ÁGUA QUENTE: Objetivos de Projeto

FINALIDADE DO USO E TEMPERATURA ADEQUADA

Hospitais e laboratórios : 100°C ou mais

Lavanderias : 75° a 85°C

Cozinhas : 60° a 70°C

Uso pessoal e banhos : 35° a 50°C

MODALIDADES DE FORNECIMENTO DE ÁGUA QUENTE

INDIVIDUAL: se produz água quente para um único aparelho, ou, no máximo,

para aparelhos do mesmo ambiente.

CENTRAL PRIVADO: Se produz água quente para todos os aparelhos de uma

unidade residencial (casa, apartamento).

CENTRAL COLETIVA: Se produz água quente para todos os aparelhos ou

unidades da edificação.

Água Quente: Materiais

MATERIAIS UTILIZÁVEIS

COBRE: Durável e caro. Mão de

obra especializada. Requer isolamento.

FERRO: Durável e caro. Mão de

obra especializada. Requer isolamento.

CPVC: Fácil de Trabalhar, pouco

durável,Temperatura máxima de 80oC

Água Quente: Cuidados na Instalação

ISOLAMENTO TÉRMICO

A tubulação de água quente deve ser totalmente solada contra

perda de calor.

Espessura do isolamento - mm Diâmetro do tubo - mm

20 15 a 32

30 15 a 32

40 75 a 100

50 Paredes planas

Água Quente: Cuidados na Instalação

DILATAÇÃO

- Deve-se evitar a aderência da tubulação com a estrutura.

- Em trechos longos e retilíneos deve-se usar cavaletes, liras ou juntas de

dilatação especiais que permitem a dilatação.

Água Quente: Cuidados na Instalação

PRUMADA

- A alimentação de água dos aquecedores deve ser feita com uma prumada exclusiva. Golpes de aríete são extremamente prejudiciais.

PRESSÃO

- A pressão estática não deve ultrapassar 40mca.

- Nos pontos de consumo, as pressões da água fria e água quente devem estar praticamente equilibradas.

Água Quente:Consumo Diário

AVALIAÇÃO DO CONSUMO DIÁRIO

O consumo diário de água quente pode ser feito com auxílio da tabela da Norma:

Consumo (litros/dia) Tipo de Ocupação

45 por pessoa Residência

36 por pessoa Casa popular ou rural

60 por pessoa Apartamento

Água Quente:Consumo Diário

OBSERVAÇÕES:

- No caso de apartamento ou casa com central privada, considerar 2 pessoas por

dormitório + empregados.

- é indispensável que o acumulador (depósito de água quente) tenha pelo menos

capacidade igual à da banheira, ( de 150 a 180 litros).

- No caso de apartamentos com central coletiva, considerar 2 pessoas por dormitório,

mais empregados, mais 150 litros por máquina de lavar roupa e mais 180 litros por

banheira instalada.

EXEMPLO: Residência com 3 dormitórios, mais empregada e banheira instalada.

CD = (3dorm. x 2pessoas + empregada) x 45 litros = 300litros/dia

Acumulador com 150 litros, no mínimo, por causa da banheira.

Água Quente:Consumo Diário

TABELAS ÚTEIS NA AVALIAÇÃO DE PICOS E NA ESCOLHA DO AQUECEDOR ADEQUADO.

Capacid. Capacid. Duraçã Consumo Consumo Tipo de Edifício Aquecim. reservat o do nas horas de diário 60° C em função em função pico - h pico - l/h Litros \ do CD. do CD. pessoa \ dia

1\7 1\5 4 1\7 60 Residências

Apartamentos

Hotéis

1\6 1\5 2 1\5 2,5 Edifícios de

escritórios

1\8 2\5 1 1\3 6,3 Fábricas

1\10 1\10 Restaurantes

3a classe 1,9 2a classe 3,2 1a classe

5,6

Água Quente:Dimensionam. Boilers

PARA AQUECEDORES ELÉTRICOS DE ACUMULAÇÃO (BOILERS) A NORMA RECOMENDA OS VALORES DA TABELA ABAIXO:

