Metodologia Calculo Isolante V2

Páginas: 9 (2079 palavras) Publicado: 3 de junho de 2015
INSTITUTO FEDERAL DE SANTA
CATARINA
CAMPUS SÃO JOSÉ

ÁREA TÉCNICA DE REFRIGERAÇÃO
E CONDICIONAMENTO DE AR

METODOLOGIA PARA O CÁLCULO DA ESPESSURA DE
ISOLANTE NECESSÁRIA A UMA APLICAÇÃO

Volume III
Curso Técnico – Módulo 2
Prof. Carlos Boabaid Neto, M.Eng.

2009

OBJETIVOS DO ISOLAMENTO TÉRMICO
minimizar os fluxos de calor, visando maior eficiência do equipamento/sistema (economia
de energia)evitar condensação (superfícies frias)
GEOMETRIA
Do ponto de vista da geometria da situação física, têm-se duas classes de problemas:
superfícies planas (superfícies de câmaras frigoríficas, de refrigeradores, freezers, balcões,
dutos de ar condicionado de seção retangular, etc.)
superfícies cilíndricas (tubulações em geral)

( I ) SUPERFÍCIES PLANAS
/ I.1 / Cálculo para um fluxo de calor máximoadmissível
(a) a partir dos catálogos do fabricante, identifique o valor da condutividade térmica “k” do
material isolante escolhido;
(b) a partir do projeto, ou das condições observadas, identifique as temperaturas dos meios em
cada lado da superfície: Text (temperatura externa), e Tin (temperatura do meio refrigerado).
A temperatura externa vai, logicamente, depender de onde o equipamento estiverlocalizado. Se
estiver ao ar livre (por exemplo, câmara frigorífica), a temperatura externa deve ser o mesmo
valor recomendado pelas normas de projeto, ou seja, as temperaturas máximas médias de verão
(caso mais crítico) para cada localidade ou região geográfica. Utilize os valores apresentados na
Tabela 2 (Anexos, ao final deste texto).
No caso de um equipamento localizado no interior de umaedificação não climatizada, pode-se
utilizar, como regra geral, valores 3°C abaixo dos valores indicados na Tabela 2. Na realidade,
no caso de um ambiente mal ventilado, ou com muita geração de carga térmica, muito
provavelmente este ambiente atingirá temperaturas tão altas quanto as temperaturas de verão
estipuladas na Tabela 2. Portanto, é necessário atenção do projetista neste aspecto.
Já atemperatura interna vai depender, obviamente, do tipo de produto a ser armazenado (a
Tabela 4, ao final do texto, apresenta informações a respeito das condições de armazenagem de
diversos tipos de produtos).
(c) a partir do projeto, identifique o valor do fluxo de calor máximo ( q& max ) admitido para a
&
aplicação em questão (ou a máxima taxa de transferência de calor permissível, Q
);
max

Caso ainformação sobre fluxo de calor não esteja disponível, pode-se utilizar os seguintes
parâmetros:
TABELA 1
SITUAÇÃO

q [ W/m²]

câmaras frigoríficas, boa qualidade

<9

câmaras frigoríficas, qualidade aceitável

< 14

equipamentos frigoríficos em geral, localizados em ambientes internos

< 10

(d) a partir dos dados obtidos em (b), calcule o valor do coeficiente global de transferência de calornecessário, utilizando as equações:

U=
onde:

q&
∆T

ou

U=

&
Q
A ⋅ ∆T

∆T = (Text − Tin ) , [°C]
A – área total a ser coberta com isolamento, [m²]

(e) determinar os coeficientes de convecção “hext” e “hint”, utilizando as tabelas fornecidas;
(f) a partir do valor calculado de “U”, determine a espessura necessária do isolante “L”, a partir da
equação:
U=

1
1
L
1
+ +
h ext k h int

1
1
1
L = k ⋅  −−
 U h ext h int







Lembre-se que, na equação para o “U”, devem existir tantos parâmetros L k quantas forem as
“camadas” de diferentes materiais presentes no arranjo físico; entretanto, para materiais nãoisolantes (k > 0,8 W/m.K), o parâmetro perde significância e pode ser desprezado.
(g) volta-se aos catálogos do produto escolhido, e escolhe-se o produto com espessura igual ouimediatamente superior ao valor calculado no item (f);
(h) se for necessário realimentar os dados de projeto, recalcula-se a taxa de transferência (ou fluxo
de calor) resultante, utilizando a espessura de isolante selecionada no item (f);
U=

1
1
L
1
+ +
h ext k h int

q& = U ⋅ ∆T



ou

& = U ⋅ A ⋅ ∆T
Q

Em alguns casos, os catálogos de fabricantes trazem, para cada tipo de material e espessura de...
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