Calculadora de carga térmica de resfriamento · estimativa rápida de HVAC
Uma estimativa rápida para projetos iniciais e orçamentos. O tipo de ambiente e a área do piso dão as cargas sensível e latente, o FCS do ambiente e a vazão de ar insuflado; "Abrir na carta psicrométrica" desenha na calculadora o ponto do ambiente, a linha de FCS e o ponto exterior.
Base de cálculo
As cargas do ambiente são somas de taxas por item; a carga do ar exterior é o mesmo cálculo psicrométrico do cartão de processo da calculadora. No resfriamento, o calor a retirar é positivo; no aquecimento, o calor a fornecer é positivo.
| Item | Equação | Observações · base |
|---|---|---|
| Pessoas | qs = N·s, ql = N·l | s e l da tabela de pessoas abaixo (W por pessoa). N = densidade × A / 100, ou um número de pessoas |
| Iluminação, equipamentos | q = L·A, q = E·A | Tudo sensível, tudo ao mesmo tempo (sem diversidade nem inércia). As taxas são valores de referência |
| Envoltória (simplificada) | q = U·Ae·(t_o − t_r) + S·A | Condução apenas pela diferença de bulbo seco; solar e outros como um único valor por área de piso. O aquecimento usa U·Ae·(t_r − t_o) |
| Vazão de ar exterior | Q = (Rp·N + Ra·A)/Ez × 3,6 | Procedimento de vazão de ventilação da ASHRAE 62.1. Ez da tabela de eficácia de distribuição de ar na zona da 62.1: 1,0 por padrão no resfriamento (insuflamento de ar frio pelo teto), 0,8 no aquecimento (insuflamento de ar quente pelo teto, retorno no teto). Ou Q = n·A·H, ou um valor direto |
| Sensível do ar exterior | qs = ṁ·(1,006 + 1,86 W_o)·(t_o − t_r) | ṁ = Q / (3600·v_o) no volume específico exterior; a mesma definição do cartão de processo (exterior → ambiente) |
| Latente do ar exterior | ql = ṁ·(h_o − h_r) − qs | Total menos sensível (como no cartão de processo); umidade ṁ·(W_o − W_r) |
| FCS do ambiente | FCS = Σqs / (Σqs + Σql) | Apenas as cargas do ambiente, sem o ar exterior; é isto que traça a linha de FCS na carta |
| Vazão de ar insuflado (resfriamento) | ṁ_s = q_r / (h_r − h_s), Q_s = ṁ_s·v_s | t_s = t_r − ΔT; o estado de insuflamento faz o FCS insuflamento → ambiente ser igual ao FCS do ambiente (como no painel de resfriamento da calculadora) |
| Vazão de ar insuflado (aquecimento) | ṁ_s = q_r / ((1,006 + 1,86 W_s)·ΔT) | t_s = t_r + ΔT, W_s = W_r (como no painel de aquecimento da calculadora) |
| Unidades | 1 TR = 3,517 kW, 1 kcal = 4,1868 kJ | Tonelada de refrigeração americana, caloria IT |
Calor dissipado pelos ocupantes (ASHRAE Fundamentals, capítulo 18, Tabela 1)
Valores ajustados para a mistura normal de homens, mulheres e crianças em ambiente a 24 °C (W por pessoa, baixa velocidade do ar). Em um ambiente mais quente, o mesmo total se desloca para o calor latente. O valor do restaurante inclui o calor dos alimentos. As edições diferem um pouco, então confira com a edição que você usa.
