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Potência do condicionador de ar?

O que significa dizer que um ar condicionado é de 9000 BTUs? É uma unidade de energia britânica, eu sei. Mas eu quero saber qual é a relação entre essa quantidade de energia e o funcionamento do ar condicionado. O que representa esse valor? Qual a relação entre o consumo de energia do aparelho e a capacidade dele de esfriar? Como é feito o cálculo para a escolha adequada do ar condicionado para um determinado ambiente? Posso relacionar esses cálculos e essa quantidade de BTUs com a fórmula Q = m.c.delta(T) de que forma? 

Obs.: Por favor, eu sei que existem sites onde eu só coloco as dimensões do meu quarto e outras informações, para saber qual a quantidade de BTUs ideal para o ar condicionado que eu comprarei. Mas não é isso que eu quero. Gostaria de entender de forma básica como funciona.

Pergunta originalmente feita em
http://br.answers.yahoo.com/question/index?qid=20121202184721AAdfmzL 

Comentário de quem fez a pergunta após a resposta que segue: 
Valeu, ajudou bastante.

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Se o aparelho condicionador de ar tem capacidade de 9000 BTU por hora significa que ele consegue retirar do ambiente que refrigera 9000 BTU em calor em 1 hora, ou seja, retirar aproximadamente 9,5 MJ em calor em 1 hora, ou ainda, aproximadamente 2300 Kcal em calor em uma hora. 

Quanto maior for a capacidade de uma aparelho, tanto maior será a potência elétrica demandada por ele. Portanto, quanto maior a capacidade, maior será o consumo de energia elétrica no mesmo tempo. Um aparelho de 9000 BTU/h (2,6 kW em capacidade de refrigeração), com coeficiente de desempenho com valor 3, demanda uma potência elétrica de cerca de 0,8 a 0,9 kW. 

O dimensionamento da capacidade do aparelho é algo complicado pois depende de muitos fatores relacionados ao ambiente (sala ou quarto) a ser refrigerado, como por exemplo, o número de pessoas no ambiente, a potência dos equipamentos elétricos (lâmpadas, computadores, televisores …) no ambiente, a temperatura externa ao ambiente, o isolamento térmico do ambiente, se tem janelas e portas o ambiente, … 

Vide também

Potência de refrigeração versus potência elétrica do condicionador de ar 

LED com eficiência de 230% NÃO viola as Leis da Termodinâmica! 

Gaúcho andarengo e a refrigeração
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Conversa no Facebook sobre a questão e sua resposta: 

Engenheiro graduado- prof Lang como 0,9 kW de potência elétrica geram 2,6 kW de capacidade de refrigeração ? 

Fernando Lang da Silveira –  “Engenheiro graduado”, boa pergunta! O coeficiente de eficiência dos aparelhos de condicionadores de ar são um pouco maiores do que 3. Desta forma, cada joule em energia mecânica absorvida no compressor, determina a retirada de 3 J em calor da fonte fria. Portanto, o aparelho pega 3 J em calor dentro da sal e joga lá fora cerca de 4 J em calor. Idem para os refrigeradores.

Fernando Lang da Silveira- Ainda neste semestre discuti isso com meus alunos da engenharia. O “Aluno da Eng. Elétrica” é testemunha, não me deixa mentir sozinho! 😉

Fernando Lang da Silveira – Quando usamos o aparelho em ciclo reverso, como aquecedor, ele é então um ‘bomba de calor”, determinando que de cada joule absorvido no compressor se coloque no ambiente cerca de 4 J em calor! Portanto, é mais econômico colocar calor dentro do ambiente com o aparelho do que com uma estufa. O “Aluno da Eng. Elétrica”, que foi bem na prova que tratou do tema, pode te confirmar tudo isso! 😉

Aluno da Eng. Elétrica – Estava mesmo digitando sobre: aquecer com ar condicionado. Eu tinha muitos pensamentos errados sobre o assunto (abrir a porta da geladeira pra resfriar o ambiente, já tinha visto tanto isso que achava ser funcional). O assunto esta confirmado 😉

Fernando Lang da Silveira – “Aluno da Eng. Elétrica”: de fato aquecer com condicionador de ar é somente para nós aqui no sul pois de SP para cima sequer existe aparelhos com ciclo reverso. De qualquer forma, engenheiros deveriam dominar este tema e que, aliás, deveria ser enfatizado em qualquer disciplina de Termodinâmica básica! Infelizmente a grande parte de meus alunos que já cursaram as físicas gerais, e inclusive, cadeiras de termodinâmica, se surpreendem com a afirmação de que é mais econômico aquecer a sala com condicionador de ar do que com estufa! A Física que se ensina não deveria ser “sexo de anjo”!

