REFRIGERAÇÃO,CONDICIONAMENTO DE AR E VENTILAÇÃO

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REFRIGERAÇÃO, 
CONDICIONAMENTO 
DE AR E 
VENTILAÇÃO 
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Descrever a carga térmica de resfriamento.
 > Relacionar as cargas de aquecimento e resfriamento.
 > Calcular a carga de resfriamento de calor sensível e latente.
Introdução
O cálculo da carga térmica é o principal pilar de um projeto de refrigeração, 
determinando a seleção de muitos componentes, como dutos, tubulações, ven-
tiladores, compressores, difusores, etc., que são necessários para garantir um 
sistema eficaz de condicionamento de ar. Portanto, além do impacto no conforto 
térmico e na produtividade dos processos ou dos ocupantes, o cálculo também 
pode afetar substancialmente o custo do investimento inicial, o custo operacional 
e o consumo de energia.
Desse modo, o cálculo da carga térmica deve caracterizar com precisão o 
edifício e fornecer informações reais e características do projeto. O uso incorreto 
Carga térmica 
de refrigeração 
e resfriamento
Francisco José Rodrigues da Silva Junior
de múltiplos fatores de segurança em cada etapa do cálculo pode fazer com que 
o valor do sistema seja irreal e excessivo, resultando em custos adicionais. Por 
isso, o cálculo deve ser preciso e respeitar as normas que regem esse assunto.
Neste capítulo, serão apresentados os conceitos relativos aos princípios que 
orientam o dimensionamento da carga térmica de resfriamento para projeto de 
refrigeração. Além disso, você poderá compreender o cálculo de carga térmica 
de aquecimento e sua diferença em relação à carga térmica de refrigeração. Por 
fim, mostraremos exemplos de como são realizados o cálculo simplificado e o 
cálculo detalhado da carga térmica.
Caracterização da carga térmica para 
resfriamento
A carga térmica de resfriamento é a carga térmica que deve ser removida 
do ambiente para que ele possa estar climatizado, de modo a oferecer con-
forto térmico. Essa carga térmica leva em conta a geração interna de calor 
de pessoas, lâmpadas, equipamentos e motores, além da carga térmica de 
insolação de superfícies transparentes (CREDER, 2004).
A estimativa da carga térmica é baseada no Manual da Carrier (Handbook 
of Air Conditioning System Design) e na norma ABNT NBR 16401, que fornece 
os dados necessários para a estimativa em âmbito nacional das condições 
externas e internas ao ambiente a ser estimado. Garantir conforto para os 
seres humanos e atender às condições requeridas por algum processo ou 
produto são as funções básicas para o condicionamento de ar.
Primeiramente, devem ser definidas as características do recinto a ser 
calculado, que são, em geral, as seguintes:
 � orientação do ambiente (posição geográfica, sombreamento, 
insolação);
 � tipo de recinto (residencial, escritório, hotel, etc.);
 � dimensões físicas do ambiente (altura, comprimento e largura);
 � tipos de materiais utilizados (tipos de tijolo, janela, telhado ou laje, etc.);
 � condições exteriores (tipo de fachada, cores, sombras);
Carga térmica de refrigeração e resfriamento2
 � equipamentos (quantidade e potência);
 � pessoas (quantidade e sexo);
 � iluminação (tipo e quantidade);
 � portas (localização e quantidade).
Todos esses aspectos são importantes, pois influenciam diretamente os 
fatores da carga térmica do recinto, que são:
 � temperatura de bulbo seco (TBS), temperatura de bulbo úmido (TBU) 
e umidade relativa (UR);
 � transmissão de calor pela insolação;
 � transmissão de calor na parede externa e no telhado;
 � transmissão de calor no vidro, na parede e no piso internos;
 � iluminação;
 � carga de ocupantes;
 � carga de motores elétricos;
 � equipamentos eletrônicos;
 � calor de ar exterior para renovação.
Após serem definidas as características do recinto, devem-se definir a TBS 
e a TBU externas, bem como a TBS e a UR do ambiente a ser condicionado. Para 
as condições externas, utilizam-se as tabelas A.3 a A.7 da norma ABNT NBR 
16401-1, que apresenta dados de projeto de 34 cidades brasileiras agrupadas 
por região (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008a). A partir da 
escolha, definem-se a TBS e a TBU a partir da região e da cidade escolhidas 
nas condições externas para verão (CREDER, 2004). O Quadro 1 apresenta 
dados de TBS e TBU para algumas cidades brasileiras.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 3
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Carga térmica de refrigeração e resfriamento 5
O Quadro 1 também fornece dados de altitude, latitude e longitude para 
as cidades brasileiras, além de TBS e TBU no que se refere às condições 
externas para verão. Já as condições internas para verão são definidas 
pela norma ABNT NBR 16401-2, de acordo com a qual a temperatura opera-
tiva é de 22,5°C a 25,5°C e a UR limita-se ao máximo de 65% (ASSOCIAÇÃO 
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008b). A seguir, descreveremos como 
caracterizaras cargas térmicas de geração interna de calor de pessoas, 
lâmpadas, equipamentos e motores, além da carga térmica de insolação 
de superfícies transparentes.
