PROJETO FINAL DE CLIMATIZAÇÃO

Alunos: Bruno Henrique

Cássio Sell

Edson Nazareno Rodrigues Pamplona

1- APRESENTAÇÃO:

O presente memorial descritivo tem por objetivo descrever o projeto de climatização de um /

escritório localizado na cidade de Florianópolis-SC.

A estimativa de carga térmica, a seleção do equipamento e o projeto da rede de distribuição

de ar e dos acessórios foram realizados tendo-se como referência a norma técnica NBR 16.401/2008.

O equipamento para climatização selecionado para atender as necessidades de resfriamento

e desumidificação do ambiente é um aparelho do tipo: Self Contained instalado em uma casa de

máquinas, devidamente isolada, dotada de tomada de ar externo, caixa sifonada, grelha de retorno e

paredes lisas

O detalhamento dos cálculos realizados pode ser visualizado nesse Memorial Descritivo.

Estimativa de Carga Térmica

Paredes:

Parede Ensolarada Norte:

Área Fachada Norte : 12m x 4m = 48m2

Área Janelas : 7m x 2,2m = 15,4m2

Área Parede Norte = Área da Fachada Norte - Área Fachada Norte = 32,6m²

DT = I . 0,008

= U . A . (ΔT + DT) ⇒ = 2,5 . 32,6 . (7 + 2,4) = 766W

Parede Sombreada Leste:

Área Parede Leste : 14m x 4m = 56m2

= U . A . ΔT ⇒ = 2,5 . 56 .7 = 980W

Parede Ensolarada Oeste:

Área Parede Oeste: 14m x 4m = 56m2

DT = I . 0,008

= U . A . (ΔT + DT) ⇒ = 2,5 . 56 . (7 + 5,6) = 1.764W

Parede Sombreada Sul:

Área Fachada Sul : 12m x 4m = 48m2

Área Janelas : 4m x 2m (2x) = 16m2

Área Parede Sul = Área Fachada Sul - Área Janelas = 32m2

= U . A . ΔT ⇒ = 2,5 . 32 . 7 = 560W

Janelas:

Porta de Vidro Ensolarada Norte:

Área Porta de Vidro: 7m x 2,2 = 15,4m2

= FS . I . A + U . A . ΔT ⇒ = 1 . 300 . 15,4 + 6 . 15,4 . 7 = 5.267W

Janela Sombreada Sul:

Área Janelas : 4m x 2m (2x) = 16m2

= U . A . ΔT ⇒ = 6 . 16 . 7 = 672W

Telhado:

Telhado sem Laje com Forro PVC:

DT = I . 0,008

= U . A . (ΔT + DT) ⇒ = 1,75 . 128 . (7 + 4,8) = 2.643W

Números de Pessoas:

Trabalhado em Escritório Sentados = 20

Calor Sensível por Pessoa = 75W

Calor Latente por Pessoa = 45W

Calor Sensível = 20 . 75 = 1.500W

Calor Latente = 20 . 45 = 900W

Ar Externo:

Numero de Pessoas: 20

Volume de ar por Pessoa: 17m3/h

Ar Externo = Número de Pessoas x Volume de ar por Pessoa ⇒ 20 . 17 = 340m3/h

=

. ⇒ =

. 1,2 ⇒ = 0,113k/s

Qsens = m . (hx - h2) ⇒ Qsens = 0,113 . (55,5 – 50,5) ⇒ Qsens = 0,565kw

Qlat = m . (h1- hx) ⇒ Qlat = 0,113 . (79 – 55,5) ⇒ Qlat = 2,655kw

Carga térmica decorrente do ar externo é de 3,22kW.

Equipamentos: 3.000W

Iluminação: 2.000W

Carga Térmica Sensível = 19.717W

Carga Térmica Latente = 3.555W

Carga Térmica Total = 23.272W

Carga Térmica em BTU/h = 79.404W

Carga Térmica em TR = 6.6

Ar Renovação:

Volume do Escritório: (A = 14m x B = 7m) + ( C = 6m x D = 5m) x (H = 4m)

Volume do Escritório = (14 . 7) + (6 . 5) . (4) = 512m3

Ar de Renovação = Volume do Escritório x 4 Trocas por Hora

Ar de Renovação = 512 . 4 = 2.048m3/h

Ar de Renovação = 2.048 / 60 = 34,1m3/h por pessoa

Fator de Calor Sensível:

FCS = Calor Total Sensível ⇒ FCS =

⇒ FCS = 0,85

Calor Total

Cálculos Psicrométricos

Ponto

Entalpia

específica

(kJ/kg)

Fluxo de

massa (kg/s) TBS UR

1 79,0 0,108 32 60%

2 50,5 1,7 25 50% 3 55,5 1,7 26,4 54%

4 36,9 1,7 13 97%

2’ 50,5 1,6 25 50%

2” 50,5 0,1 25 50%

3 = 1 + 2’