Engenheiro graduado – O que me chamou atenção, por já estar bem “esquecido” da termodinâmica, é a relação energia mecânica x calorífica, como 0,9 kW geram 2,6 kW ? que mágica é essa ? coeficiente de eficiência acima de 1 ? isso faz pensar nos moto perpétuos, talvez sirva como exemplo de estudo sobre entropia.

Fernando Lang da Silveira – Eu compreendo “Engenheiro graduado” que estejas esquecido da Termodinâmica e, de fato, tua pergunta foi boa, com resposta não trivial!

Fernando Lang da Silveira – Engenheiro graduado: Os motos contínuos, máquinas que não existem, podem ser classificados em motos de primeira e segunda espécie. Ou seja, em Física se faz algo semmelhante ao que se faz em algumas religiões: se dá nome para coisas que não existem!! 😉 No jargão da Filosofia se denomina “reificação” o ato de atribuir existência a entes abstratos!! Os físicos não chegam a reificar os motos contínuos, apenas os nomeiam para caracterizar bem que não existem!!

Fernando Lang da Silveira – Engenheiro graduado: Um condicionador de ar, mesmo não violando a Primeira Lei da Termodinâmica, pode ser um “moto contínuo de segunda espécie” se tiver um coeficiente de eficiência superior ao permitido pela Segunda Lei da Termodinâmica. Para a faixa de temperatura em que os aparelhos reais operam, o limite superior para o coeficiente de eficiência anda em torno 10. Portanto, seu eu tivesse dito em minha resposta que a potência elétrica do aparelho era cerca 100 W, certamente estaria criando um “moto de segunda espécie”! Entretanto na prova com meu alunos da engenhria, alguns conseguiram tal façanha, não é “Aluno da Eng. Elétrica” ?! 😉

Licenciado em Física – Lendo o “pega 3J dentro e joga 4J lá fora” eu lembrei das tuas aulas, mas isso passou esquecido por muito tempo, tanto que quando eu fazia a gurizada calcular a conta de energia elétrica, sempre pensava na potência de capacidade de refrigeração do aparelho de ar-condicionado!!!! Ainda bem que o erro incentivou a economia 🙂

Fernando Lang da Silveira – “Licenciado em Física”: o erro na potência dos condicionadores de ar foi apenas 300%! Pequeno erro! 😉

Licenciado em Física – Pois é, a sorte é que o tempo de uso sendo pequeno nunca influenciou muito :p
Aluno da Eng. Elétrica: Na prova foi um ar condicionado em gigawatts (uma Itaipu), pelo que me lembro. Abraço!

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Comentário do Prof. Renato Machado de Brito (Escola de Engenharia da UFRGS)

Caro Fernando

Este melhor desempenho dos aparelhos de ar condicionado, quando funcionando como Bomba de Calor tem apenas um pequeno “probleminha”.

Quando se utiliza para a função aquecimento, é preciso retirar calor do exterior e produzir calor no ambiente interno. Ocorre que quando a temperatura externa está muito baixa, e há uma boa umidade no ar, justamente quando precisamos aquecer os ambientes, o trocador de calor externo congela!!!

Por isso prefere-se o aquecimento com resistência elétrica ao invés da “bomba de calor”.

Um abraço Brito

Oi Brito

Grato pelo comentário.

Eu sabia disso, inclusive em algum momento foi comentado no Facebook. Eles param de funcionar com cerca de -5 graus C e por isso em climas frios não podem ser utilizados.

Em PoA no ano passado houve queixa sobre a inoperância dos aparelhos em dias muito frios.

Vou adicionar teu comentário lá no FB apesar de que ele seja relevante apenas para nós aqui no sul. Lá para cima sequer se encontra aparelhos com função de aquecedor.

Abraços Fernando

 

Visualizações entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 64236.


3 comentários em “Potência do condicionador de ar?

  1. Pedro Miguel disse:

    Olá,
    Recomendo vivamente o seu blog/site.
    Gostei muito do seu Post.
    Obrigado
    Pedro Miguel

  2. Fernando disse:

    eu sei que o ar condicionado tem dua potências,
    a potência de refrigeração e a potência elétrica.
    a potência de refrigeração ja apreendi a calcular,
    mas como faço para calcular a potência elétrica????

    att: Fernando

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