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Prof. Me. Victor de Barros Deantoni
1S/2017
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Instalações Prediais de Água Quente
Como todo projeto, em engenharia civil, deve seguir a Norma Técnica do assunto
NBR 7198 – Projeto e execução de instalações prediais de água quente – 1993- 6 páginas
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Objetivos Segurança
Higiene
Economia
Conforto do usuário
Temperatura máxima de 70ºC
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Definições técnicas Semelhante as de água fria com adição:
Isolamento térmico
Válvula de segurança de temperatura
Dilatação térmica
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Condições Gerais Garantir o fornecimento de forma continua e em
quantidade suficiente
Pressão e velocidade compatíveis
Preservar a potabilidade da água
Conforto ao usuário
Racionalizar o consumo de energia
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Projeto Projeto deve ser feito unicamente por engenheiro civil.
Deve conter todas as especificações que permitam a execução do serviço.
No projeto deverão ser especificados os materiais, equipamentos de cada parte do sistema, essas especificações devem basear-se na norma brasileira.
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Temperatura da água É obrigatório a utilização de misturados se houver
possibilidade de a água aquecida superar 40ºC no ponto de consumo.
Deve-se tomar cuidados para retorno de água quente em tubulação despreparada
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Pressão de Serviço Pressão máxima possível é de 40mca
Pressão dinâmica mínima em tubulações de 0,5mca.
Velocidade: Similar a água fria
Vazões justificáveis – método utilizado
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Teste de estanqueidade Temperatura de 80ºC
Todos pontos devem ser avaliados antes da entrega
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PEX
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Projeto
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Sistema Individual Alimentação de um único ponto de consumo sem a
necessidade de uma rede de distribuição de água quente.
Basicamente só é possível realizar o aquecimento desse tipo por duas fontes de energia:
Eletricidade
Gás Combustível
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Elétrico Equipamento de pequeno porte que recebe a água fria
em um a extremidade e devolve quente na outra, o aquecimento é feito através de uma resistência elétrica.
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Gás Combustível Dispositivo também de pequeno porte com um
queimador, portanto necessita de uma exaustão para eliminação de resíduos tóxico da queima do gás.
Casos de acidente domésticos
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Sistema Central privado Geração e reservação:
Gás combustível
Energia Solar
Energia elétrica
Carvão
Óleo combustível
Lenha
Dois tipos de aquecimento: Instantâneo (de Passagem)
Com reservação (Boiler)
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Aquecedores de Passagem Dispositivos de pequeno porte, o aquecimento é feito de
maneira instantânea, não necessitando de reservação.
Geralmente a instalação é feita no próprio ambiente de consumo, ou em suas proximidades.
Equipamentos a gás necessitam estar em local ventilado.
Recebe água fria em um a extremidade e libera água quente de acordo com a vazão.
Pode alimentar um conjunto de aparelhos.
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O dimensionamento é feito de acordo com as características disponibilizadas pelo fabricante.
São necessárias informações com vazão máxima, temperatura de consumo....
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Aquecedor de Acumulação É instalado um reservatório de água quente (Boiler) que é
constantemente aquecido para manter a água a temperatura de consumo.
Quando é utilizado o sistema solar necessita da instalação de placas e de um sistema de encanamentos fazendo a ligação entre o reservatório e a placa.
O sistema solar pode ser complementado com uma resistência elétrica para dias sem insolação.
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Aquecedor Solar
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Aquecedor de acumulação Também é possível ter-se Boilers com aquecimento só por
uma resistência elétrica ou outra fonte de combustível.
Os cuidados sempre devem ser:
Locais arejados para evitar concentração de gases tóxicos
Local sem acesso ao público para evitar queimaduras.
Deve-se tomar muito cuidado com a utilização deste sistema evitando o aquecimento por condução até a alimentação.
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Sistema central coletivo Um reservatório de água quente que abastece várias
unidades, portanto deverá ter um volume de grande porte para garantir o abastecimento contínuo e em quantidade adequada para todas as unidades.
Geralmente são utilizados dispositivos do tipo caldeira.
Deve ser instalado em uma coluna e barrilete específicos para água quente, nunca se misturando com a água fria.
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Em casos de medição individualizada, devem ser utilizados hidrômetro separados para medir o consumo de água quente.
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Medição Individualizada Sistema Privado
Sistema Coletivo
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Recirculação
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Em determinados casos, a espera pela água quente pode ser grande, causando desperdício de água e desconforto para o usuário.
A solução mais indicada é a inserçao de um sistema de recirculação de água quente, de modo que a água nas colunas principais esteja sempre aquecida.
Nestes casos é comum a utilização de uma bomba de recirculação de baixa potência.
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Dependendo do tipo de concepção hidráulica, podem ser necessários vários trechos de tubulação, o que encarece a obra.
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Escolha do sistema a ser utilizado Sistema individual é o sistema adequado quando
não se quer a instalação de novas tubulações, entretanto não se dispõem de um conforto (vazão) proporcionada pelos outros sistemas, geralmente é o sistema de custo mais barato.