Potência Capacidade do Consumo Diário 70°C Reservatório - l [kW]

0,75 50 60

0,75 75 95

1,0 100 130

Água Quente:Dimensionam. Caldeira

PARA AQUECIMENTO COM CALDEIRA A ÓLEO OU GÁS PROCEDE-SE DA SEGUINTE FORMA: a) calcula-se o Consumo Diário - CD

b) Considerando que t2 -t1 = 50°C, onde: t2 = temperatura no reservatório

t1 = temperatura natural calcula-se a capacidade teórica do reservatório ( V ), usando uma fração do CD:

Grandes residências: V = 1/3 CD Apartamentos de 5 pessoas: V = 1/5 CD Grandes apartamentos: V = 1/7 CD

c) toma-se para o reservatório um volume real ( VR) = 1,33 V

d) Com CD e V entra-se no gráfico:

Água Quente:Abaco Caldeiras a óleo

Água Quente: Exemplo (elétrico)

EXEMPLO: Dimensionar o sistema de produção de água quente para prédio

de 12 pavimentos, com 4 apartamentos de 3 dormitórios por pavimento.

CONSUMO DIÁRIO: CD = 12 pav. x 4 apart. x 3 dorm. x 2 pess. x 60litros

= 17280 litros.

NO SISTEMA ELÉTRICO:

Consumo de pico CP = 1/7 CD = 17280/7 = 2468 litros/hora

Capacidade do reservatório - VR = CD/5 = 17280/5 = 3456litros

Capacidade de aquecimentos = CC/7 = 17280/7 = 2468litros/h

Energia necessária: Q = m x c x (t2 -t1) = 2468 x 1 x (65 - 15) = 123400 Kcal

Potência: P = Q/t = 123400Kcal/ 1hora = 123400Kcal

Energia elétrica (860Kcal = 1KWh): E = 123400Kcal/860KWh = 143,5 KWh

Potência elétrica: P = E/t : 143,5KWH/1hora = 143,5KW

Água Quente: Exemplo (Óleo)

NO SISTEMA A ÓLEO OU GÁS:

CD = 17280 litros

Volume teórico do reservatório: V = 1/5 CD = 17280/5 = 3456litros

Volume real: VR = 1,33xV = 1,33 x 3456 = 4596 litros

Pelo gráfico:

Água aquecida por hora = 1650litros

Capacidade da Caldeira = 82000kcal.

Água Quente: Exemplo (Óleo)

PODERES CALORÍFICOS:

Óleo: 10000Kcal/ Kg

Gás de rua: 4200Kcal/m3

GLP: 11000Kcal/Kg

Eletricidade: 860Kcal/KWh

CONSUMO DE ÓLEO:

O poder calorífico do óleo é de 10000Kcal/ Kg e o rendimento das caldeiras em torno de 85%.

Assim:

Óleo = 82000/(10000 x 0,8) = 10,25 Kg

Formas de Aquecimento FONTES DE ENERGIA

1° Combustão de: sólidos ( madeira, carvão ...); líquidos ( óleo,

querosene, álcool...) e gases ( gás de rua, GLP . ..)

2° Eletricidade

3° Energia Solar

FORMAS DE AQUECIMENTO

AQUECIMENTO DIRETO O calor é transferido diretamente da fonte de calor para a água que será aquecida

Formas de Aquecimento

AQUECIMENTO INDIRETO Neste caso a fonte de calor aquece um fluido intermediário. É utilizado na modalidade de aquecimento central

coletivo.

Água Quente: Sistemas de distribuição

DISTRIBUIÇÃO ASCENDENTE: com, ou sem retorno; com, ou sem bombeamento.

Água Quente: Sistemas de distribuição

DISTRIBUIÇÃO DESCENDENTE: com, ou sem retorno; com, ou sem

bombeamento.

DISTRIBUIÇÃO

MISTA: descendente

e ascendente

conjugadas. As

colunas de distribuição

descendentes podem

ser utilizadas para

fazer o retorno.

