Calor sensível é o calor transferido de ou para uma substância sem causar mudança de fase. É o tipo de calor que sentimos quando tocamos em algo quente ou frio.
Calor latente é o calor transferido de ou para uma substância durante uma mudança de fase, como de um líquido para um gás ou de um gás para um sólido. É o calor necessário para alterar o estado de uma substância sem alterar sua temperatura.
O calor total é a soma do calor sensível e do calor latente. É a quantidade total de calor transferida de ou para uma substância.
Equações
Calor sensível:
O calor sensível é o tipo de calor que podemos sentir e medir com um termômetro. É a energia necessária para alterar a temperatura de uma substância sem alterar a sua fase (por exemplo, de sólido para líquido ou de líquido para gasoso).
$$H_S = 1.08 \times CFM \times \Delta T$$Calor latente:
Calor latente é a energia necessária para mudar a fase de uma substância (por exemplo, de sólido para líquido ou de líquido para gasoso). Não causa mudança de temperatura.
$$H_L = 0.68 \times CFM \times \Delta W_{GR}$$Calor total:
O calor total é a soma do calor sensível e do calor latente.
$$H_T = H_S + H_L$$Onde:
- HSé o calor sensível (Btu/h)
- Heué o calor latente (Btu/h)
- HTé o calor total (Btu/h)
- CFMé a taxa de fluxo de ar (pés cúbicos por minuto)
- ΔTé a diferença de temperatura (°F)
- ΔWGR é a diferença da relação de umidade (grãos H2O/lb. DA)
Exemplo
Um ar condicionado está removendo 10.000 Btu/h de calor total de uma sala. A taxa de fluxo de ar é 1000 CFM e a diferença de temperatura é 20°F. A diferença na proporção de umidade é de 0,005 grãos H2O/lb. DA.
Calor sensível:
$$H_S = 1.08 \times 1000 \times 20 = 21,600 Btu/hr$$Calor latente:
$$H_L = 0.68 \times 1000 \times 0.005 = 3.4 Btu/hr$$Calor total:
$$H_T = H_S + H_L = 21,600 + 3.4 = 21,603.4 Btu/hr$$Valor U e área
O valor U de um material é uma medida de sua resistência térmica. Quanto menor o valor U, melhor será o isolamento.
A área de uma superfície é uma medida do seu tamanho.
Equação
$$H = U \times A \times \Delta T$$Onde:
- Hé a taxa de transferência de calor (Btu/h)
- vocêé o valor U (Btu/hr. ft². °F)
- UMAé a área (ft²)
- ΔTé a diferença de temperatura (°F)
Exemplo
Uma parede tem um valor U de 0,25 Btu/hr.ft². °F e uma área de 100 pés². A diferença de temperatura entre o interior e o exterior da parede é de 20°F.
Taxa de transferência de calor:
$$H = 0.25 \times 100 \times 20 = 500 Btu/hr$$Razão de Calor Sensível (SHR)
A razão de calor sensível (SHR) é a razão entre o calor sensível e o calor total. É uma medida de quanto do calor total é calor sensível.
Equação
$$SHR = \frac{H_S}{H_T} = \frac{H_S}{H_S + H_L}$$Exemplo
No exemplo anterior, o calor sensível é 21.600 Btu/h e o calor total é 21.603,4 Btu/h. Portanto, o SHR é:
$$SHR = \frac{21,600}{21,603.4} = 0.999$$Conclusão
Calor sensível, latente e total são conceitos importantes em HVAC. Ao compreender esses conceitos, você pode projetar e operar melhor sistemas HVAC.