9. Sistemas de Refrigeração

Variação de temperatura é um dos principais fatores que contribuem para o envelhecimento de circuitos integrados, sendo assim, todo e qualquer equipamento eletrônico em um site de telecomunicações terá sua vida útil drasticamente reduzida caso esta variável de ambiente não seja adequadamente controlada. Logo é de fundamental importância projetar e dimensionar um sistema de refrigeração que seja capaz de trocar a energia térmica do ambiente interno com a do ambiente externo, sendo que a troca de calor deve ocorrer em uma velocidade adequada a manter a temperatura interna sobre níveis aceitáveis para o correto funcionamento dos equipamentos.

9.1 Variáveis de ambiente

9.1.1 Sala

A sala onde serão localizados e instalados os equipamentos é talvez uma das variáveis de maior peso no dimensionamento de um sistema de refrigeração. Nesta etapa, vários elementos devem ser levados em consideração:

• Área e pé-direito da construção

  • A área e o pé-direito da sala servirão para calcular o volume de ar no interior do recinto, este volume de ar deve ser constantemente renovado pelo equipamento de refrigeração.

  • Área média das paredes também é uma informação importante para fazer o dimensionamento.

• Localização da construção

  • O fato de a sala estar localizada no subsolo ou entre 2 andares de um prédio fará com que ela receba um índice de radiação solar inferior aquele em que ela estivesse apenas revestida por uma lage e um telhado.

• Material constituinte das paredes

  • O material que constitui as paredes da construção irá influenciar diretamente na taxa de transmissão de energia térmica entre os ambientes interno e externo.

• Portas e Janelas

  • Portas e janelas são compostos por materias distintos daqueles utilizados na construção, sendo assim, a transmissão de energia térmica através destes se dá a uma taxa diferente da ocorrida nas paredes da construção.

9.1.2 Ambiente

A temperatura externa do ambiente possui muita influência no sistema de refrigeração, assim como a temperatura interna desejada para o ambiente. Quanto maior for a diferença entre a temperatura interna e externa maior será o trabalho executado pelo sistema de refrigeração.

9.1.3 Equipamentos

Os equipamentos a serem instalados no interior da sala irão dissipar uma certa quantidade de energia por unidade de tempo o que acabará por elevar a energia térmica contida no interior da sala. O trabalho executado pelo sistema de refrigeração é o de “retirar” esta energia térmica do ambiente evitando que a temperatura suba a níveis que possam causar danos a estrutura dos circuitos integrados dos equipamentos, sendo assim, é fundamental conhecer a potência em Watts (W) total, dissipada por todos os equipamentos no ambiente.

9.1.4 Pessoas

Esta variável de ambiente nem sempre é lembrada, mas seres humanos também irradiam calor e caso existam pessoas trabalhando longos períodos no interior de uma sala refrigerada, o calor emitido pelos seus corpos transmitirá uma energia térmica considerável ao ambiente. É interessante comentar que em média o metabolismo de uma mulher adulta corresponde a 85% do de um homem adulto, já o metabolismo de uma criança corresponde a 75%.

9.2 Carga térmica

Definição:

De posse de todas as variáveis de ambiente, é possível estimar a carga térmica (Thermic load) do ambiente que é expressa em Kcal/H, e a partir dela podemos calcular a potência em BTUs de um equipamento de ar-condicionado.

9.3 Exemplo de dimensionamento de um sistema de refrigeração

Condições de simulação:

• Sala

  • Área = 9m²

  • Pé direito = 2,80m

  • Localizada no 2º andar de um prédio de 3 andares

  • Área média das paredes = 8,50m²

  • Paredes compostas de 1 único tijolo maciço.

  • 1 x Janela de 1,4m² sem nenhum tipo de cortina ou material para bloquear a radiação. Esta janela recebe radiação solar na parte da tarde.

  • 1 x porta de 1,5m² feita de madeira.

• Ambiente

  • Temperatura externa = 25ºC

  • Temperatura interna desejada = 19ºC

• Equipamentos

  • Potência total dissipada = 1200W

• Pessoas

  • 1 funcionário do sexo masculino, trabalhando em tempo integral.

A partir destas informações, vamos utilizar o módulo de sistemas de refrigeração do Jubarte para dimensionar a potência do ar-condicionado necessário para refrigerar este ambiente, é sempre bom lembrar que é aconselhável considerar uma margem de segurança de 10% e também manter uma margem para futuras expansões e/ou substituições de equipamentos.

Figura 29 – Dimensionamento de ar condicionado