Disciplina:Sistemas Térmicos
Exemplo 1
• Seja a parede externa de uma residência, feita por tijolos maciços de 10 cm de espessura, com acabamento de argamassa de espessura de 2 cm, em ambos os lados, cobrindo uma área de 30 m2. Se a temperatura externa é de 35oC e a interna de 24oC, estimar o fluxo térmico.
Tijolo
argamassa100 mm 20 mm20 mm
1. PAREDES EXTERNAS U a) Tijolo maciço (20cm x 10cm x 6cm) 14 cm = revest. + 10cm tijolo + revest. 3,349
24 cm = revest. + 20 cm tijolo + revest. 2,272
Dupla = revest. + 20 cm tijolo + ar + 20 cm tijolo + revest. 1,136
Dupla = revest. + 20 cm tijolo + ar + 10 cm tijolo + revest. 1,362
Dupla = revest. + 20 cm tijolo + ar + 6 cm tijolo + revest. 1,477
Dupla = revest. + 10 cm tijolo + ar + 10 cm tijolo + revest. 1,704
Dupla = revest. + 10 cm tijolo + ar + 6 cm tijolo + revest. 1,875
Dupla = revest. + 6 cm tijolo + ar + 6 cm tijolo + revest. 2,045
Coeficiente Global de Transferência de Calor – W/m2oC
휑 = 퐴.푈. 푇 − 푇
• A = 30 m2 e T1 – T4 = 11oC
• Da tabela, para parede de tijolos maciços com acabamento em argamassa, de 14 cm de espessura total, tem-se o coeficiente U = 3,349 W/m2.K
• Assim휑 = 30 × 3,349 × 11 = 1105,17퐽/푠
• Multiplicando por 3,4121412* para converter, chega-se à estimativa de fluxo térmico: 3.771 BTU/h.
* multiplica-se por 3.600 para converter J/s para J/h, e 1 kJ = 0,947817 BTU.
Exercício de Aplicação
• Seja a parede externa de uma residência, feita por tijolos maciços proporcionando 20 cm de espessura, com acabamento de argamassa de espessura de 2 cm, em ambos os lados, cobrindo uma área de 30 m2. Se a temperatura externa é de 32oC e a interna de 21oC, estimar o fluxo térmico.
1. PAREDES EXTERNAS U a) Tijolo maciço (20cm x 10cm x 6cm) 14 cm = revest. + 10cm tijolo + revest. 3,349
24 cm = revest. + 20 cm tijolo + revest. 2,272
Dupla = revest. + 20 cm tijolo + ar + 20 cm tijolo + revest. 1,136
U: W/m2oC
Exemplo 2
• Seja uma laje de cobertura, sob um telhado, cobrindo uma área de 30 m2, submetida a uma temperatura externa de 35oC e interna de 24oC. Estimar o fluxo térmico.
1: poliestireno exp. extrudado
2: concreto (agregado leve)
3: Ar
4: Fibra de vidro (ligante orgânico)
Espaço exterior
Espaço interior 24oC
35oC h0
h1
h2
25 mm
100 mm
25 mm
100 mm
• Os valores abaixo foram retirados da Tabela de resistência térmica por unidade de área de materiais utilizados na construção civil, a 24oC (fonte: Refrigeração e Ar Condicionado, Wilbert F. Stoecker, Jerold W. Jones, Ed. McGraw Hill)
• Poliestireno expandido extrudado (isopor extrudado): 1/k = 27,7 m.K/W
• Concreto, agregado leve: 1/k = 1,94 m.K/W• Fibra de vidro, ligante orgânico: 1/k = 27,7 m.K/W• Espaço de ar horizontal e parado, emissividade de superfície
0,9, fluxo de calor descendente: R = 0,16 m2.K/W• Película de ar externo: R = 0,029 m2.K/W• Película de ar interno: R = 0,120 m2.K/W
• Poliestireno expandido extrudado (isopor extrudado): 1/k = 27,7 m.K/W• Concreto, agregado leve: 1/k = 1,94 m.K/W• Fibra de vidro, ligante orgânico: 1/k = 27,7 m.K/W• Espaço de ar horizontal e parado, emissividade de superfície 0,9, fluxo de
calor descendente: R = 0,16 m2.K/W• Película de ar externo: R = 0,029 m2.K/W• Película de ar interno : R = 0,120 m2.K/W
• Somando as resistências:
푅 = 푟 + 푟 + 푟 + 푟 + 푟 + 푟 + 푟 + 푟
푅 = 푟 +푥푘
+푥푘
+ 푟 + 푟 + 푟 +푥푘
+ 푟
• Poliestireno expandido extrudado (isopor extrudado): 1/k = 27,7 m.K/W• Concreto, agregado leve: 1/k = 1,94 m.K/W• Fibra de vidro, ligante orgânico: 1/k = 27,7 m.K/W• Espaço de ar horizontal e parado, emissividade de superfície 0,9, fluxo de
calor descendente: R = 0,16 m2.K/W• Película de ar externo: R = 0,029 m2.K/W• Película de ar interno: R = 0,120 m2.K/W
푟 = 0,029푟 = 0,025 × 27,7 = 0,6925
푟 = 0,100 × 1,94 = 0,194푟 = 0,120
푟 = 0,16푟 = 0,025 × 27,7 = 0,6925
푅 = 푟 +푥푘
+푥푘
+ 푟 + 푟 + 푟 +푥푘
+ 푟 = 2,128
푅 = 2,128푚 퐾/푊
푈 =1푅
= 0,470푊/푚 퐾
휑 = 퐴.푈. 푇 − 푇
휑 = 30 × 0,470 × 35 − 24 = 155,1퐽/푠
• Multiplicando por 3,4121412 para converter, chega-se à estimativa de fluxo térmico: 529 BTU/h.
Exercício de Aplicação
• Seja uma laje de cobertura, sob um telhado, cobrindo uma área de 100 m2, submetida a uma temperatura externa de 32oC e interna de 25oC. Estimar o fluxo térmico.
1: poliestireno exp. extrudado
2: concreto (agregado leve)
3: Ar
4: Fibra de vidro (ligante orgânico)
Espaço exterior
Espaço interior 25oC
32oC h0
h1
h2
25 mm
125 mm
50 mm
100 mm
Bibliografia
Procel, EletrobrásSistemas de Ar Condicionado. Rio de Janeiro RJ.
Obs.:Manual Prático Procel
Bibliografia
Wilbert F. Stoecker, Jerold W. JonesRefrigeração e Ar Condicionado, Ed. McGraw Hill, 1985. São Paulo, SP.