A carga térmica de câmara fria corresponde à quantidade de calor que o sistema de refrigeração precisa remover para manter os produtos na temperatura adequada de conservação.
Seu cálculo considera o calor que atravessa paredes, teto e piso, além daquele proveniente da abertura de portas, das mercadorias, dos trabalhadores, da iluminação e dos motores instalados no ambiente.
O resultado determina a capacidade necessária das unidades condensadora e evaporadora, o que torna essa avaliação indispensável para o dimensionamento do sistema frigorífico.
Embora o cálculo seja responsabilidade de um profissional especializado, o comprador precisa fornecer as informações utilizadas nessa análise.
Dados como o volume diário de mercadorias recebidas e a frequência de abertura das portas influenciam diretamente a capacidade exigida.
Quando essas condições não são especificadas, cada fornecedor pode adotar estimativas próprias, o que resulta em propostas com equipamentos de diferentes capacidades para uma mesma instalação.
Nesses casos, a alternativa mais barata pode apresentar dimensionamento insuficiente para atender à demanda.
O que é carga térmica de uma câmara fria?
A carga térmica é a soma das fontes de calor que atuam sobre a câmara em um período. Em geral, ela é calculada por dia e depois convertida em capacidade por hora.
O Instituto Federal de Pernambuco (IFPE) publicou em 2023 um trabalho de conclusão de curso de engenharia mecânica sobre o dimensionamento de câmaras de pequeno porte. Nele, a carga total diária é expressa em quilocalorias por dia (kcal/dia).
Esse valor não é igual à capacidade do equipamento. O sistema não funciona as 24 horas, porque precisa de pausas para o degelo, a remoção do gelo que se forma no evaporador.
Por isso, a carga diária é dividida pelas horas efetivas de operação e acrescida de um fator de segurança antes da escolha do equipamento.
O cálculo vale para câmaras de resfriados e de congelados, com diferenças na parcela dos produtos. Os tipos e as faixas de temperatura de cada câmara estão no artigo sobre câmara fria.
As sete parcelas de calor do cálculo
O trabalho do IFPE divide a carga térmica em sete parcelas: transmissão de calor, infiltração, produtos, ocupação, iluminação, motores e embalagem.
Cada uma depende de dados que o comprador conhece melhor do que o fornecedor, como mostra a tabela:
| Parcela | De onde vem o calor | Dado que você informa |
|---|---|---|
| Transmissão | Calor que atravessa paredes, teto e piso, pela diferença entre a temperatura externa e a interna | Medidas, local de instalação, temperatura ambiente da região |
| Infiltração | Ar externo que entra a cada abertura de porta | Número de aberturas por dia e se o uso é intenso |
| Produtos | Calor retirado do produto para resfriá-lo ou congelá-lo | Tipo de produto, quantidade que entra por dia e temperatura de entrada |
| Ocupação | Calor liberado pelas pessoas que trabalham dentro da câmara | Número de pessoas e tempo de permanência |
| Iluminação | Calor das lâmpadas internas | Tipo de iluminação e horas acesas por dia |
| Motores | Calor dos ventiladores do evaporador e de outros motores internos | Equipamentos que operam dentro da câmara, como paleteiras elétricas |
| Embalagem | Calor das caixas, bandejas e paletes que entram com o produto | Tipo e peso da embalagem |
Entre essas parcelas, a contribuição dos produtos apresenta diferenças particularmente importantes conforme a finalidade da instalação.
Nas câmaras destinadas ao congelamento, o IFPE considera três etapas de retirada de calor. A primeira ocorre durante o resfriamento inicial, antes de o produto atingir sua temperatura de congelamento.
Em seguida, é necessário remover o calor latente, correspondente à energia envolvida na transformação da água presente no produto em gelo. A última etapa corresponde à redução adicional da temperatura após o congelamento.
Já nas câmaras utilizadas apenas para resfriamento, o cálculo considera somente a primeira dessas parcelas.
A infiltração de ar também exige atenção, pois a quantidade de calor introduzida no ambiente depende da frequência de abertura das portas.
O método apresentado pelo IFPE utiliza tabelas que relacionam o volume da câmara ao número estimado de trocas de ar por dia.
Quando a movimentação de mercadorias é intensa, o estudo orienta multiplicar esse fator por dois.
Dessa forma, informar a rotina de acesso ao ambiente é necessário para evitar estimativas incompatíveis com a operação real.
Como calcular a carga térmica da câmara fria?
A carga térmica da câmara fria é calculada pela soma das sete parcelas de calor em um dia, dividida pelas horas de operação e acrescida de um fator de segurança.
