eduardo Pereira Silva Engenharia de Energia Universidade Federal da Grande Dourados Dourados MS 2014

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Oswaldo Tuschinski Belo
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Efeitos do Movimento do Ar no Conforto de uma Pessoa Energia Solar Térmica - 2014 Prof.

2 Efeitos do Movimento do Ar no Conforto de uma Pessoa Energia Solar Térmica Prof. Ramón Eduardo Pereira Silva Engenharia de Energia Universidade Federal da Grande Dourados Dourados MS 2014

3 Sensação de Frio e Calor O movimento do ar alivia a sensação de calor pois abaixa a temperatura da pele; Para que o conforto relativo proporcionado pela ventilação seja melhor compreendido é importante conhecermos as perdas de calor sofridas pelo ser humano. PROF. RAMÓN SILVA

4 Sensação de Frio e Calor A energia ingerida nos alimentos fornece o calor necessário ao equilíbrio metabólico do organismo. PROF. RAMÓN SILVA

5 Sensação de Frio e Calor Uma pessoa em repouso consome o equivalente a 100 kcal/h (418 kj/h) Em uma caminhada rápida ~ 6,5 km/h esse valor sobe para 350 kcal/h (1463 kj/h) PROF. RAMÓN SILVA

6 Sensação de Frio e Calor Uma pessoa em repouso consome o equivalente a 100 kcal/h (418 kj/h) Em uma caminhada rápida ~ 6,5 km/h esse valor sobe para 350 kcal/h (1463 kj/h) PROF. RAMÓN SILVA

7 Sensação de Frio e Calor O corpo humano não tem capacidade de armazenar todo o calor fornecido pelo metabolismo, pois a temperatura interior e subsuperficial deve estar próxima de 37 C. A temperatura superficial deve estar em 36,5 C. PROF. RAMÓN SILVA

8 Sensação de Frio e Calor Dessa forma, deve haver uma eliminação permanente do excesso de calor formado, o que ocorre através da pele. Esta eliminação deve ser feita na mesma taxa em que o calor é produzido. É necessário que isso aconteça para evitar a ameaça de um acidente circulatório-respiratório. PROF. RAMÓN SILVA

9 Formas de Transmissão de Calor - Radiação Se a temperatura das paredes forem menores que 36,5 C, o corpo humano cederá calor por radiação. O contrário ocorrerá se as paredes estiverem em temperatura superior à temperatura do organismo. PROF. RAMÓN SILVA

10 Formas de Transmissão de Calor - Radiação Lembrar que a transferência de calor por radiação acontece por meio de ondas eletromagnéticas que não precisam de qualquer ou contato meio para se propagar. PROF. RAMÓN SILVA

11 Formas de Transmissão de Calor - Convecção Quando a temperatura do ar ambiente for inferior à temperatura da pele a transferência ocorre por condução nas proximidades da pele. E por convecção a partir dessa camada limite. PROF. RAMÓN SILVA

12 Formas de Transmissão de Calor - Convecção Quando o corpo humano encontra-se em repouso e não há presença de vento, o ar que se encontra próximo a pele se aquece. Se esse ar for removido por uma corrente do ar ambiente forma-se um mecanismo de convecção PROF. RAMÓN SILVA

13 Formas de Transmissão de Calor - Convecção Se a velocidade da corrente de ar aumenta, a taxa de transferência de calor por convecção também aumenta diminuindo a temperatura do corpo. PROF. RAMÓN SILVA

14 Formas de Transmissão de Calor - Evaporação Nem sempre a perda de calor por radiação e convecção é suficiente para regular a temperatura do corpo. PROF. RAMÓN SILVA

15 Formas de Transmissão de Calor - Evaporação Para que haja a mudança de fase do suor em vapor é necessário que se forneça energia. Essa energia é fornecida pelo calor da superfície da pele calor latente de vaporização. PROF. RAMÓN SILVA

Formas de Transmissão de Calor - Evaporação Se o ar estiver parado, a camada desse ar em contato com a pele e a que fica entre a roupa e a pele ficam saturadas de umidade e portanto