Carga térmica devida à insolação em superfícies 
transparentes
A radiação solar que chega à superfície externa, a radiação solar extraterres-
tre, varia ao longo do ano devido à inclinação do eixo da Terra e à variação 
da distância entre o Sol e a Terra. A insolação em kcal/h para o ambiente 
se dá através dos vidros das janelas do recinto, que permitem a entrada da 
radiação solar (CREDER, 2004). Para esse cálculo da carga térmica, é utilizada 
a Equação 1 (ALVAREZ, 2019):
 (1)
onde:
 � A: área envidraçada;
 � FGCImáx: fator de ganho de calor por insolação;
 � CS: coeficiente de sombreamento.
O Quadro 2 apresenta os valores de FGCImáx para vidro claro, para diferentes 
meses do ano, e o Quadro 3 apresenta valores de CS para diversos vidros, 
com e sem sombreamento interno.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento6
Quadro 2. Valores máximos do FGCI para vidro ensolarado (W/m²)
N/sombra NE/NO L/O SE/SO S Horizontal
32° latitude norte
Dezembro 69 69 510 775 795 500
Janeiro, 
novembro
75 90 550 785 775 555
Fevereiro, 
outubro
85 205 645 780 700 685
Março, 
setembro
100 330 695 700 545 780
Abril, agosto 115 450 700 580 355 845
Maio, julho 120 530 685 480 230 865
Junho 140 555 675 440 190 870
N = norte; NE = nordeste; NO = noroeste; L/O = leste/oeste; SE/SO = sudeste/sudoeste; S = sul
Fonte: Adaptado de Alvarez (2019).
Quadro 3. Coeficiente de sombreamento (CS)
Tipo de 
vidro
Espessura Sem sombra Persiana Cortinas tipo rolô
(mm) Interno Médio Claro Escuro Claro
Vidro 
simples: 
folha normal
3 1,00 0,64 0,55 0,59 0,25
Laminado 6–12 0,95 0,64 0,55 0,59 0,25
Absorvedor 6 0,70 0,57 0,53 0,40 0,30
Folha dupla: 
folha normal
3 0,90 0,57 0,51 0,60 0,25
Laminado 6 0,83 0,57 0,51 0,60 0,25
Reflectivo 6 0,2–0,4 0,2 — — —
Fonte: Adaptado de Alvarez (2019).
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 7
Para consultar, no Quadro 2, os valores de FGCImáx para vidro claro, é 
necessário saber qual é o mês do ano e qual é a direção de incidência mais 
crítica para o cálculo da carga térmica. Em relação ao Quadro 3, observa-se 
que o CS dependerá do tipo de vidro do ambiente, da existência ou não de 
sombreamento interno no local onde o vidro está disposto e da presença 
ou ausência de cortinas no recinto.
Carga térmica devida à geração interna de calor
Esse tipo de carga térmica engloba os calores gerados por aquecimento 
de lâmpadas do ambiente, por pessoas que ali circulam ou se localizam 
e por equipamentos localizados no ambiente em questão. A iluminação 
utilizada no recinto pode ser de dois tipos: fluorescente ou incandescente. 
Para iluminação por lâmpadas fluorescentes, a carga térmica é dada pela 
Equação 2 (PIRANI, 2005):
 (2)
Já para as lâmpadas incandescentes, a carga térmica é dada pela 
Equação 3:
 (3)
onde:
 � n: número de lâmpadas;
 � PL: potência da lâmpada, em watts;
 � r: porcentagem de calor dissipado pelos reatores, sendo r = 0,250 para 
reatores eletromagnéticos e r = 0,075 para reatores eletrônicos.