3 = 4 = 340 + 4.760 = 5.100 m3/h

1 = 340 / 3600 ⇒ 2 = 0,09m

3/s

2 = 5.100 / 3600 ⇒ 4 = 1,42m3/s

2’ = 4.760 / 3600 ⇒ 2 = 1,32m3/s

3 = 4 = 5.100 / 3600 ⇒ 4 = 1,42m3/s

1 = Q . ar ⇒ 1 = 0,09 . 1,2 ⇒ 1 = 0,108kg/s

2 = Q . ar ⇒ 2 = 1,42 . 1,2 ⇒ 2 = 1,7kg/s

2’ = Q . ar ⇒ 2’ = 1,32 . 1,2 ⇒ 2’ = 1,6kg/s

4 = Q . ar ⇒ 4 = 1,42 . 1,2 ⇒ 4 = 1,7kg/s

h3 =

⇒ h3 =

⇒ h3 = 55,5kJ/kgar

h4 =

⇒ h4 =

–

⇒ h4 = 36,9kJ/kgar

Cálculos dos Dutos

Vazão = Velocidade x Área ⇒ Q = V . A ⇒ A = Q ⇒ A = 1,42 ⇒ A = 0,35m

2

V 4

Área = Largura x Altura ⇒ A = L x H ⇒ L = A ⇒ L = 0,35 ⇒ L = 1,00m

H 0,35

2- DESCRIÇÃO DA INSTALAÇÃO

O ambiente a ser climatizado é ilustrado na Figura 1. Trata-se de um Escritório lo-calizado na cidade de Florianópolis - SC onde normalmente encontram-se 20 pessoas trabalhando sentadas. As janelas estão localizadas na orientação Sul, com uma porta de vidro à Norte. As dimensões do local estão listadas na Tabela 1.

Tabela 1- Levantamento das informações do ambiente a ser climatizado

Especificação Dados a serem utilizados

A (comprimento da loja) 12 m

B (largura da loja) 6 m

C (pé-direito da loja) 4 m

Número de pessoas 20

Atividade Escritório

Equipamentos 3000 W

Iluminação 2000 W

Espessura das paredes 20 cm

Tipo de cobertura Telhado sem laje com forro de PVC

Cidade Florianópolis-SC

Janelas da face oeste 2x (4m x 2)

Porta de vidro (8 mm) 7 x 2,2 m

3- ESTIMATIVA DE CARGA TÉRMICA

A estimativa da carga térmica foi realizada considerando-se as condições internas e de verão

para a cidade de Florianópolis.

A planilha de cálculo pode ser visualizada a seguir.

ESTIMATIVA DE CARGA TÉRMICA

CIDADE Florianópolis 32 < TE TI> 25

PAREDES Espessura (cm) U A DELTA T DT TROCA CALOR

Parede Norte 20 2,5 32,6 7 2,4 766

Parede Leste 20 2,5 56 7 0 980

Parede Oeste 20 2,5 56 7 5,6 1764

Parede Sul 20 2,5 32 7 0 560

JANELAS Fator Cortina / Sem U A DELTA T INSOLAÇÃO TROCA CALOR

Janela Oeste 1 6,0 0 7 0 0

Janela Leste 1 6 0 7 0 0

Janela Norte 1 6 15,4 7 300 5267

Janela Sul 1 6 16 7 0 672

TELHADO Tipo de cobertura U A DELTA T DT TROCA CALOR

Telhado sem Laje com forro de PVC

1,75 128 7 4,8 2643

FATORES

Número de Pessoas CT Sensível 20 75 1500

Trabalho em escritório sentado

CT Latente 20 45 900

Equipamentos 3000 3000

Iluminação 2000 2000

VAZÃO M3/H FATORES

Ar Externo CT Sensível 20 340 5 565

CT Latente 20 340 23,5 2655

TOTAL 23272

CT BTU/h 79404

CT em TR 6,6

A carga térmica estimada foi de 6.6 TR ou aproximadamente 79.404 BTU/h

TBS (oC) TBU(

oC) UR(%)

Condições externas de Verão 32 26 60

Condições internas 25 50

Também podem ser visualizadas a partir dos gráficos as principais parcelas da carga térmica

estimada.

RESUMO DA ESTIMATIVA DE CARGA TÉRMICA

CT

(Watts) CT

(Btu/h) CT (TR) Percentual

PAREDES 4070 13887 1,16 17

JANELAS 5938,8 20263 1,69 26

TELHADO 2643 9019 0,75 11

EQUIPAMENTOS 3000 10236 0,85 13

ILUMINAÇÃO 2000 6824 0,57 9

PESSOAS 2400 8189 0,68 10

RENOVAÇÃO 3220 10987 0,92 14

23272,1 79404 6,62 100

WATTS BTU/h TR

Parcelas em BTU/h

Parcelas em Porcentual (%)

Considerações realizadas para cálculos

a) Janelas e Porta de Vidro:

Sem Cortinas.

b) Insolação:

Insolação na face Norte: 300W/m2

Insolação na face Oeste: 800W/m2

Insolação no Telhado: 800W/m2

c) Telhado tipo:

d)Parede tipo:

4- SELEÇÃO DO EQUIPAMENTO

A partir da estimativa de carga térmica, realizou-se a seleção do equipamento mais

apropriado para a climatização do ambiente. Entre os equipamentos selecionados tem-se aquele que

apresenta a melhor relação custo / benefício em termos de custo e eficiência energética conforme

dados a seguir.