| Atividade | Aplicação típica | Sensível W | Latente W |
|---|---|---|---|
| Sentado em teatro | Teatro | 65 | 30 |
| Sentado, trabalho muito leve | Escritórios, hotéis, apartamentos | 70 | 45 |
| Trabalho de escritório moderadamente ativo | Escritórios, hotéis, apartamentos | 75 | 55 |
| Em pé, trabalho leve; caminhando | Loja de departamentos, comércio | 75 | 55 |
| Caminhando, em pé | Farmácia, banco | 75 | 70 |
| Trabalho sedentário (restaurante) | Restaurante | 80 | 80 |
| Trabalho leve de bancada | Fábrica | 80 | 140 |
Vazões de ar exterior (ASHRAE 62.1, Tabela 6-1)
Vazões de ar exterior por pessoa e por área e densidade de ocupação padrão, do procedimento de vazão de ventilação. O ar exterior na zona de respiração Vbz = Rp·Pz + Ra·Az é dividido pelo Ez da tabela de eficácia de distribuição de ar na zona da 62.1 (1,0 para insuflamento de ar frio pelo teto, 0,8 para insuflamento de ar quente pelo teto com retorno no teto; a calculadora começa em 1,0 no resfriamento e em 0,8 no aquecimento, e qualquer um pode ser escolhido). Os valores mudam entre as edições, então confira a que se aplica.
| Ocupação | Rp L/s·pessoa | Ra L/s·m² | Densidade /100 m² | m³/h por pessoa |
|---|---|---|---|---|
| Escritório | 2.5 | 0.3 | 5 | 30.6 |
| Sala de conferência/reunião | 2.5 | 0.3 | 50 | 11.2 |
| Vendas (comércio) | 3.8 | 0.6 | 15 | 28.1 |
| Salões de restaurante | 3.8 | 0.9 | 70 | 18.3 |
| Salas de aula (9 anos ou mais) | 5 | 0.6 | 35 | 24.2 |
| Sala de aula tipo auditório | 3.8 | 0.3 | 65 | 15.3 |
Valores iniciais por tipo de ambiente
Só os valores com fonte na coluna de base têm fonte; os marcados como referência são valores iniciais generosos que não puderam ser conferidos em uma fonte. Informe os seus.
| Tipo de ambiente | Ocupantes, calor | Ar exterior | Iluminação, equipamentos W/m² |
|---|---|---|---|
| Escritório | 5 pessoas/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 15 (referência) |
| Sala de reunião | 50 pessoas/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 2.5, Ra 0.3 (62.1) | 10 · 5 (referência) |
| Comércio (loja) | 15 pessoas/100 m² (62.1), 75/55 W | Rp 3.8, Ra 0.6 (62.1) | 15 · 5 (referência) |
| Restaurante (salão) | 70 pessoas/100 m² (62.1), 80/80 W | Rp 3.8, Ra 0.9 (62.1) | 12 · 10 (referência) |
| Sala de aula | 35 pessoas/100 m² (62.1), 70/45 W | Rp 5, Ra 0.6 (62.1) | 10 · 5 (referência) |
| Residencial (apartamento) | 4 pessoas (referência), 70/45 W | 0.5 ACH (referência) | 6 · 5 (referência) |
| Sala de servidores | 2 pessoas (referência), 70/45 W | 100 m³/h (referência) | 10 · 500 (referência) |
Limites do método rápido
Este método soma taxas por item, então não calcula o ganho solar (orientação, hora, sombreamento dos vidros), o atraso térmico por inércia das paredes e do ambiente, a hora de pico, a infiltração, os ganhos em dutos e ventiladores, o reaquecimento nem fatores de segurança. Use-o para dimensionamento inicial e orçamentos; antes de selecionar equipamentos, faça um cálculo de carga térmica detalhado (HAP, TRACE e outros programas que usam o método RTS da ASHRAE).
O aquecimento desconsidera os ganhos internos e solares e conta apenas a condução pela envoltória e o ar exterior, o que erra para o lado da segurança. A umidificação cobre apenas o ar exterior; a umidade liberada no ambiente (pessoas etc.) não é contada.