O Quadro 4 apresenta valores de taxas típicas de dissipação de calor por 
lâmpadas.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento8
Quadro 4. Taxas típicas de dissipação de calor pela iluminação
Local Tipo de iluminação
Nível de 
iluminação 
(Lux)
Potência 
dissipada 
(W/m²)
Escritórios e bancos Fluorescente 500 16
Lojas Fluorescente 750 17
Fluorescente compacta 23
Vapor metálico 28
Residências Fluorescente compacta 150 9
Incandescente 30
Supermercados Fluorescente 1.000 21
Vapor metálico 30
Armazéns climatizados Fluorescentes 100 2
Vapor metálico 3
Cinemas e teatros Fluorescente compacta 50 6
Vapor metálico 4
Museus Fluorescente 200 5
Fluorescente compacta 11
Bibliotecas Fluorescente 500 16
Fluorescente compacta 18
Restaurantes Fluorescente compacta 150 13
Incandescente 14
Auditórios
 � Tribuna
 � Plateia
 � Sala de espera
Fluorescente
Fluorescente compacta
Fluorescente
Vapor metálico 
Fluorescente compacta
750
150
200
30
32
10
18
8
(Continua)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 9
Local Tipo de iluminação
Nível de 
iluminação 
(Lux)
Potência 
dissipada 
(W/m²)
Hotéis
 � Corredores
 
 � Sala de leitura 
 � Quartos 
 � Sala de convenções
 � Plateia
 � Tablado
 � Portaria e recepção
Fluorescente compacta
Fluorescente
Fluorescente compacta
Fluorescente compacta
Incandescente
Fluorescente
Fluorescente
Fluorescente compacta
Fluorescente
Fluorescente compacta
100
500
150
150
750
200
8
15
22
9
30
8
30
30
8
9
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 16401-1 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008a).
Os valores de dissipação de calor por lâmpadas apresentados no Quadro 4 
dependem do local do projeto e do tipo de iluminação instalado no ambiente.
A carga térmica (calor sensível) em kcal/h, considerando-se motor elétrico 
e máquina dentro do recinto, é dada pela Equação 4 (PIRANI, 2005):
 (4)
onde:
 � HP: potência do motor;
 � n: rendimento do motor.
O Quadro 5 apresenta taxas típicas de dissipação de calor de motores 
elétricos.
(Continuação)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento10
Quadro 5. Taxas típicas de dissipação de calor de motores elétricos
Potência 
nominal
Eficiência a 
plena carga
Localização em relação ao espaço 
condicionado ou fluxo de ar
(W)
CV kW % Motor e 
equipamento 
dentro
Motor fora e 
equipamento 
dentro
Motor dentro e 
equipamento 
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0,05 0,04 35,0 105 37 68
0,08 0,06 35,0 168 59 109
0,125 0,09 35,0 263 92 171
0,16 0,12 35,0 336 118 219
0,25 0,18 64,0 287 184 103
0,33 0,24 67,0 362 243 120
0,5 0,37 68,0 541 368 173
0,75 0,55 71,0 777 552 225
1 0,74 78,0 943 736 207
1,5 1,1 72,7 1.520 1.100 414
2 1,5 78,0 1.890 1.470 415
3 2,2 79,3 2.780 2.210 576
4 2,9 82,7 3.560 2.940 615
5 3,7 84,6 4.350 3.680 669
6 4,4 84,2 5.240 4.410 828
7,5 5,5 88,5 6.230 5.520 717
10 7,4 89,0 8.260 7.360 909
12,5 9,2 87,7 10.480 9.190 1.290
15 11,0 88,3 12490 11.030 1.460
20 14,7 89,8 16380 14.710 1.670
25 18,4 90,1 20.410 18.390 2.020
30 22,1 91,0 24.250 22.070 2.180
(Continua)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 11
Potência 
nominal
Eficiência a 
plena carga
Localização em relação ao espaço 
condicionado ou fluxo de ar
(W)
CV kW % Motor e 
equipamento 
dentro
Motor fora e 
equipamento 
dentro
Motor dentro e 
equipamento 
fora
40 29,4 91,0 32.330 29.420 2.910
50 36,8 91,7 40.100 36.780 3.330
60 44,1 91,6 48.180 44.130 4.050
75 55,2 91,9 60.020 55.160 4.860
100 73,6 95,5 77.020 73.550 3.470
125 91,9 91,8 100.200 91.940 8.210
150 110,3 92,0 119.900 110.300 9.590
175 128,7 92,7 138800 128700 10140
200 147,1 93,4 157500 147100 10400
250 183,9 93,5 196700 183900 12780
300 220,7 95,0 232300 220700 11610
350 257,4 95,1 270700 257400 13260
400 294,2 95,3 308700 294200 14510
450 331,0 95,4 346900 33100 15960
500 367,8 95,4 385500 367800 17730
NOTA 1: motores operando em regime de uso contínuo.
NOTA 2: motores com potência nominal de 0,05 CV a 0,16 CV são monofásicos, 1500 rpm.
NOTA 3: motores com potência nominal de 0,25 CV a 500 CV são trifásicos, 1750 rpm.
NOTA 4: cabe ao projetista avaliar o fluxo de calor efetivamente dissipado e o local onde é 
dissipado.
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 16401-1 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008a).
