Dissertativa 5 - 2ª Fase - Dia 2 - IME 2024

Um laboratório deve ser mantido refrigerado a certa temperatura e recebe fluxo de calor incidente no teto, sendo que o piso se encontra idealmente isolado. O fluxo de calor em  cada parede lateral é tomado como metade daquele recebido pelo teto. O funcionamento  do maquinário no interior do laboratório juntamente com a carga térmica relativa aos  técnicos está estimado em 25% do fluxo de calor relativo ao teto mais paredes. Um  técnico estima que o custo por jornada de 8 horas referente ao acionamento elétrico do  aparelho de condicionamento do ar desta instalação é aproximadamente R$ 40,00.

Dados:

• temperatura de projeto no interior do laboratório: $23ºC$;
• temperatura do ambiente externo: $355/9ºC$;
• dimensões do laboratório: $4 m \times 10 m \times 4 m$;
• fluxo de calor incidente no teto do laboratório nas condições de projeto: $300 W/m^2$ ;
• razão entre o coeficiente de desempenho do aparelho de ar condicionado e o do  refrigerador de um ciclo de Carnot: 1/6;
• custo de energia durante o acionamento do compressor do ar condicionado: R$  0,70 por kWh.

Baseado nos dados listados e em uma análise termodinâmica do problema, avalie o custo e conclua se a estimativa do técnico está adequada, subestimada ou superestimada.