Questão de Engenharia Mecânica · FCC TRT23 2022 (nº 54)

A carga térmica é a quantidade total de calor que um ambiente recebe e que o sistema de ar-condicionado precisa remover para manter a temperatura desejada. Ela é calculada somando o calor gerado pela área do ambiente, pelas pessoas, pelos equipamentos eletrônicos e pela iluminação.

Para calcular a carga térmica total em BTUs:

1. Carga da área: Para ambientes de escritório, usa-se uma média de 600 a 800 BTU/h por metro quadrado. Assumindo 600 BTU/h/m² para um escritório padrão sem incidência solar excessiva:
   $35 \text{ m}^2 \times 600 \text{ BTU/h/m}^2 = 21.000 \text{ BTU/h}$.
2. Carga das pessoas: Cada pessoa em atividade leve gera cerca de 600 BTU/h.
   $3 \text{ pessoas} \times 600 \text{ BTU/h/pessoa} = 1.800 \text{ BTU/h}$.
3. Carga dos equipamentos:
   • Cada computador: aproximadamente 500 BTU/h.
     $2 \text{ computadores} \times 500 \text{ BTU/h/computador} = 1.000 \text{ BTU/h}$.
   • Cada impressora: aproximadamente 500 BTU/h.
     $1 \text{ impressora} \times 500 \text{ BTU/h/impressora} = 500 \text{ BTU/h}$.
   • Total equipamentos = $1.000 + 500 = 1.500 \text{ BTU/h}$.
4. Carga térmica total:
   $21.000 \text{ (área)} + 1.800 \text{ (pessoas)} + 1.500 \text{ (equipamentos)} = 24.300 \text{ BTU/h}$.
   O aparelho de ar-condicionado deve ter uma capacidade igual ou ligeiramente superior à carga térmica calculada. A capacidade comercial mais próxima e adequada é de 24.000 BTUs.

(A) Incorreta: 12.000 BTUs seria uma capacidade muito baixa para o ambiente descrito, resultando em um sistema subdimensionado que não conseguiria resfriar o local adequadamente. A armadilha aqui é subestimar a contribuição de calor das pessoas e equipamentos, ou usar uma regra de bolso muito simplificada e inadequada para escritórios, focando apenas na área com um fator muito baixo (ex: $35 \text{ m}^2 \times 300 \text{ BTU/h/m}^2 \approx 10.500 \text{ BTU/h}$, próximo de 12.000, mas incorreto para este cenário).
(B) Incorreta: 30.000 BTUs seria um aparelho superdimensionado para a carga calculada de 24.300 BTUs, o que pode levar a ciclos de ligar/desligar muito curtos (short cycling), menor eficiência energética e problemas de desumidificação.
(C) Correta: A capacidade de 24.000 BTUs é a mais próxima e adequada para a carga térmica calculada de 24.300 BTUs, considerando as contribuições da área, pessoas e equipamentos.
(D) Incorreta: 600 BTUs é uma capacidade extremamente baixa, equivalente à carga térmica gerada por apenas uma pessoa, e não seria suficiente para resfriar qualquer ambiente de escritório.
(E) Incorreta: 6.000 BTUs ainda é uma capacidade muito baixa, adequada para ambientes muito pequenos (cerca de 10 m²) com pouca carga de calor, e não para um escritório de 35 m² com três pessoas e equipamentos.