No Quadro 5, as taxas de dissipação de calor de motores elétricos são 
escolhidas em função da potência nominal do motor e da localização em 
relação ao espaço condicionado ou fluxo de ar, retirando-se, dessa forma, a 
eficiência do motor para o cálculo da carga térmica.
(Continuação)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento12
Em relação aos equipamentos eletrônicos, a sua potência nominal deve 
ser considerada carga térmica sensível para o ambiente. Assim, o ganho de 
calor é dado por uma somatória da potência nominal de todos os eletrôni-
cos presentes no ambiente multiplicados por umfator de ajuste, conforme 
Equação 5 (CREDER, 2004):
 (5)
Onde Peq,i é a potência nominal do equipamento i, em watts.
O Quadro 6 apresenta alguns valores de taxas típicas de dissipação de 
calor de equipamentos.
Quadro 6. Taxas típicas de dissipação de calor de motores elétricos
Computadores
Uso contínuo
(W)
Modo 
economizador
(W)
Computadores
 � Valor médio 55 20
 � Valor com fator de segurança 65 25
 � Valor com fator de segurança alto 75 30
Monitores
 � Pequeno (13 pol. a 15 pol.) 55 0
 � Médio (16 pol. a 18 pol.) 70 0
 � Grande (19 pol. a 20 pol.) 80 0
Equipamentos diversos Potência 
máxima
Dissipação 
recomendada
Caixas registradoras 60 48
Máquinas de fax 15 10
Máquinas de café (10 xícaras) 1.500 1.050 sensível
450 latente
Máquinas de venda de bebidas refrigeradas 1.150 a 1.920 575 a 960
Máquinas de venda de salgadinhos 240 a 275 240 a 275
Bebedouros refrigerados 700 350
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 16401-1 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008a).
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 13
No Quadro 6, as taxas de dissipação de calor de equipamentos podem ser 
escolhidas em função da regularidade do seu uso: se são de uso contínuo 
ou se estão no modo econômico. Como na maioria das aplicações o modo 
contínuo é mais comum, a tendência é que ele seja escolhido para o cálculo.
Para determinar os valores do calor latente e do calor sensível para cada 
pessoa, para uma TBS = 24°C nas condições internas do recinto, utilizam-se 
as Equações 6 e 7, apresentadas a seguir (CREDER, 2004).
Calor sensível:
 (6)
onde:
 � n: número de pessoas;
 � S: calor sensível.
Calor latente:
 (7)
onde L é o calor latente.
O Quadro 7 apresenta valores de taxas típicas de calor liberado por pessoas.
Quadro 7. Taxas típicas de calor liberado por pessoas
Nível de 
atividade Local
Calor total (W)
Calor 
sensível 
(W)
Calor 
latente 
(W)
Radiante do calor 
sensível %
Homem 
adulto
Ajustado 
M/Fa
Baixa 
velocidade 
do ar
Alta 
velocidade 
do ar
Sentado no 
teatro
Teatro 
matinê
115 95 65 30
Sentado no 
teatro, à noite
Teatro à 
noite
115 105 70 35 60 27
Sentado, em 
trabalho leve
Escritórios, 
hotéis, apar-
tamentos
130 115 70 45 — —
(Continua)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento14
Nível de 
atividade Local
Calor total (W)
Calor 
sensível 
(W)
Calor 
latente 
(W)
Radiante do calor 
sensível %
Homem 
adulto
Ajustado 
M/Fa
Baixa 
velocidade 
do ar
Alta 
velocidade 
do ar
Em atividade 
moderada em 
trabalhos de 
escritório
Escritórios, 
hotéis, apar-
tamentos
140 130 75 55 — —
Parado, em pé, 
em trabalho 
moderado; 
caminhando
Loja de 
varejo ou 
de departa-
mentos
160 130 75 55 58 38
Caminhando; 
parado, em pé
Farmácia, 
agência 
bancária
160 145 75 70 — —
Em trabalho 
sedentário
Restauranteb 145 160 80 80 — —
Em trabalho 
leve em 
bancada 
Fábrica 235 220 80 140 — —
Dançando 
moderada-
mente
Salão de 
baile
265 250 90 160 49 35
Caminhando a 
4,8 km/h; em 
trabalho leve 
em máquina 
operatriz
Fábrica 295 295 110 185 — —
Jogando 
bolichec
Boliche 440 425 170 255 — —
Em trabalho 
pesado
Fábrica 440 425 170 255 54 19
Em trabalho 
pesado em 
máquina 
operatriz; 
carregando 
carga 
Fábrica 470 470 185 285 — —
(Continua)
(Continuação)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 15
Nível de 
atividade Local
Calor total (W)
Calor 
sensível 
(W)
Calor 
latente 
(W)
Radiante do calor 
sensível %
Homem 
adulto
Ajustado 
M/Fa
Baixa 
velocidade 
do ar
Alta 
velocidade 
do ar
Praticando 
esportes
Ginásio, 
academia
585 525 210 315 — —
NOTA 1: valores baseados em TBS ambiente de 24°C. Para uma TBS ambiente de 27°C, o 
calor total permanece o mesmo; porém, o calor sensível deve ser reduzido em aproxi-
madamente 20% e o calor latente deve ser aumentado correspondentemente. Para uma 
TBS ambiente de 21°C, também o calor total permanece o mesmo; porém, o calor sensível 
deve ser aumentado em aproximadamente 20%, e o calor latente deve ser reduzido 
correspondentemente.