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Aquecedor Central privado:
Verificar limitação de espaço e ventilação, quando se trata de apartamentos o mais comum é a instalação de aquecedores de passagem.
É necessária a construção de uma rede de água quente para abastecer os pontos de consumo
O abastecimento de vários pontos de forma simultânea não é indicado pois ter-se-á pressões e vazões baixas, o ideal é a utilização de um aquecedor para cada ambiente sanitário.
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O sistema Central Coletivo.
Muito utilizado em hotéis, hospitais e clubes.
Necessidade de uma área técnica para instalação de grandes reservatórios, necessidade de sistema de recirculação.
Manutenção frequente.
Medição individualizada complexa
Em edifícios residências pode não ser interessante a utilização desta técnica.
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Projeto
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Detalhes do projeto Toda área hidráulica necessita ter um registro GAVETA.
No caso de tubulações pelo forro inferior, utiliza-se registro baixo,
evitando colocar no box (acidentes).
Pode se instalado inclusive dentro do armário.
O mesmo para cozinha.
PEX (Caixa de registros – inferior)
Tubulações tradicionais (1,80m) se houver medição individual há possibilidade de ar na rede (ruído e falta d’água).
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Dimensionamento O dimensionamento de tubulações é semelhante ao caso
da água fria.
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Dimensionamento de consumo Consumo diário:
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Vazões:
Banheira: 0,30l/s
Ducha Higiênica: 0,10l/s
Chuveiro ou ducha: 0,20l/s
Lavatório: 0,15l/s
Pia de cozinha: 0,25l/s
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Dimensionamento de aquecedor de acumulação
Estimar o consumo com maior detalhamento possível, para evitar a falta de água quente.
𝑉𝑞 = 𝑉 ∗𝑡−𝑡𝑓
𝑡𝑞−𝑡𝑓
𝑉 − 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 (𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜)
𝑉𝑞 − 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝. 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒
𝑡𝑞 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒
𝑡 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜
𝑡𝑓 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎
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𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝑇
𝑃 =𝑄
𝑛∗860∗𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
Q: Energia Calorífica
M: massa de água
∆t: Variação da temperatura
P: Potência
N: rendimento
• O volume do tanque pode ser calculado também pela tabela apresentada na apostila da disciplina, na página 13.
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Dimensionamento de aquecedor de passagem
O Aquecedor é escolhido em função da vazão necessária.
Existem no mercado aparelhos que atendem as seguintes vazões:
8 L/min
15 L/min
22 L/min
36 L/min
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A BOSH apresenta no mercado 12 modelos de aquecedores, com todas as informações técnicas em seu site.
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É extremamente importante respeitar a norma para instalações de equipamentos que utilizem gás combustível dentro de casa.
Necessário:
Deve-se prever uma área total mínima permanente de ventilação de 800cm², constituídas por 2 aberturas: - uma abertura superior, acima de 1,5m de altura; - uma abertura inferior, abaixo de 0,80m de altura, devendo a abertura variar de 200 a 400cm².
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Materiais para instalações de água quente
Atualmente conta-se com os seguintes materiais que suportam a passagem de água quente:
CPVC
PPR
Cobre
PEX
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Cobre Era o material mais utilizado para tubulações que recebiam
água quente até cerca de 15 anos atrás, apresenta uma excelente regularidade no acabamento o que não causa grande perdas de carga.
Entretanto apresenta um custo muito elevado e uma dificuldade construtiva grande, pois necessita de soldagem por estanho.
Uma outra dificuldade é a necessidade de revestimento com isolante térmico, pois o cobre é um bom condutor de calor, assim perdendo facilmente energia da água para os materiais em contato (alvenaria).
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CPVC Termoplástico semelhante ao pvc, porém com maior
percentual de cloro, o policloreto de vinila clorado é o material que apresenta o menor custo. Apresenta vida útil longa, baixo coeficiente de dilatação e baixa condutividade térmica, o que dispensa o uso de isolamento térmico. As juntas são soldáveis, exigindo mão-de-obra treinada. A principal limitação quanto ao uso de cpvc é o limite de temperatura, que é de 80º C
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CPVC
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PPR O polipropileno é uma resina poliolefínica cujo principal
componente é o petróleo. Por sua versatilidade apresenta várias aplicações, e dentre elas se destaca o uso nas instalações de água quente. Apresenta coeficiente de dilatação térmica aproximada de 10 x 10-5 cm/cmºC. Sua instalação é relativamente fácil, sendo as conexões e emendas soldadas por termofusão
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PEX polietileno é uma resina termoplástica muito utilizada em
instalações de gesso acartonado. É utilizado conduzindo-se o tubo dentro de um outro tubo guia, tanto para instalação de água fria quanto de água quente. Como característica podem ser citadas a flexibilidade, ausência de fissuras por fadiga e vida útil prolongada. Apresenta também boa resistência à temperatura (bibliografias indicam cerca de 95º C).
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Termoválvula
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Misturador
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Registro pressão
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Detalhe da Bomba