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.