NOTA 2: valores arredondados em 5 W.
a O valor do calor ajustado é baseado numa porcentagem normal de homens, mulheres e 
crianças para cada uma das aplicações listadas, postulando-se que o calor liberado por 
uma mulher adulta é aproximadamente 85% daquele liberado por um homem adulto, e o 
calor liberado por uma criança é aproximadamente 75% daquele liberado por um homem 
adulto.
b O ganho de calor ajustado inclui 18 W para um prato de comida individual (9 W de calor 
sensível e 9 W de calor latente).
c Considerando-se uma pessoa por cancha realmente jogando boliche, e todas as demais 
sentadas (117 W), paradas em pé ou caminhando lentamente (231 W).
Fonte: Adaptado de ABNT NBR 16401-1 (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2008a).
No Quadro 7, verifica-se que as taxas de calor liberado por pessoas de-
pendem do nível de atividade exercida no recinto, além do tipo do local. 
Ademais, os valores de calor sensível e de calor latente são, em geral, maiores 
para homens.
Nesta seção, você pôde compreender que a carga térmica de resfriamento 
está relacionada com a quantidade de carga térmica que deve ser removida 
do recinto para que ele apresente condições adequadas de climatização. 
Além disso, foram detalhados os parâmetros que fazem parte dessa carga 
térmica — geração interna de calor de pessoas, lâmpadas, equipamentos e 
motores, bem como a carga térmica de insolação de superfícies transparentes. 
Na próxima seção, descreveremos como caracterizar as cargas térmicas de 
aquecimento.
(Continuação)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento16
Diferenças entre carga térmica de 
aquecimento e carga térmica de resfriamento
A carga térmica de aquecimento dependerá da carga térmica de ventilação e 
da carga térmica total originada da transmissão térmica pelas paredes, pelo 
teto, pelo piso, pelas janelas e pelas portas. Ela corresponde às perdas de 
calor em período de inverno, permitindo definir a capacidade de aquecimento 
requerida no espaço. A partir da soma entre a carga de aquecimento e a 
carga de resfriamento, define-se a carga de resfriamento necessária para 
climatizar o ambiente. A seguir, explicaremos como calcular a carga térmica 
de aquecimento dos itens citados.
Carga térmica devida a paredes, piso, portas e teto
Para calcular a transmissão de calor em paredes, piso, portas e teto, pri-
meiramente é necessário definir os coeficientes globais de transferência de 
calor (U) dados pelo Quadro 8. A carga térmica devida à transmissão de calor 
é calculada pela seguinte relação (ALVAREZ, 2019):
 (8)
Sendo que:
 (9)
onde:
 � U: coeficiente global de transferência de calor (W/m²K);
 � A: área (m²);
 � (Te – Ti): diferença entre a temperatura externa e a temperatura interna 
(K ou °C);
 � Rtot: resistência térmica total (K/W);
 � Q: transmissão térmica (W).
A diferença de temperatura (Te – Ti) dependerá da estação do ano (inverno 
ou verão), sendo as temperaturas obtidas no Quadro 1, apresentado na pri-
meira seção do capítulo. O Quadro 8 mostra algumas resistências térmicas 
referentes a 1 m² de área superficial, bem como o inverso da condutividade 
térmica (K) para diferentes materiais de construção (ALVAREZ, 2019).
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 17
Quadro 8. Resistência térmica referente à unidade de área para materiais 
de construção
Materiais 1/K (m · K/W) R, (m² · K/W) 
Exteriores: Tijolo aparente 0,76 —
Tijolo comum 1,39 —
Estuque 1,39 0,04
Bloco de concreto, areia e cascalho 
200 mm
— 0,18
Laterais de madeira compensada 10 mm — 0,1
Laterais de alumínio ou aço e isolante 
10 mm
— 0,32
Revestimento: Madeira compensada 8,66 —
Placas de fibra, densidade normal, 13 mm — 0,23
Placa de madeira aglomerada com resina 7,35 —
Telhados: Telhado pré-moldado 10 mm — 0,06
Concreto: À base de areia e cascalho 0,55 —
Agregado leve 1,94 —
Materiais isolantes: Manta de fibra 
mineral 74–90 mm
— 1,94
Enchimento de fibra mineral 160 mm — 3,35
Materiais interiores: Estuque de 15 mm— 0,08
Rebocos à base de cimento 1,39 —
Rebocos à base de gesso leve 16 mm — 0,066
Madeira pinho macia 8,66 —
Vidro plano U (W/m²K)
Verão Inverno
Vidro simples 5,9 6,2
Folha dupla 6 mm de espaço de lar 3,5 3,3
Fonte: Adaptado de Alvarez (2019).
