Cálculo de Potência do Ar-Condicionado
Método de cálculo da potência do ar-condicionado
A calculadora estima a potência do ar-condicionado necessária para um único ambiente e mostra o resultado em kW e BTU/h. O cálculo é feito como a soma dos ganhos de calor do volume de ar, das pessoas, dos eletrodomésticos e dos fatores de correção selecionados para as condições de uso.
Valores de referência e recomendações
Fórmula final e procedimento de cálculo
A capacidade de refrigeração final Q (kW) é obtida pela soma dos componentes individuais. Todos os componentes são calculados em kW. Se uma opção não estiver selecionada, o acréscimo correspondente será 0.
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Qvent + Qtop
Volume do ambiente, temperatura e carga básica
O volume do ambiente V (m³) é calculado a partir da área do piso S (m²) e da altura do teto h (m).
V = S × h
A diferença de temperatura de projeto ΔT é determinada a partir da temperatura do ar externo e da temperatura interna desejada.
ΔT = max(0, tout - tin)
A carga térmica básica é calculada em relação a uma diferença de temperatura de 8°C.
Qbase = (q / 1000) × V × (ΔT / 8)
O valor específico de referência é adotado como q = 35 W/m³ para uma diferença de temperatura de projeto de 8°C.
O ganho solar é determinado pelo nível selecionado de exposição solar.
Qsun = (q / 1000) × V × (ksun - 1)
O acréscimo devido às áreas envidraçadas é aplicado somente quando a área de envidraçamento é incluída no cálculo.
Qglass = (q / 1000) × V × (ΔT / 8) × (kglass - 1)
Q1 = Qbase + Qsun + Qglass
Ganho de calor dos ocupantes
A carga dos ocupantes Q2 (kW) é calculada a partir do número de ocupantes n e do valor de referência por pessoa.
Q2 = n × 0.10
O valor de referência por pessoa é de 0.10 kW e corresponde a uma atividade leve em ambiente interno.
Ganho de calor de eletrodomésticos
A carga dos aparelhos Q3 (kW) converte a potência elétrica total dos aparelhos Pel (W) em um ganho adicional de calor.
Q3 = Pel × 0.0003
O coeficiente 0.0003 pressupõe que aproximadamente 30% da potência total informada dos aparelhos seja convertida em calor no momento de projeto. Se o consumo elétrico simultâneo real dos equipamentos for conhecido, o cálculo simplificado poderá subestimar o ganho de calor.
Ajuste de ventilação com base na taxa de renovação do ar
O acréscimo de ventilação Qvent (kW) considera a carga necessária para resfriar o ar de insuflação. Ele é incluído somente quando a ventilação é considerada e depende da taxa de renovação do ar N (1/h) e do volume do ambiente V (m³).
Qvent = N × V × 0.000335 × ΔT
O coeficiente 0.000335 considera a capacidade térmica volumétrica do ar. A carga de ventilação aumenta à medida que aumentam a taxa de renovação do ar e a diferença de temperatura.
- Para salas e quartos, utiliza-se frequentemente N =
0.5-1.0. - Para cozinhas, banheiros, oficinas e ambientes com umidade elevada, utiliza-se frequentemente N =
1.5-3.0ou mais. - Se a taxa de renovação do ar estiver especificada no projeto, normalmente será utilizado o valor de projeto de N.
Ajuste para o último pavimento
A opção de último pavimento acrescenta ao cálculo uma proporção da carga básica Q1.
Qtop = 0.15 × Q1
O coeficiente 0.15 considera o aquecimento adicional do ambiente causado pela cobertura e pelas partes superiores da envoltória do edifício.
Como é determinada a faixa de capacidade recomendada
A faixa recomendada é derivada do valor final Q para ajudar a selecionar a capacidade disponível mais próxima com uma pequena margem.
Qmin = 0.95 × Q
Qmax = 1.15 × Q
Princípio de seleção: a faixa serve como referência para comparação com as capacidades disponíveis. É preferível selecionar um modelo cuja capacidade nominal de refrigeração não seja inferior ao valor calculado Q e que não tenha uma margem excessiva.
Conversão do resultado para BTU/h
As unidades BTU/h são utilizadas para comparação com o sistema de classificação comum dos aparelhos de ar-condicionado residenciais. A conversão é realizada por meio de um fator constante.
BTU/h ≈ kW × 3412.142
O fator de conversão é de 3412.142 BTU/h para cada 1 kW de capacidade de refrigeração.
Referência às normas
A EN 14511 especifica as condições e os métodos de ensaio, bem como as regras para determinar as características de desempenho de aparelhos de ar-condicionado e bombas de calor. O resultado calculado deve ser comparado com a capacidade nominal de refrigeração do equipamento declarada de acordo com a EN 14511.
A EN 16798-1 especifica os parâmetros de entrada do ambiente interno para o projeto de edifícios e a avaliação do desempenho energético. Essa norma não é o método de cálculo utilizado por esta calculadora. Se a vazão de ar externo estiver especificada no projeto, a carga de ventilação deverá ser determinada utilizando a taxa de renovação do ar do projeto.
Perguntas frequentes
Por que o cálculo é baseado no volume e não apenas na área do piso?
O método simplificado utiliza um valor específico de referência em W/m³. Por isso, a área do piso do ambiente é multiplicada pela altura do teto. Para a mesma área de piso, um ambiente com teto mais alto recebe uma carga básica calculada maior.
Qual é a diferença entre capacidade de refrigeração e consumo de energia elétrica?
A capacidade de refrigeração Q indica quanto calor precisa ser removido do ambiente. O consumo de energia elétrica depende da eficiência do modelo específico e normalmente é inferior a Q.
Quando a ventilação exerce maior influência sobre o resultado?
Quando a taxa de renovação do ar N é alta ou o volume do ambiente V é grande, o acréscimo Qvent aumenta linearmente e pode se tornar comparável à carga básica Q1. Se houver uma entrada contínua de ar externo, ignorar a ventilação frequentemente resulta em capacidade insuficiente do aparelho de ar-condicionado.
Como a temperatura afeta o resultado?
Quanto maior for a diferença entre a temperatura externa de projeto e a temperatura interna desejada, maior será a carga através da envoltória do edifício e da ventilação. O coeficiente 0.15 também considera o aumento dos ganhos de calor no último pavimento.
Como selecionar um modelo usando a faixa Qmin-Qmax?
Compare a capacidade nominal de refrigeração do modelo com o valor calculado Q e com a faixa exibida. É preferível selecionar a capacidade disponível mais próxima que não seja inferior a Q. Uma margem elevada também é indesejável, pois pode causar ciclos frequentes de liga e desliga e um controle de temperatura menos estável.