SISTEMAS DE REFRIGERAÇÃO - Técnicos Online · 2019. 10. 22. · A NBR 16401 –3 Anexo B lista...
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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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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO
◦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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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO
◦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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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO
◦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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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO
◦Vestimentas: As vestimentasexercem proteção térmicadeterminada por clo(1clo=0,155m²/W)
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CONFORTO TÉRMICOPARÂMETROS DE AFETAM O CONFORTO TÉRMICO
◦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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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: FANGER
◦O valor PMV pode ser obtido segundo parâmetros da norma ISO7730, ou utilizando a equação abaixo:
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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: FANGER
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CONFORTO TÉRMICODIAGRAMAS DE CONFORTO: FANGER
◦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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QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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
QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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
QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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
QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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
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V= 𝑉′ ∙ 𝜌𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑙𝑜𝑐𝑎𝑙
QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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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QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦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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QUALIDADE DO ARVENTILAÇÃO
◦ 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 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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QUALIDADE DO AREXEMPLO 3
◦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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QUALIDADE DO AREXEMPLO 4
◦Calcule a vazão de ar externo em Nível 1 e Nível 3 para ascondições abaixo:◦Densidade 1,1Kg/m²;
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