Atividade Extensionista III
Cálculo das Cargas Térmicas
Baseado nas informações descritas na Atividade Extensionista I e II
preencha os campos abaixo com as novas solicitações:
• Nesta atividade deverá realizar os cálculos baseado apenas no
local em que pretende instalar o ar-condicionado
• Para os cálculos dos itens 4, 5, 6, 7 e 8 utilize os Anexos A, B, C
e D
1. Identificação
Nome do aluno(a):
RU:
Nome do local estudado:
Área de cada parede (descontar das áreas das paredes áreas de janelas e/ou
portas existentes nelas), do teto, do piso (se houver fonte de calor embaixo
dele), das janelas e portas:
2. Layout
Evidenciar no layout completo do local qual a área escolhida planeja instalar
o ar-condicionado
• Utilizar a folha APÊNDICE A para o layout
3. Vídeo
Grave um vídeo selfie de no máximo 1 minuto, explicando verbalmente o que
você realizou no local.
O vídeo deve ser gravado por você mesmo e deve conter uma explicação clara
sobre o desenvolvimento da atividade.
Esse vídeo será avaliado (40% da nota final), então certifique-se de falar de
forma objetiva e apresentar bem as informações. Após gravar, adicione o link
do vídeo aqui:
Link:
4. Cálculo das cargas térmicas das paredes, teto (se não houver andar
acima da instalação para a qual se quer determinar a carga térmica) e
piso (quando abaixo do piso houver uma fonte de calor):
Fontes de carga térmica (listar as fontes de carga térmica identificadas):
Cálculo de carga térmica:
q = U.A. (ΔT + Δt)
• q: é a quantidade de calor transferido (em watts, por exemplo).
• U: é o coeficiente global de transferência de calor (em W/m²·K), que considera as
resistências térmicas do material e das superfícies.
• A: é a área da superfície através da qual o calor está sendo transferido (em m²).
• ΔT: é a diferença de temperatura entre o interior e o exterior (em K ou °C).
• Δt: diferença de temperatura entre o fluido (normalmente o ar) e a superfície da parede
ou material através do qual o calor está sendo transferido, ao longo do tempo.
q = qN + qS + qE + qO + qT + qP
• q: é a carga térmica total.
• qN, qS, qE, qO, qT, qP: representam as cargas térmicas nas diferentes direções (Norte,
Sul, Leste, Oeste, Teto, Piso). Essa equação é utilizada para somar as contribuições de
calor de todas as faces de um ambiente.
�
� =
1
1
ℎ𝑖
+∆𝑥1
𝑘1
+∆𝑥2
𝑘2
+⋯+ 1
ℎ𝑒
• U: coeficiente global de transferência de calor.
• h_i: coeficiente de transferência de calor do lado interno (em W/m²·K).
• ∆x_1, ∆x_2: espessuras das camadas de materiais (em m).
• k_1, k_2: condutividades térmicas dos materiais (em W/m·K).
• h_e: coeficiente de transferência de calor do lado externo (em W/m²·K).
Quantidade de calor parede Norte (qN):
Quantidade de calor parede Sul (qS):
Quantidade de calor parede Leste (qE):
Quantidade de calor parede Oeste (qO):
Quantidade de calor Telhado (qT):
Quantidade de calor parede piso (qP):
5. Cálculo da quantidade de calor por insolação e iluminação:
q = qI + qIL
• q: é a carga térmica total.
• qI: representa a carga térmica interna, que pode incluir contribuições de equipamentos,
pessoas, iluminação etc.
• qIL: refere-se à carga térmica de iluminação, que é a energia térmica gerada pelas fontes
de luz.
qI = α 𝑲 ̅.A
• qI: carga térmica interna.
• α: fator de absorção (ou coeficiente de ganho térmico), que representa a fração da
radiação solar ou de outra fonte que é absorvida pelo ambiente.
• K̅: é a condutividade térmica média, calculada como a média das condutividades
térmicas dos materiais que compõem a superfície.
• A: é a área da superfície através da qual a carga térmica é calculada.
�
� ̅
= ∑ 𝑲𝒏
𝟏
𝒏
• K̅: condutividade térmica média.
• ∑ 𝑲𝒏
𝟏 : soma das condutividades térmicas dos n materiais.
• n: número total de materiais considerados.
qIL = ∑P
• qIL: é a carga térmica de iluminação, que representa a quantidade total de calor gerada
pelas fontes de luz em um espaço.
• ∑P: é a soma das potências (em watts) de todas as lâmpadas ou fontes de luz instaladas
no ambiente.
Quantidade de calor por Iluminação (qIL):
Quantidade de calor por Insolação (qI):
6. Cálculo da quantidade de Calor por Equipamentos e Pessoas:
qMOT
P
=




η
P
− P




.733
• qMOT / P: representa a fração da carga térmica em relação à potência total.
