MAPA – EMEC – MÁQUINAS TÉRMICAS – 52_2026

Você foi contratado como engenheiro mecânico especialista em sistemas térmicos para realizar uma
auditoria energética em um hospital de médio porte, localizado em uma região de clima quente e úmido,
onde a demanda por climatização é elevada durante praticamente todo o ano.
Nesse ambiente, o controle de temperatura e umidade é crítico, especialmente em áreas de ambientes
hospitalares, como:

• Centros cirúrgicos.
• Unidades de terapia intensiva (UTI).
• Laboratórios e armazenamento de medicamentos.
• Áreas de internação.

Falhas ou variações nas condições térmicas podem comprometer não apenas o conforto dos ocupantes, mas
também a segurança dos pacientes e a conservação de insumos hospitalares.
O sistema de climatização existente foi instalado há aproximadamente 18 anos e opera continuamente. Nos
últimos anos, a administração do hospital observou:

• Aumento significativo no consumo de energia elétrica.
• Redução da capacidade de resfriamento em horários de pico.
• Necessidade frequente de manutenção corretiva.

Diante desse cenário, foi solicitada uma avaliação técnica detalhada para verificar o desempenho do sistema
e identificar oportunidades de melhoria ou substituição (retrofit).
O sistema analisado opera com um ciclo de compressão de vapor, utilizando o fluido refrigerante R-134a,
composto pelos seguintes elementos principais:

• Compressor.
• Condensador.
• Válvula de expansão.
• Evaporador.

Durante a inspeção, foram coletados os seguintes dados operacionais:

• O fluido refrigerante entra no compressor como vapor superaquecido a 0,10 MPa e -5 °C.
• Após a compressão, o fluido atinge 0,90 MPa.
• No condensador, o fluido é resfriado até líquido saturado.
• Em seguida, passa pela válvula de expansão, reduzindo sua pressão para 0,10 MPa.
• A carga térmica que o sistema atende é de 12 kW.

Com base nesses dados, seu objetivo é apresentar um diagnóstico detalhado, apontando as principais
deficiências do sistema e propondo soluções que garantam maior eficiência energética, conforto ambiental e
redução dos custos operacionais (despreze a perda de carga e a transferência de calor nas linhas de conexão
entre os elementos do sistema).
Diante dessas informações, determine os seguintes parâmetros para o sistema:

1 – Esboce um diagrama PxH para o ciclo proposto.
2 – Calcule a vazão mássica, em kg/s, de fluido refrigerante necessária para atender à carga térmica.
3 – Calcule a potência requerida pelo compressor, em kW.
Sabendo que atualmente sistemas mais comuns operam com um COP de aproximadamente 4,5, você avalia
que o sistema está operando de maneira adequada ou ainda é possível melhorar o sistema? Justifique sua resposta.