Calculadora de BTU de Ar Condicionado - Encontre o Tamanho Perfeito para Seu Ambiente

Calculadora de BTU para ar-condicionado

Uma calculadora de BTU para ar-condicionado estima a capacidade de refrigeração, medida em unidades térmicas britânicas (BTU) por hora, de que um aparelho de ar-condicionado de ambiente precisa para um cômodo de determinado tamanho. O BTU é uma unidade de energia térmica. Nos aparelhos de ar-condicionado, indica quanto calor o aparelho consegue retirar de um cômodo em uma hora.

Escolher a potência certa em BTU é importante. Um aparelho subdimensionado funciona sem parar e pode nunca atingir uma temperatura confortável. Um superdimensionado resfria o cômodo rapidamente e desliga antes de retirar umidade suficiente do ar, deixando o ambiente frio e úmido. O ENERGY STAR também observa que um aparelho superdimensionado custa mais caro e desperdiça energia.

Como calcular BTU para um aparelho de ar-condicionado

Esta calculadora segue a tabela de dimensionamento de ar-condicionado de ambiente do ENERGY STAR. O ENERGY STAR é um programa do governo dos EUA que classifica o consumo de energia dos eletrodomésticos. A tabela associa a área do piso de um cômodo a uma capacidade de refrigeração.

O cálculo tem três etapas:

1. Multiplique o comprimento do cômodo pela largura para obter a área do piso em pés quadrados. As dimensões métricas são convertidas primeiro em pés quadrados (1 pé quadrado = 0,09290304 metros quadrados).
2. Localize a área do piso na tabela e leia a capacidade.
3. Ajuste a capacidade conforme o sol, o número de pessoas e o uso da cozinha.

O ENERGY STAR calcula a tabela para um pé-direito de 8 pés. A tabela não usa a altura do teto, por isso a calculadora não pede esse dado. O ENERGY STAR sugere um aparelho de maior capacidade para cômodos com tetos mais altos.

Tabela de dimensionamento do ENERGY STAR

Cada linha inclui o limite inferior e termina logo abaixo do limite superior. Um cômodo de exatamente 150 pés quadrados (13,9 m²) usa a linha de 6.000 BTU (6.300 kJ). Um cômodo de exatamente 2.500 pés quadrados (232 m²) usa a última linha.

Cômodos fora da tabela

A tabela começa em 100 pés quadrados (9,3 m²) e termina em 2.500 pés quadrados (232 m²). A calculadora trata os outros tamanhos da seguinte forma:

• Abaixo de 100 pés quadrados (9,3 m²): a calculadora mostra 5.000 BTU (5.300 kJ), o menor valor da tabela, com um aviso.
• Acima de 2.500 pés quadrados (232 m²): a calculadora não indica nenhuma capacidade e mostra um aviso. Um único aparelho de ambiente não se destina a um espaço tão grande. Espaços amplos costumam ser refrigerados por um sistema central dimensionado por um profissional de climatização (HVAC).

Ajustes

O ENERGY STAR lista quatro ajustes para a capacidade da tabela. A calculadora aplica todos eles:

• Cômodo muito sombreado: subtrai 10 por cento.
• Cômodo muito ensolarado: soma 10 por cento.
• Mais de duas pessoas: soma 600 BTU para cada pessoa além de duas que use o cômodo regularmente.
• Cozinha: soma 4.000 BTU (4.200 kJ), porque fornos e fogões liberam calor.

O ENERGY STAR não informa em que ordem combinar os ajustes. A calculadora aplica primeiro o percentual de sol à capacidade da tabela. Depois soma os valores fixos de pessoas e de cozinha. O resultado é arredondado para o BTU inteiro mais próximo.

