Carga de resfriamento sensível
Carga de resfriamento sensível refere-se a um dos dois tipos de cargas de resfriamento que constituem a totalidade da carga de resfriamento do projeto. A carga de resfriamento do projeto é a quantidade de energia térmica que deve ser removida de um edifício para manter a temperatura do projeto interno, mesmo durante as condições externas mais extremas. Digamos que você more na Flórida e esteja com 98 graus F (~ 37 graus C) do lado de fora com 100 por cento de umidade. Essas são condições bastante insuportáveis e podem sobrecarregar os sistemas de HVAC, tentando manter um frio de 77 graus F (25 graus C) com uma umidade muito mais baixa. ‘Qualquer tipo de’ resfriamento ‘é realizado não pelo resfriamento, mas pela movimentação da energia térmica ao redor do sistema.
Fatores que influenciam a carga de resfriamento sensível
Existem vários fatores que influenciam a carga de resfriamento sensível, entre eles estão os tipos de aberturas, como janelas e portas de vidro, intrusão de luz solar, paredes externas, divisórias, pisos sobre espaços abertos, infiltração de ar entre fendas, tetos sob um sótão, pessoas em o edifício, equipamentos e aparelhos operados, luzes, tipos de cobertura, canalização e isolamento em toda a casa.
Dentre esses fatores, os seguintes são aqueles que você não pode controlar: temperatura e umidade externas, tamanho da casa, direção da casa. Se sua casa estiver voltada para o sul ou oeste, ela terá mais infiltração de calor da luz solar. Os seguintes fatores são aqueles que podem ser controlados: vazamentos de ar, níveis de isolamento, infiltração de calor pelas janelas, aparelhos que produzem calor em sua casa. Você pode selar vazamentos e rachaduras, fornecer mais isolamento e limitar o funcionamento dos aparelhos de produção de calor à noite.
Equação
Você pode calcular a carga de aquecimento ou resfriamento sensível em unidades SI com a seguinte equação:
hs = cp * rho * q * dt
onde hs = calor sensível (kW), cp = calor específico do ar (1,006 kJ / kg graus C), rho = densidade do ar (1,202 kg / m3), q = fluxo de ar (cms), dt = diferença de temperatura (graus C).
Como afirmado anteriormente, a carga de resfriamento sensível é um dos dois tipos de cargas de resfriamento que definem a carga de resfriamento do projeto. A outra carga de resfriamento é a carga de resfriamento latente. A carga de resfriamento sensível se refere à temperatura de bulbo seco do edifício e a carga de resfriamento latente se refere à temperatura de bulbo úmido do edifício. O que são temperaturas de bulbo seco e bulbo úmido e como elas diferem?
Temperatura de bulbo seco versus temperatura de bulbo úmido
A temperatura de bulbo seco é a temperatura normal do ar e pode ser medida com um termômetro normal protegido da luz solar e da umidade. É chamada a temperatura de bulbo seco porque é não afectado pela humidade no ar. Obter a temperatura do bulbo úmido é um pouco mais complicado, mas pode ser medido colocando-se um pedaço de musselina limpa sobre o bulbo de um termômetro.
Temperatura de bulbo úmido, ponto de orvalho e umidade
A temperatura de bulbo úmido indica a quantidade de umidade no ar e a taxa de evaporação do termômetro de bulbo úmido depende da umidade do ar. A evaporação diminui quando o ar está mais úmido. Quanto mais úmido for o ar, mais demandas serão feitas ao sistema HVAC para fornecer um nível de resfriamento confortável. Embora a maioria de nós não esteja tão familiarizada com as temperaturas de bulbo úmido e seco, todos temos um conhecimento geral do ponto de orvalho .
Para referência, a temperatura de bulbo úmido é sempre encontrada entre a temperatura de bulbo seco e o ponto de orvalho. Se você se lembra, o ponto de orvalho é a temperatura na qual o vapor d’água se condensa ou o ar fica saturado. Você provavelmente já teve a experiência de sentir o orvalho ou umidade precipitar ou condensarfora do ar entre o pôr do sol e o amanhecer. Quando você acorda de manhã cedo, há orvalho por todo o chão. Conforme o sol nasce, a temperatura também sobe e essa água evapora de volta para o ar, aumentando a umidade ao longo do dia. Se você tirar uma garrafa fria da geladeira, verá a formação de condensação à temperatura ambiente de 25 graus C (77 graus F) e ainda mais rapidamente se levar a garrafa para fora se a temperatura externa for superior a 86 graus F (30 graus C, por exemplo). Se a temperatura externa for igual à do refrigerador, nenhuma condensação se formará. Isso ocorre porque a umidade relativa do ar é baixa em ambos os locais.