• (P/n – P): indica uma diferença de potência, possivelmente comparando a potência média
(P/n) com a potência total (P).
• 733: sugere que a equação está convertendo a unidade de medida, possivelmente de
watts para BTUs/hora.
qVENT
=
η
P
.733
• qVENT: representa a carga térmica ou a quantidade de calor associada à ventilação em
um ambiente. Isso pode incluir o calor trazido pelo ar ventilado. Ao multiplicar pela
constante 733, você está convertendo a potência média em uma carga térmica expressa
em BTUs/hora
• P: geralmente se refere à potência (em watts) de um sistema de climatização ou de
ventilação.
• n: pode indicar o número total de unidades de ventilação ou a quantidade de fontes de
calor, dependendo do contexto.
• P/n: representa a potência média por unidade, indicando quanta potência cada unidade
de ventilação ou climatização está utilizando.
qP= ∑ (qsp+qLp)
• qP: é a carga térmica total do espaço considerado (geralmente em watts ou BTUs/hora).
• ∑: indica que você está somando várias contribuições.
• qsp: representa a carga térmica específica de um determinado fator, que pode incluir
calor gerado por equipamentos, iluminação, pessoas, entre outros.
• qLp: refere-se à carga térmica gerada pela iluminação, que é a energia térmica gerada
pelas fontes de luz.
Quantidade de calor por equipamentos (qMOT / qVENT / qOUTROSEQ):
qEQ = qMOT + qVENT + qOUTROSEQ
• qEQ: Quantidade de calor gerada pelos equipamentos (EQ), como máquinas e
dispositivos elétricos presentes no ambiente.
• qMOT: Quantidade de calor gerada por motores (MOT) ou equipamentos que contêm
componentes motorizados, como máquinas industriais ou motores elétricos.
• qVENT: Quantidade de calor gerada pela ventilação (VENT), que pode incluir o calor
associado ao fluxo de ar forçado ou natural em um ambiente, como em sistemas de
ventilação mecânica ou natural.
Quantidade de calor por motores:
Quantidade de calor por ventiladores:
Quantidade de calor por outros tipos de equipamentos (computador,
impressora, cafeteira etc.):
Quantidade de calor por pessoas:
7. Cálculo da quantidade de calor por infiltração e por ventilação:
qINF = qINF S + qINF L
• qINF: carga térmica total relacionada à infiltração de ar em um ambiente.
• qINF S: carga térmica devido à infiltração do ar na parte sólida (como paredes e janelas).
• qINF L: carga térmica devido à infiltração do ar pela iluminação.
qVENT = qVENT S + qVENT L
• qVENT: carga térmica total associada à ventilação.
• qVENT S: carga térmica de ventilação da parte sólida.
• qVENT L: carga térmica de ventilação associada à iluminação.
qS = Q.0,29. (Te-Ti)
• qS: carga térmica de um sistema específico.
• Q: pode representar o fluxo de ar ou volume de ar (em m³/h).
• 0,29: é uma constante que pode ser utilizada para conversão em um determinado
contexto, possivelmente relacionada a calor específico do ar.
• Te: temperatura externa.
• Ti: temperatura interna
qL = 583.C , onde: C = (UE2-UE1). ρ. Q
• qL: carga térmica associada à iluminação.
• 583: uma constante que pode representar a quantidade de calor gerada por unidade de
iluminação.
• C: é uma carga térmica calculada com base na diferença de energia (ou tensão) entre dois
estados (UE2 e UE1), multiplicada pela densidade (ρ) e pelo fluxo (Q).
Quantidade de calor sensível por infiltração:
Quantidade de calor latente por infiltração:
Quantidade de calor por infiltração (soma de sensível e latente):
Quantidade de calor sensível por ventilação:
Quantidade de calor latente por ventilação:
Quantidade de calor por ventilação (soma de sensível e latente):
8. Cálculo da quantidade de calor total:
qT = qN + qS + qE + qO + qT + qP+ qI + qIL +qEQ+ qPessoas +
qINF+ qVENT
• qT: carga térmica total do ambiente.
• qN: carga térmica proveniente da face norte
• qS: carga térmica proveniente da face sul.
• qE: carga térmica proveniente da face leste.
• qO: carga térmica proveniente da face oeste.
• qP: carga térmica proveniente do piso.
• qI: carga térmica interna
• qIL: carga térmica gerada pela iluminação.
• qEQ: carga térmica associada a equipamentos
• qPessoas: carga térmica gerada pelas pessoas presentes no ambiente.
• qINF: carga térmica associada à infiltração de ar no ambiente.
• qVENT: carga térmica associada à ventilação do ambiente.
APÊNDICE A – Layout