Carga térmica de refrigeração e resfriamento18
No Quadro 8, verifica-se que as resistências térmicas e o inverso da con-
dutividade térmica (K) dependem do tipo de material de construção que é 
usado no recinto. De acordo com Alvarez (2019), a resistência térmica (R) de 
alguns materiais pode ser obtida multiplicando-se 1/K pela espessura do 
material L, ou seja, R = L(1/K).
Carga térmica devida à ventilação e à infiltração
Outra carga térmica importante é causada pela vazão de ar exterior para 
renovação. A penetração de ar por infiltração do exterior para o interior de 
um ambiente influencia a temperatura do ar (calor sensível) e a umidade (calor 
latente) (MITCHELL; BRAUN, 2018). A carga de ventilação e a carga de infiltração 
devidas à entrada de ar externo são calculadas por meio das Equações 10 e 11, 
respectivamente (ALVAREZ, 2019):
 (10)
 (11)
onde:
 � Q: carga (W);
 � T: temperatura externa (Te) e temperatura interna (Ti);
 � : vazão em volume de ar externo (L/s), que pode ser considerado igual 
ao valor de (L/s);
 � : umidade absoluta (kg/m³) externa ( ) e interna ( ).
A norma ABNT NBR 16401-3 apresenta a vazão eficaz mínima de ar 
exterior para ventilação de diversos recintos (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA 
DE NORMAS TÉCNICAS, 2008c). Alguns valores típicos estão ilustrados no 
Quadro 9.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 19
Quadro 9. Recomendações do volume de ar externo para ventilação
Tipo de ocupação
Número de pessoas 
por 100 m² de área
Exigência de ar externo 
por pessoa (L/s)
Fumantes Não fumantes
Escritórios 7 10 2,5
Salas de reunião e de 
espera
60 17,5 3,5
Vestíbulos 30 7,5 2,5
Fonte: Adaptado de Alvarez (2019).
No Quadro 9, observa-se que os valores de vazão eficaz mínima de ar 
exterior para ventilação dependerão do tipo de local e do número de pes-
soas por 100 m² de área. Além disso, deve-se considerar se tais pessoas são 
fumantes ou não.
A potência frigorífica é a própria carga térmica total do recinto, que é 
obtida pela soma entre o calor sensível total e o calor latente total, podendo 
ser dada em BTU/h, TR, kcal/h ou, ainda, em kW. Com todos os parâmetros 
da estimativa de carga térmica detalhada e com os dados necessários para 
a seleção do equipamento de ar condicionado, é possível realizar o cálculo 
desejado.
A infiltração do ar externo em um local modifica a temperatura e a 
umidade do ar de forma não controlada. Desse modo, é necessário 
que o projeto de edificações minimize a taxa de infiltração e sele a superfície 
externa.
Nesta seção, vimos que a carga térmica de aquecimento está relacio-
nada com a carga de transmissão térmica pelas paredes, pelo teto, pelo 
piso, pelas janelas e pelas portas, e com a carga térmica de ventilação. 
Assim, esse tipo de carga térmica, somada à carga de resfriamento, é 
fundamental para definir a capacidade de resfriamento necessária para 
climatizar o ambiente. A seguir, serão apresentados dois métodos para 
calcular a carga térmica.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento20
Cálculo de carga térmica simplificado 
e detalhado
A carga térmica pode ser calculada de diversas formas. Nesta seção, você vai 
conhecer dois métodos de cálculo: um simplificado e um detalhado.
Cálculo simplificado de carga térmica
Para locais pequenos ou instalações menos sofisticadas, é possível utilizar 
o método de cálculo simplificado. Para tanto, as condições externas de TBS 
e TBU devem ser de 35°C e de 23,8°C a 25,0°C, respectivamente. Além disso, 
as condições internas devem ter TBS = 24°C e UR = 50%, que são condições 
internas típicas adotadas para dimensionamento de diversos locais carac-
terísticos. Em seguida, utiliza-se uma tabela de estimativa de carga térmica 
de verão, apresentada no Quadro 10.