Fórmula

$\text{BTU} = \text{Capacidade da tabela} \times \text{Fator de sol} + 600 \times \max(0,\ \text{Pessoas} - 2) + \text{Cozinha}$

Variáveis

• Capacidade da tabela: o valor da tabela de dimensionamento para a área do piso do cômodo.
• Fator de sol: 0,9 para um cômodo muito sombreado, 1,0 para sol médio e 1,1 para um cômodo muito ensolarado.
• Pessoas: o número de pessoas que usam o cômodo regularmente. As frações são arredondadas para baixo.
• Cozinha: 4.000 se o aparelho refrigera uma cozinha; caso contrário, 0.

Exemplos

Quarto. Um quarto mede 12 pés por 10 pés, com sol médio e duas pessoas.

• Área do piso = 12 × 10 = 120 pés quadrados (11,1 m²).
• A linha da tabela de 100 até menos de 150 pés quadrados (13,9 m²) dá 5.000 BTU (5.300 kJ).
• Nenhum ajuste se aplica. O resultado é 5.000 BTU (5.300 kJ).

Sala de estar ensolarada. Uma sala de estar mede 15 pés (4,57 m) por 20 pés (6,1 m). É muito ensolarada e quatro pessoas a utilizam.

• Área do piso = 15 × 20 = 300 pés quadrados (28 m²), que cai na linha de 300 até menos de 350: 8.000 BTU (8.400 kJ).
• Sol: 8.000 × 1,1 = 8.800 BTU (9.280 kJ).
• Pessoas: 2 pessoas extras × 600 = 1.200 BTU (1.270 kJ).
• Resultado: 8.800 + 1.200 = 10.000 BTU (11.000 kJ).

Cozinha sombreada. Uma cozinha mede 12 pés (3,66 m) por 14 pés (4,27 m), é muito sombreada e tem duas pessoas.

• Área do piso = 12 × 14 = 168 pés quadrados (15,6 m²), na linha de 150 até menos de 250: 6.000 BTU (6.300 kJ).
• Sombra: 6.000 × 0,9 = 5.400 BTU (5.700 kJ).
• Cozinha: 5.400 + 4.000 = 9.400 BTU (9.920 kJ).

Cômodo em medidas métricas. Um cômodo mede 4 metros por 5 metros, sem ajustes.

• Área do piso = 20 metros quadrados, ou cerca de 215,3 pés quadrados (20 m²).
• A linha de 150 até menos de 250 dá 6.000 BTU (6.300 kJ).

Categorias de tamanho do ar-condicionado

Depois do valor em BTU, a calculadora indica uma categoria de tamanho:

• Pequeno (5.000-8.000 BTU): quartos, pequenos escritórios domésticos, dormitórios.
• Médio (8.000-12.000 BTU): quartos principais, apartamentos tipo estúdio.
• Grande (12.000-18.000 BTU): salas de estar, quartos maiores.
• Extra grande (18.000-24.000 BTU): salas de estar grandes, porões acabados.
• Muito grande (24.000+ BTU): plantas abertas e outros espaços amplos.

Um resultado exatamente sobre o limite entre categorias vai para a categoria superior. Por exemplo, 8.000 BTU é Médio.

De onde vem a regra dos BTU

O BTU é o calor necessário para elevar em um grau Fahrenheit a temperatura de uma libra de água. Surgiu como unidade de aquecimento e passou para a climatização.

O ar-condicionado moderno remonta a Willis Carrier. Em 1902 ele projetou um sistema para controlar a umidade em uma gráfica do Brooklyn, e não para dar conforto. Os aparelhos de janela foram postos à venda em 1932, mas eram caros. As vendas cresceram depois da Segunda Guerra Mundial e, no final da década de 1960, a maioria das casas novas nos EUA tinha ar-condicionado central.

Uma tabela como a do ENERGY STAR é um atalho para um único cômodo. Para uma casa inteira, os instaladores de climatização usam um método mais detalhado, chamado Manual J, publicado pela Air Conditioning Contractors of America. Ele leva em conta o isolamento de paredes e janelas, a orientação das janelas, o clima local e as perdas nos dutos.

Perguntas frequentes

De quantos BTU precisa um ambiente de 10 por 10 pés?