Resfriamento sensível e resfriamento latente
Conforme afirmado no início do artigo, existem dois tipos de resfriamento que ocorrem: 1) resfriamento sensível e 2) resfriamento latente. Arrefecimento sensível remove o calor de temperatura ou o calor que sentido para fora do ar. O resfriamento latente envolve a desumidificação do ar.
Todos esses cálculos e conceitos estão ligados aos sistemas HVAC e níveis de conforto. O resfriamento do verão envolve o controle da umidade (resfriamento latente) sobre a temperatura (resfriamento sensível). Por exemplo, a maioria das pessoas prefere seus termostatos ajustados para 72 a 78 graus Fahrenheit (~ 22 a 26 graus Celsius) durante os meses de clima quente e 67 a 72 graus Fahrenheit (~ 19 a 22 graus Celsius) durante os meses de clima frio.
Razão de calor sensível
A razão de calor sensível pode ser expressa como SHR = hs / ht,
Onde hs = calor sensível, ht = calor total (sensível + latente).
O SHR é usado para calcular a carga de resfriamento sensível para vários ambientes, com aqueles que exigem condições mais sensíveis resultando em uma proporção mais alta.
Índice de desconforto
O índice de desconforto é expresso como DI com uma de duas equações:
1) DI = 0,4 (td + tw) + 15, onde td = temperatura de bulbo seco e tw = temperatura de bulbo úmido OU
2) DI = 0,55 td + 0,2 tdp + 17,5, onde td = temperatura de bulbo seco e tdp = temperatura do ponto de orvalho.
Se você já esteve em uma casa muito úmida, com umidade superior a 60%, você se sente desconfortável, independentemente da temperatura. Embora este artigo seja principalmente sobre Carga de resfriamento sensível, ele não pode ser considerado sem abordar a carga de resfriamento latente. A Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE) recomenda manter a umidade em 45% a 55% ao longo do ano, usando desumidificadores durante os meses quentes e umidificadores para manter a umidade relativa em um nível saudável. Uma casa com umidade muito baixa no inverno pode levar a problemas respiratórios e aumento de infecções, pele seca e coceira e danos a móveis e piso. Por outro lado, uma casa com umidade muito alta pode levar ao crescimento de fungos, condições abafadas e desconforto para dormir.
Resumo da lição
Uau! Esta foi uma lição longa e complicada! A conclusão é que a carga de resfriamento sensível é o tipo de resfriamento que reduz a temperatura sensível (o tipo que pode ser sentido ) do ar que entra. É difícil discutir a carga de resfriamento razoável sem discutir a carga de resfriamento total e isso envolve também a carga de resfriamento latente. A carga de resfriamento latente tem a ver com a temperatura do bulbo úmido e a temperatura do ponto de orvalho. É importante considerar os fatores incontroláveis que afetam a carga de resfriamento sensível, como temperatura e umidade externas, tamanho da casa e direcionalidade da casa, bem como questões controláveis, como vazamentos de ar, níveis de isolamento, infiltração de calor pelas janelas e aparelhos produtores de calor.
A carga de resfriamento sensível (hs) é calculada multiplicando o calor específico do ar (cp) pela densidade do ar (rho) pelo fluxo de ar (q) e o diferencial de temperatura. SHR é calculado dividindo a carga de resfriamento sensível pela carga de resfriamento total. A carga de resfriamento total é calculada somando a carga de resfriamento sensível e latente. Portanto, o SHR (razão de cura sensível) e o Índice de desconforto (DI) são afetados pela carga de resfriamento sensível e pela carga de resfriamento latente. Se você deseja controlar a carga de resfriamento sensível, também deve levar em consideração os fatores de umidade que são responsáveis pela carga de resfriamento latente.
O cuidado com a umidade é de grande importância não só no controle da temperatura, mas também na saúde humana e ambiental. Se você não mantiver a umidade correta, correrá o risco de problemas respiratórios e aumento de infecções, pele seca e coceira e danos aos móveis e pisos nos meses mais frios e crescimento de mofo, condições abafadas e desconforto do sono durante os meses mais quentes meses.