Quadro 10. Equações utilizadas para cálculo detalhado de carga térmica
Tipo de 
carga
Padrão de 
instalação
Total BTU 
por h/m²
m² por 
tonelada
m³/h 
por m²
m² por 
pessoa
kcal/h 
por m²
Apartamentos 
e quartos de 
hotel
Baixo
Médio
Alto
139,94
215,29
322,93
85,8
55,7
37,1
9,13
12,8
16,4
9,29
16,26
30,19
35,2
54,2
81,3
Bancos Baixo
Médio
Alto
376,75
570,71
807,32
31,8
21,0
14,8
20,1
32,9
45,7
2,42
4,92
7,43
94,9
143,8
203,4
Barbearias Baixo
Médio
Alto
484,39
785,99
1205,60
24,7
15,2
9,95
23,7
47,5
80,4
1,86
3,72
5,37
122,0
197,9
303,7
Consultórios 
médicos e 
dentários
Baixo
Médio
Alto
355,22
548,98
731,97
33,7
21,8
16,3
21,9
31,0
43,8
2,69
6,97
14,87
89,5
138,2
184,4
Fonte: Adaptado de Creder (2004).
Pode-se verificar no Quadro 10 que a carga térmica aproximada do recinto 
depende do tipo de local e do padrão de instalação (se ele é baixo, médio ou 
alto). Com isso, além da carga térmica, também é possível saber a quantidade 
de pessoas que o recinto deve ter por m² para que haja conforto térmico.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 21
Depois de retirar do Quadro 10 o valor de carga térmica aproximada do 
recinto, basta multiplicar esse valor pela área do ambiente para obter o 
valor de carga térmica. Para calcular o número de pessoas que se sentiriam 
confortáveis no ambiente, basta dividir a área total em m² pela área em m² 
por pessoa do Quadro 10.
Um apartamento de padrão de instalação médio tem 100 m² de 
área, sendo necessário um equipamento para refrigerar o ambiente. 
Então, um engenheiro foi contratado para determinar qual é a potência que o 
equipamento de refrigeração deve ter para refrigerar o local e quantas pes-
soas podem estar naquele espaço sem comprometer o conforto térmico. A que 
conclusão o engenheiro chegou?
Solução:
Pelo Quadro 10, o valor de carga térmica aproximada do recinto de padrão 
de instalação médio é de 215,29 BTU/h/m². Logo, a carga térmica necessária 
para refrigerar o ambiente será:
O número de pessoas que se sentiriam confortáveis no ambiente é:
Cálculo detalhado de carga térmica
Para locais grandes ou instalações sofisticadas, é mais recomendável o 
uso do método de cálculo detalhado, de modo a evitar sub ou superdi-
mensionamento do sistema. Nesse método, devem ser usadas todas as 
equações apresentadas anteriormente para cálculo de calor sensível e 
de calor latente do ambiente. No Quadro 11, há um resumo de todas as 
equações necessárias.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento22
Quadro 11. Estimativa de carga térmica de verão
Carga térmica de resfriamento
Tipo de carga térmica Equação
Insolação em superfícies 
transparentes
Calores gerados por 
iluminação
Lâmpadas fluorescentes:
Lâmpadas incandescentes:
Calores gerados por 
motores elétricos
Calores gerados por 
equipamentos eletrônicos
Calores gerados por 
pessoas
Calor sensível:
Calor latente:
Carga térmica de aquecimento
Tipo de carga térmica Equação
Carga térmica devida a 
paredes, piso, portas e teto
Carga térmica devida à 
ventilação e de infiltração
Carga térmica total
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 23
O Quadro 11 facilita o entendimento de quais são as variáveis que devem 
ser calculadas para carga de resfriamento e aquecimento, além de oferecer 
ao engenheiro projetista praticidade de consulta. A seguir, apresentamos um 
exemplo de aplicação do método de cálculo detalhado.
Exemplo
Um engenheiro mecânico foi contratado no mês de abril para fazer o projeto 
de refrigeração de um museu na cidade de Teresina-PI. Para saber qual equi-
pamento deveria utilizar no projeto, o engenheiro teve de, primeiramente, 
calcular a carga térmica do local. Em uma visita técnica ao museu, foram 
extraídos os seguintes dados:
 � TBS = 39,5°C;
 � TBU = 24°C;
 � UR: 60%;
 � área das janelas com vidro laminado de 6 mm de espessura: 15 m²;
 � latitude norte 32°;
 � número de lâmpadas fluorescentes: 25;
 � três motores elétricos de potência 11 kW e dois motores de potência14,7 kW;
 � capacidade máxima de pessoas: 20;
 � um (1) computador e uma (1) caixa registradora;
 � área total das paredes, dos pisos e do teto, construídos com materiais de 
construção de blocos de concreto, areia e cascalho 200 mm: 83000 m².