A área do piso é de 100 pés quadrados (9,3 m²). Essa é a primeira linha da tabela do ENERGY STAR, portanto o cômodo precisa de 5.000 BTU (5.300 kJ). Um cômodo ensolarado precisaria de 5.500 BTU (5.800 kJ).

Que tamanho de ambiente um aparelho de ar-condicionado de 12.000 BTU consegue resfriar?

A tabela do ENERGY STAR associa 12.000 BTU (12.700 kJ) a 450 até menos de 550 pés quadrados (51,1 m²). Sol, pessoas extras ou uma cozinha reduzem a área que um aparelho de 12.000 BTU (12.700 kJ) consegue atender.

A altura do teto altera o resultado?

A calculadora não usa a altura do teto. O ENERGY STAR baseia a tabela em um pé-direito de 8 pés. Para um teto mais alto, sugere escolher um aparelho maior.

O que acontece se um aparelho de ar-condicionado tiver poucos BTU?

Ele funciona continuamente e pode nunca atingir a temperatura desejada em dias quentes. O funcionamento constante também exerce pressão adicional sobre o compressor.

É ruim comprar um aparelho com BTU demais?

Sim. Um aparelho superdimensionado resfria o cômodo rapidamente e desliga antes de retirar umidade suficiente do ar. O ambiente fica então frio e úmido.

O que é uma “tonelada” de ar-condicionado?

Uma tonelada de refrigeração equivale a 12.000 BTU (12.700 kJ) por hora. O termo é anterior à refrigeração mecânica, quando os edifícios eram resfriados com blocos de gelo. Derreter uma tonelada de gelo em 24 horas absorve calor a uma taxa de cerca de 12.000 BTU (12.700 kJ) por hora.

Fórmula em código

1const CHART = [
2  [100, 5000], [150, 6000], [250, 7000], [300, 8000], [350, 9000],
3  [400, 10000], [450, 12000], [550, 14000], [700, 18000], [1000, 21000],
4  [1200, 23000], [1400, 24000], [1500, 30000], [2000, 34000],
5];
6
7function sizeRoomAC(areaSqFt, sun = 'average', people = 2, kitchen = false) {
8  if (areaSqFt > 2500) return null; // beyond the chart
9  let btu = 5000; // also used below 100 sq ft
10  for (const [minArea, capacity] of CHART) {
11    if (areaSqFt >= minArea) btu = capacity;
12  }
13  if (sun === 'shaded') btu *= 0.9;
14  if (sun === 'sunny') btu *= 1.1;
15  btu += Math.max(0, Math.floor(people) - 2) * 600;
16  if (kitchen) btu += 4000;
17  return Math.round(btu);
18}
19

Referências

1. ENERGY STAR (EPA dos EUA). Room Air Conditioners. ENERGY STAR: ar-condicionado de ambiente — tabela de dimensionamento de 100 a 2.500 pés quadrados (232 m²), baseada em um pé-direito de 8 pés; ajustes para sombra, sol, ocupantes extras e cozinhas; aparelhos superdimensionados deixam os cômodos úmidos e desperdiçam energia.
2. Administração de Informação de Energia dos EUA. British thermal units (Btu). EIA: unidades térmicas britânicas — definição do Btu.
3. Departamento de Energia dos EUA. History of Air Conditioning. DOE: história do ar-condicionado — sistema de controle de umidade de Willis Carrier em 1902, no Brooklyn; difusão do ar-condicionado residencial.
4. Air Conditioning Contractors of America. Technical Manuals. Manuais técnicos da ACCA — cálculo de carga térmica residencial pelo Manual J.
5. Air Conditioning Contractors of America. A Little History Behind "Tons" of Air Conditioner Capacity. Blog de HVAC da ACCA — uma tonelada de refrigeração equivale a 12.000 BTU (12.700 kJ) por hora, a partir do derretimento de uma tonelada de gelo em 24 horas.