Água Quente: Energia Solar

USO DA ENERGIA SOLAR

Anualmente chegam 1018 KWh de energia enviados pelo Sol. Isto equivale a

1013 toneladas de carvão, que é a reserva total de carvão disponível. A

humanidade consome aproximadamente 1014 KWh por ano, ou seja,

1/10000 da energia que o Sol envia. O Sol envia por hora a energia que a

humanidade consome por ano.

EQUILIBRIO ENERGÉTICO TERRESTRE

Evidentemente deve haver uma troca de energia entre a Terra e o espaço,

e esta troca deve satisfazer a seguinte equação, sob pena de haver um

superaquecimento gradual da superfície terrestre:

ENERGIA RECEBIDA = ENERGIA CEDIDA

Água Quente: Energia Solar

ENERGIA RECEBIDA = energia enviada pelo Sol + energia gerada pela queima de combustíveis fósseis

ENERGIA CEDIDA = Energia devolvida ao espaço + energia acumulada na formação de novos fósseis.

CARACTERÍSTICAS DA ENERGIA SOLAR.

A energia solar, apesar da quantidade fabulosa, tem aproveitamento muito limitado por causa das seguintes características:

Água Quente: Energia Solar

DESVANTAGENS:

- Forma disseminada,

- Disponibilidade descontínua ( dia e noite, inverno e verão).

- Variações casuais (céu nublado ou claro).

VANTAGENS:

- não é poluidora.

- é auto-suficiente.

- é completamente silenciosa

- é uma fonte alternativa de energia.

- geralmente disponível no local do consumo.

Água Quente: geração a partir do sol

Um sistema de suprimento de água quente à base de energia solar se compõe

de três elementos: Coletores de energia (placas coletoras), acumulador de

energia ( reservatório de água quente) e rede de distribuição.

Água Quente: Coletores

CONSTRUÇÃO:

ORIENTAÇÃO: deve ser

orientado para o norte

verdadeiro.

INCLINAÇÃO: a inclinação deve ser igual a

latitude do local + 5 a 10°

NÍVEL: para que a circulação natural ocorra,

deve haver um desnível de 60cm, ou mais,

entre a saída do coletor e o fundo do

reservatório de água quente

Água Quente: Coletores

LIGAÇÃO EM PARALELO:

Usando mais coletores, aumenta

o volume de água quente, porém

não aumenta a temperatura.

LIGAÇÃO EM SÉRIE: Usando mais

coletores, aumenta a temperatura da

água, porém não aumenta o

volume. Nesta ligação a circulação

deve ser forçada .

LIGAÇÃO SÉRIE-PARALELO :

Água Quente: Cálculo

ÁREA: A área necessária de coletores é calculada pela

fórmula: S = área dos coletores - m2

Q = calor necessário - Kcal/dia Q S × = I = intensidade de radiação solar - KWh/m2x dia ou R I

Kcalxh/m2 (ver Mapa de Irradiação)

R = rendimento dos coletores - geralmente = 50%

EXEMPLO: Quantos m2 de placa coletora são necessários para suprir uma

família de 6 pessoas com água quente?

Água Quente: Cálculo

SOLUÇÃO:

Consumo diário: CD = 6 pessoas x 45 litros = 270litros

Calor necessário para elevar a água de 20°C para 60°C:

Q = m x c x ( t2 -t1 ) = 270 x 1 x (60 - 20) = 10 800Kcal.

Insolação média Florianópolis (do mapa): 4500Wh/m2 por dia.

Área = Q/I/R= 10800Kcal/(4,5KWh/m2)/0,5/(860Kcal/Kwh)=5,58 m2

Isto equivale então a aproximadamente 0,9 m2 de coletor por pessoa.

VOLUME DO RESERVATÓRIO

No aquecimento solar adota-se um reservatório com volume igual ao

consumo diário, portanto maior que nos demais sistemas, devido à

intermitência da insolação.

Água Quente: Mapa Irradiação

Água Quente: Mapa Irradiação