 � considerar desprezível a carga térmica transmitida por portas;
 � vazão em volume de ar externo (L/s): 12050 L/s;
 � umidade absoluta (kg de vapor de água/kg ar seco) externa ( ) e 
interna ( ): 0,030 kg/m³ e 0,13 kg/m³, respectivamente.
A que valor de carga térmica o engenheiro chegou? Os cálculos feitos por 
ele são apresentados no Quadro 12.
Carga térmica de refrigeração e resfriamento24
Quadro 12. Solução do cálculo proposto no exemplo
Carga térmica de resfriamento
Tipo de carga térmica Equação
Insolação em 
superfícies 
transparentes
Consultando o Quadro 2 para o mês de abril e para a 
direção norte, verifica-se que o FGCI é de 450 W/m². 
No Quadro 3, obtém-se o valor de CS de 0,95.
Calores gerados por 
iluminação
Consultando o Quadro 4 para lâmpadas 
fluorescentes, vê-se que a potência é de 5 W/m²
Calores gerados por 
motores elétricos
O Quadro 5 traz a eficiência dos motores de 
11 kW (15 CV) e 14,7 kW (20 CV) de 88,3% e 89,8%, 
respectivamente.
Calores gerados 
por equipamentos 
eletrônicos
O Quadro 6 apresenta a potência nominal para 
computadores de 65 W e para caixa registrada com 
60 W.
(Continua)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 25
Carga térmica de resfriamento
Tipo de carga térmica Equação
Calores gerados por 
pessoas
O Quadro 7 apresenta o calor sensível e latente 
de 75 W e 70 W, respectivamente, para pessoas 
caminhando e para pessoas paradas em pé. 
Apesar de o Quadro 7 não trazer especificações 
diretamente para museu, essas são atividades 
geralmente típicas que as pessoas exercem nesse 
ambiente.
Calor sensível: 
Calor latente: 
Carga térmica de aquecimento
Tipo de carga térmica Equação
Carga térmica devida a 
paredes, piso e teto
O Quadro 8 apresenta para materiais de construção 
de blocos de concreto, areia e cascalho, 200 mm, uma 
resistência térmica de 0,18 m² · K/W.
Carga térmica devida 
à ventilação e de 
infiltração
(Continuação)
(Continua)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento26
Carga térmica de aquecimento
Tipo de carga térmica Equação
Carga térmica total
O valor de carga térmica detalhada em toneladas de refrigeração é:
Nesta seção, descrevemos e exemplificamos a aplicação dos cálculos 
de carga térmica simplificado e detalhado, especificando em que casos 
cada um deles deve ser usado. O método de cálculo simplificado de carga 
térmica funciona bem em ambientes de tamanho pequeno ou instalações 
menos sofisticadas, que, devido a essas características, não demandam um 
cálculo de carga térmica preciso. Por sua vez, o método de cálculo detalhado 
é necessário para ambientes de grande porte ou instalações sofisticadas.
Referências
ALVAREZ, M. E. T. Refrigeração, ar condicionado e ventilação. Londrina: Editora e Dis-
tribuidora Educacional S.A., 2019.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-1:2008: instalações de ar-
-condicionado — sistemas centrais e unitários: parte 1: projetos das instalações. Rio 
de Janeiro: ABNT, 2008a.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-2:2008: instalações de 
ar-condicionado — sistemas centrais e unitários: parte 2: parâmetros de conforto 
térmico. Rio de Janeiro: ABNT, 2008b.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16401-3:2008: instalações de ar-
condi cionado — sistemas centrais e unitários: parte 3: qualidade do ar interior. Rio 
de Janeiro: ABNT, 2008c.
CREDER, H. Instalações de ar-condicionado. 6. ed. Rio de Janeiro: LCT, 2004.
MITCHELL, J.; BRAUN, J. Princípios de aquecimento, ventilação e condicionamento de ar 
em edificações. Rio de Janeiro: LTC 2018.
PIRANI, M. J. Refrigeração e ar condicionado. Salvador: Universidade Federal da Bahia, 
2005. Apostila do Curso de Engenharia Mecânica. Disponível em: http://www.daem.
ufba.br/paginas/refrigeracao_ar_condicionado.htm. Acesso em: 17 maio 2021.
(Continuação)
Carga térmica de refrigeração e resfriamento 27
Leituras recomendadas
COSTA, E. da. Ventilação. São Paulo: Blucher, 2005.
MILLER, M.; MILLER, R. Ar condicionado e refrigeração. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
PANESI, R. Termodinâmica para sistemas de refrigeração e ar condicionado. São Paulo: 
Artliber, 2015.
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Carga térmica de refrigeração e resfriamento28