16 Formas de Transmissão de Calor - Evaporação Se o ar estiver parado, a camada desse ar em contato com a pele e a que fica entre a roupa e a pele ficam saturadas de umidade e portanto não possuem mais condições de absorver a umidade existente na pele. Então o suor evapora em uma taxa menor que a sua formação e a pele fica molhada de suor. PROF. RAMÓN SILVA

17 Formas de Transmissão de Calor - Evaporação Nessa condição há transferência de calor por condução através dessa camada de superficial de ar sobre a pele. Desde que o ar ambiente não esteja excessivamente úmido, um movimento do ar será suficiente para evaporar o suor melhorando o conforto. PROF. RAMÓN SILVA

18 Formas de Transmissão de Calor Resumo O movimento do ar tem como efeito: a. Acelerar a perda de calor por convecção b. Auxiliar o corpo a dissipar o calor fornecido por condução na camada de ar superficial à pele; c. Auxiliar a perda de calor por transpiração, permitindo suportar temperaturas relativamente elevadas. PROF. RAMÓN SILVA

19 Formas de Transmissão de Calor O movimento do ar é necessário não somente para remover o calor por evaporação, mas também para controlar a intensidade de transpiração. A transpiração excessiva causa a perda de sais minerais, debilitando o organismo. Até mesmo em temperaturas moderadas é conveniente provocar um certo movimento de ar de forma a reduzir a transpiração. PROF. RAMÓN SILVA

20 Formas de Transmissão de Calor Em locais de atividades calmas, em temperaturas que variam de 21 C a 24 C, um deslocamento de ar de 12 m/min provoca uma sensação refrescante e confortável. Na proximidade de fornos, e estufas e onde a atividade é mais intensa e a temperatura mais alta a velocidade do ar pode chegar a 30 m/min e até 130 m/min. PROF. RAMÓN SILVA

21 Zona de Conforto Não considera o efeito da umidade PROF. RAMÓN SILVA

22 Sensação Térmica Se o ar se encontrar com umidade elevada, mesmo que se aplique ventilação com velocidade considerável não será possível conseguir a evaporação nas condições necessárias. O conforto ambiental somente será conseguido se a umidade relativa do ar for diminuída. PROF. RAMÓN SILVA

23 Sensação Térmica Para uma determinada umidade relativa do ar, pode-se ter idéia do efeito de conforto proporcionado pelo ar em movimento comparando e exprimindo seu efeito em função da temperatura do ar medida no bulbo seco que produziria o mesmo efeito refrescante caso o ar estivesse parado. PROF. RAMÓN SILVA

24 Sensação Térmica Por exemplo: Se o ar ambiente se deslocar a uma velocidade de 2,2 m/s em contato com a pele produzirá a mesma sensação que o ar parado com uma temperatura 5 C mais baixa que a do ambiente. PROF. RAMÓN SILVA

25 Velocidade de Deslocamento do Ar Segundo Macintyre (2003) para ambientes normais a velocidade do ar no recinto deve estar entre 1,5 e 15 m/min. Se houver captores de poluentes essa velocidade deve estar no máximo entre 15 e 22 m/min. PROF. RAMÓN SILVA

26 Emissão de Calor por Pessoa A emissão total de calor por uma pessoa trabalhando em um escritório com temperatura de 20 C e umidade relativa entre 40% e 50% é: Radiação 54 kcal/h (62,7 W) Condução e convecção 26 kcal/h (30,18 W) Evaporação 23 kcal/h (26,70 W) Total 103 kcal/h (119,59 W) PROF. RAMÓN SILVA

27 Emissão de Calor por Pessoa Qual é a emissão de calor de uma pessoa em um recinto a 25 C realizando um trabalho leve? PROF. RAMÓN SILVA

28 Emissão de Calor por Pessoa Q total = 225 kcal/h = 261,25 W Q rad/conv = 80 kcal/h = 92,88 W Q evap = = 145 kcal/h = 168,36 W PROF. RAMÓN SILVA

29 REFERÊNCIAS Macintyre, A.J.. Ventilação industrial e controle de poluição. 2ª ed. LTC editora, 2013

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