O resultado, em kcal/h, orienta a escolha das unidades condensadora e evaporadora no catálogo do fabricante. O método descrito pelo IFPE segue os passos abaixo:
- Calcular cada parcela de calor em kcal por dia e somar o total diário;
- Definir o tempo de operação: 24 horas menos o tempo diário de degelo;
- Dividir a carga diária pelo tempo de operação, para obter a capacidade requerida em kcal/h;
- Multiplicar pelo fator de segurança, que o trabalho situa entre 6% e 10%;
- Selecionar as unidades pela temperatura de evaporação, que é a temperatura interna menos o diferencial de temperatura do evaporador, e pela temperatura externa.
O degelo tem efeito relevante sobre a capacidade. O trabalho cita de quatro a seis ciclos diários como faixa usual.
Nas simulações feitas, a carga térmica total aumentou cerca de 22% quando o tempo de degelo passou de 2 para 6 horas por dia. Peça ao fornecedor que informe o tempo de degelo considerado na proposta.
Dados que você deve levar para a cotação
Para obter propostas comparáveis, o comprador precisa apresentar informações suficientes para que todos os fabricantes utilizem as mesmas condições de funcionamento no cálculo da carga térmica.
O pedido deve começar pela temperatura interna desejada, pelas dimensões da câmara e pelas características do local de instalação, incluindo a existência de cobertura ou exposição direta à radiação solar.
Também é necessário informar a temperatura ambiente máxima da região, pois esse dado influencia a quantidade de calor que atravessa a estrutura.
Em relação aos produtos, devem ser especificados o tipo de mercadoria armazenada, a quantidade recebida diariamente e a temperatura em que ela chega à instalação.
A rotina operacional também precisa ser detalhada, especialmente a frequência de abertura das portas, o número de trabalhadores que acessam a câmara e o tempo de permanência desses profissionais.
Caso existam paleteiras elétricas ou outros equipamentos motorizados no interior, essa informação deve constar no pedido, já que seu funcionamento acrescenta calor ao ambiente.
Além desses dados, é recomendável solicitar a memória de cálculo da carga térmica em todas as propostas, com indicação do fator de segurança e do tempo de degelo considerados.
Essa documentação permite identificar se as diferenças de preço resultam das características dos equipamentos ou de premissas distintas adotadas pelos fornecedores.
A exigência também deve ser aplicada aos orçamentos de câmara frigorífica de pequeno porte, nos quais o dimensionamento inadequado pode comprometer a conservação das mercadorias.
As diferenças entre as alternativas de refrigeração e suas aplicações são detalhadas no artigo sobre central frigorífica e unidade condensadora.
O dimensionamento é responsabilidade do projetista
Embora seja importante compreender os fatores que influenciam a carga térmica, a realização do cálculo e a definição das características finais do sistema devem ficar sob responsabilidade de um profissional habilitado.
O procedimento apresentado permite ao comprador avaliar as informações utilizadas nas propostas, mas não substitui a elaboração de um projeto técnico.
A seleção dos equipamentos deve considerar as condições reais de instalação, as especificações dos fabricantes e os parâmetros necessários ao funcionamento adequado do sistema.
Também cabe ao profissional responsável definir o fluido refrigerante e as características da instalação elétrica, conforme as necessidades da operação.
Para câmaras de grande porte ou aplicações especiais, como túneis de congelamento, pode ser mais adequado contratar o projeto de refrigeração separadamente da aquisição dos equipamentos.
Essa alternativa permite estabelecer previamente a carga térmica necessária, de modo que diferentes fornecedores apresentem propostas com base em uma mesma capacidade frigorífica.
Já nas instalações destinadas ao setor de saúde, como as câmaras utilizadas para armazenar imunobiológicos, o dimensionamento também deve atender às exigências específicas da rede de frio.
Cote com a carga térmica definida
Reúna os dados de uso da câmara e, se possível, a memória de cálculo da carga térmica antes de pedir orçamento.
No Soluções Industriais, você pode comparar fornecedores de câmara frigorífica e pedir proposta a vários deles ao mesmo tempo, com as mesmas premissas.
Para sistemas maiores, a plataforma também reúne fornecedores de refrigeração industrial.
Romário Martins · Colunista no segmento Economia e Negócios | Vice-presidente do Grupo Ideal Trends
Há mais de 19 anos, Romário tem ajudado empresas a alavancarem seu faturamento por meio da geração de demanda qualificada na web. Em sua trajetória, já ajudou a transformar o cenário de mais de 20.000 empresas.