Exemplo resolvido
Escritório de 100 m², ambiente a 26 °C e 50%, exterior a 32 °C e 60%, densidade de 5 por 100 m² resulta em 5 pessoas, trabalho de escritório moderadamente ativo 75/55 W, iluminação 10, equipamentos 15 e solar 20 W/m², U 1,0 W/m²K × 50 m², ar exterior pela 62.1 (2,5 × 5 + 0,3 × 100) × 3,6 = 153 m³/h, diferença de insuflamento de 10 K.
Ambiente: pessoas 0,375/0,275 kW, iluminação 1,000, equipamentos 1,500, envoltória 1,0 × 50 × 6 = 0,300, solar 2,000 kW, portanto sensível 5,175, latente 0,275, FCS = 5,175 / 5,450 = 0,950.
Ar exterior: W_o 18,033, W_r 10,496 g/kg, h_o 78,37, h_r 52,91 kJ/kg, v_o 0,8895 m³/kg, portanto ṁ = 153 / (3600 × 0,8895) = 0,04778 kg/s, sensível 0,04778 × 1,0395 × 6 = 0,298 kW, total 0,04778 × 25,45 = 1,216 kW, latente 0,918 kW, umidade 1,30 kg/h.
Total: sensível 5,473, latente 1,193, total 6,666 kW = 1,90 TR = 5.732 kcal/h. Insuflamento a 16 °C e 10,282 g/kg, ṁ = 5,450 / (52,91 − 42,12) × 3600 = 1.817 kg/h, portanto 1.513 m³/h (o atalho com ρ = 1,2 e cp = 1,006, 5,175 kW / (1,2 × 1,006 × 10), dá 1.543 m³/h, 2% de diferença).
A diferença de 2% vem do atalho, que fixa ρ·cp em 1,2 kg/m³ e 1,006 kJ/kgK; este cálculo usa o calor específico do ar úmido 1,006 + 1,86·W (1,025) e o volume específico de insuflamento (0,833 m³/kg por kg de ar seco).
Fontes
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capítulo 18, Nonresidential Cooling and Heating Load Calculations, Tabela 1: calor dissipado pelos ocupantes por atividade
- ANSI/ASHRAE Standard 62.1, Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality: Tabela 6-1 de vazões mínimas de ventilação, tabela de eficácia de distribuição de ar na zona (Ez)
- Trocas de ar por hora (ACH): valor informado pelo usuário, conforme a norma local aplicável (nenhuma norma está embutida na calculadora)
- ASHRAE Handbook, Fundamentals (SI), capítulo 1, Psychrometrics: equações do ar úmido (motor da calculadora)
Perguntas frequentes
Como a carga térmica de resfriamento é calculada?
Some a carga sensível do ambiente (pessoas, iluminação, equipamentos, condução pela envoltória, solar) e a carga latente do ambiente (pessoas) e depois a carga do ar exterior, que leva o ar de fora às condições do ambiente. Esta calculadora preenche cada item a partir de um tipo de ambiente predefinido e da área do piso, separado em sensível e latente em kW, TR, BTU/h e kcal/h. Os efeitos horários do sol e da inércia térmica não são modelados.
Como se obtém a vazão de ar insuflado?
Uma fórmula rápida: vazão de ar (m³/h) = carga sensível do ambiente (kW) × 3.600 ÷ (1,2 × 1,006 × diferença de temperatura de insuflamento). 10 kW e 10 K dão cerca de 2.980 m³/h. A calculadora obtém a mesma grandeza com mais exatidão a partir da diferença de entalpia e do volume específico do ponto de insuflamento sobre a linha de FCS do ambiente.
Como converto uma carga térmica de resfriamento em kW para TR ou BTU/h?
1 TR americana = 3,517 kW e 1 kW = 3.412 BTU/h, então 35 kW são cerca de 9,95 TR ou 119.400 BTU/h. Tabelas completas e a tonelada japonesa estão em https://psychart.kr/pt/tools/units/rt-kw/
Última atualização em 2026-10-12.