Capacidade: 7.5TR ou 90.000BTU/h

Vazão de ar: 5.100m3/h

Consumo de energia (kW): ~ 10,1kW

Gasto estimado em Reais em 5 anos (1kWh = R$ 0,5) para as condições de uso: 6 horas por dia,

durante 22 dias por mês, durante 6 meses do ano. 39.996 kWh x 0,5 = R$ 19.998.00

5 ESTUDO PSICROMÉTRICO

Os pontos correspondentes ao Ar externo de Renovação, Ar de Retorno, Ar de mistura e Ar

de Insuflamento foram marcados na carta psicrométrica. Considerou-se o Fator de Calor sensível

como sendo 0,86 para fins de traçado da LINHA INSUFLAMENTO PARA RETORNO.

FCS = Calor Total Sensível ⇒ FCS =

⇒ FCS = 0,85

Calor Total

6- ESQUEMA UNIFILAR DA REDE DE DISTRIBUIÇÃO DE AR

O projeto da rede de dutos teve por objetivo garantir uniformidade da distribuição de ar no

ambiente, conforme ilustrado na Figura.

7- CÁLCULO DA REDE DE DUTOS

O dimensionamento da rede de dutos foi realizada a partir do método da velocidade,

considerando-se as velocidades recomendadas na Norma Técnica. Também foi possível estimar a

quantidade de chapas de aço galvanizado para execução da instalação.

Trecho Vazão

[m3/h]

Vazão

[m3/s]

Veloc

[m/s]

Área

[m2]

L x h

Corrigido

A-B 5.100 1,42 4 0,35 1,00x0,35 1,00x0,35

B-C 3.400 0,95 4 0,2375 0,79x0.30 0,80x0,30

B-E = C-D 1.700 0,47 4 0,1175 0,47x0,25 0,50x0,25

A massa de chapas foi calculada considerando-se a densidade do aço e o volume de chapa, obtido a

partir da espessura da chapa conforme Tabela.

Trecho Perímetro Comprimento Área de Chapas

A-B 2,70 10 27

B-C 2,20 3,70 8,14

C-D 1,50 6,35 9,52

B-E 1,50 1,70 2,55

Total 47,21

Massa de Chapa

Para esse calculo usaremos a chapa (26) com espessura de 0,50mm.

volume = 47,21 . (0,50 . 10-3

)

volume = 0,0236

massa = . volume

massa = 7600 . 0,0236

massa = 179,36kg

8- SELEÇÃO DE ACESSÓRIOS

a)Tomada de ar externo

Numero de Pessoas: 20

Volume de ar por Pessoa: 17m3/h

Ar Externo = Número de Pessoas x Volume de ar por Pessoa ⇒ 20 . 17 = 340m3/h

Foi escolhido 1 Veneziana para Ar Externo Modelo TAE (600x200) com uma vazão de 367/m3/h

b) Bocas de Insuflamento

Para o projeto será necessário 3 difusores de ar.

Foi escolhido o difusor da marca Difustherm de 15” x 15” aproximadamente 38cm x 38cm, para

uma vazão projetada de 1.700m3/h.

c)Grelha de Ar de Retorno

Foi escolhido 1 grelha de retorno de 1,20m x 0,50m com área efetiva de 0,313m2 para uma

vazão de 5149m3/h.

d) Tipo de Filtros

Para Renovação de ar na casa de máquinas :

Filtro G1=Filtro lavável metálico com 5 camadas de telas metálicas com 15mm de

espessura.

Para Exaustão de ar na casa de máquinas:

Filtro G0 = Filtro lavável de tecido eletrostático adaptado a caixilho com 8mm de espessura.

Para Retorno de ar do interior do escritório para a casa de máquinas:

Filtro G1=Filtro lavável metálico com 5 camadas de telas metálicas com 15mm de

espessura.

9- DESENHO DA INSTALAÇÃO

1-Planta Baixa com rede de dutos

2- Detalhe do suporte dos dutos

3- Desenho da casa de máquinas

10- ORÇAMENTO GERAL DA INSTALAÇÃO / COM MÃO DE OBRA

Item Quantidade Valor Unitário [R$] Valor Total [R$]

Mão de obra da instalação 01 3.500 3.500

Self Carrier 40B 08 01 25.350,00 25.350,00

Grelha ar Externo 01 430,00 430,00

Grelha Renovação 01 610,00 610,00

Mão de Obra dos Dutos 01 2.500,00 2.500,00

Fixadores do duto 08 45,00 360,00

Bocas de Insuflamento 03 230,00 690,00

Filtro tipo G1 02 215,00 430,00

Filtro tipo G0 01 170,00 170,00

Total 34.040,00

ANEXOS

1- DIAGRAMA ELÉTRICO

40BX 06 / 08 - STANDARD / PREMIUM

2- FILTROS