Carga Térmica Renovação e Infiltração de ar

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1 Carga Térmica Renovação e Infiltração de ar PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 1/19

2 Renovação e Infiltração de ar Infiltração de ar é diferente de renovação de ar Infiltração não temos controle sobre a mesma, depende do vento e da vedação do edifício Renovação transferência controlada do ar externo para o ambiente conforme as regras da qualidade do ar interno PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 2/19

3 Infiltração de ar Poderá ser calculada conforme a equação abaixo e é dada em função do volume do ambiente: Nº de renovações = a + b*v + c*(te-ti) a, b e c : constantes experimentais V: velocidade do vento em m/s Te : temperatura externa Ti : temperatura interna Vedação a b c Boa 0,15 0,010 0,007 Média 0,20 0,015 0,014 Má 0,25 0,020 0,022 PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 3/19

4 Infiltração de ar Níveis de infiltração Shafts de elevadores PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 4/19

5 Infiltração de ar Níveis de infiltração Frestas de portas PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 5/19

6 Infiltração de ar Níveis de infiltração Divisões internas PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 6/19

7 Infiltração de ar Vazões de Infiltração (m 3 /(h.pessoa) Bancos Escritórios Lojas Porta giratória Porta oscilante (1,80 m) (0,90 m) Restaurantes 3 4 Lanchonetes 7 9 Porta abertas Até 90 cm 1350 m 3 /h De 90 cm até 1,80 cm 2000 m 3 /h PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 7/19

8 Infiltração de ar CTS = Vol*d*Cp*(Te - Ti) CTS - Carga Térmica Sensível [W] Vol Vazão volumétrica [m 3 /s] d - Densidade do ar= 1,2 kg/m 3 Cp - Calor específico do ar igual a 1 kj/(kg. C) Logo : CTS=1,2*Vol*(Te-Ti) PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 8/19

9 Infiltração de ar CTL = Vol*d*h lv *(we - wi) onde: CTL - Carga Térmica Latente [W] h lv - Calor Latente de evaporação da água [J/kg. C] w e - umidade absoluta do ar externo [kg de vapor / kg de ar seco]; w i - umidade absoluta do ar interno [kg de vapor / kg de ar seco]; Sendo: d = 1,2 kg/m 3 ; h lv = 2508 kj/kg CTL=3010*Q*(w e - w i ) CTT=1,20*Q*(h e h i ) PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 9/19

10 Renovação de Ar Cálculo feito com base na concentração de vários poluentes e a sua quantidade no ar externo e no ar interno ABNT NBR ASHRAE Standard 62 Quanto maior for a vazão de ar externo maior será a sua parcela na carga térmica nas serpentinas PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 10/19

11 Renovação de Ar PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 11/19

12 CAIXA DE MISTURA SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO AR EXTERNO INSUFLAMENTO EXPURGO RETORNO AMBIENTE CONDICIONADO PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 12/19

13 SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO Balanço de energia no ambiente AR EXTERNO EXPURGO CAIXA DE MISTURA INSUFLAMENTO RETORNO AMBIENTE CONDICIONADO CT m C T T sensível_ambiente ar _ insuflamento p ar _ ambiente ar _ insuflamento CT m h latente_ambiente ar _ insuflamento lv ar _ ambiente ar _ insuflamento CT m h h total_ambiente ar _ insuflamento ar _ ambiente ar _ insuflamento PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 13/19

14 Balanço de energia na serpentina AR EXTERNO EXPURGO CAIXA DE MISTURA SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO INSUFLAMENTO RETORNO AMBIENTE CONDICIONADO CT m C T T sensível_serpentina ar _ insuflamento p ar _ mistura ar _ insuflamento CT m h latente_serpentina ar _ insuflamento lv ar _ mistura ar _ insuflamento CT m h h total_serpentina ar _ insuflamento ar _ mistura ar _ insuflamento PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 14/19

15 SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO Balanço de massa na caixa de mistura AR EXTERNO EXPURGO CAIXA DE MISTURA INSUFLAMENTO RETORNO AMBIENTE CONDICIONADO m m m externo retorno insuflamento m m m total ar sec o vapor m m * w vapor total T PR* T 1PR T mistura retorno externo w PR* w 1PR w mistura retorno externo PR Vazão de retorno Vazão de insuflamento mar seco,externo mar seco,insuflamento mar seco,retorno mar seco,expurgo PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 15/19

16 Exemplo : Ambiente de escritório com 100 pessoas Taxa de renovação de ar : 30 m 3 /(h.pessoa) Taxa total de renovação: 3000 m 3 /h= 0,97 kg/s Carga térmica total: W Condições do ambiente: 24 C e umidade relativa 50% Condições do insuflamento: 14 C e umidade relativa 90% Condições do ar externo: 32 C e umidade relativa 70% PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 16/19

17 Cálculo: Vazão de insuflamento : 7,89 kg/s (balanço no ambiente) Vazão de renovação : 0,97 kg/s Vazão de retorno: 7,89 0,97=6,92 kg/s Condição de saída da caixa de mistura: Temperatura na saída da caixa de mistura: 25,0 ºC Umidade absoluta na saída da caixa de mistura: 0,01087 kg vapor/kg ar seco Balanço na serpentina/ambiente Carga térmica total: W / W Carga térmica latente: W (25,3% total) Carga térmica sensível: W (74,7% total) PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 17/19

18 Tratamento do ar externo TBS mistur a [ C] w mistura [kg vapor/kg ar seco] Carga Térmica serpentina [W] Referência 25,0 0, (29.409/86.648) Recuperação de calor (TBS externa = C) 24,6 0, (2,6%) (29335/83752) Desumidificação (Ur externa = 50%) 25,0 0, (12,6%) (17679/83752) Recuperação de calor + Desumidificação 24,6 0, (12,7%) (17585/83752) PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 18/19

19 Tratamento do ar externo CAIXA DE MISTURA SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO AR EXTERNO INSUFLAMENTO EXPURGO RETORNO AMBIENTE CONDICIONADO Ambiente: TBS = 24 C; UR = 50% Ar externo: TBS = 32 C; UR = 70% Ar de insuflação: TBS = 14 C; UR = 90% Ar de mistura: TBS = 26,2 C; w = 0,013 kg vapor/kg ar seco Recuperação de calor Desumidificação Recuperação de calor + Desumidificação PME Ar Condicionado e Ventilação Alberto Hernandez Neto -Direitos autorais reservados - É proibida a reprodução deste material sem a autorização expressa do autor 19/19