Seminário “Tecnologia de sistemas prediais” · Economia de 9.200 GWh/ano. Histórico 93 mi ......

Palestra: Integração entre sistemas de aquecimento de água

José Jorge Chaguri Jr. – Engenheiro e Mestre em Energia, Diretor da Chaguri Consultoria.

Seminário “Tecnologia de sistemas prediais”

Porto Alegre, 26 de abril de 2018

Estrutura da Apresentação

▪ Histórico

▪ Integração entre projetos

▪ Tipologias

▪ Principais diferenças (direto e indireto)

▪ Próximos desafios

Histórico

Fonte: http://iliketowastemytime.com/2015/09/16/daily-wallpaper-earth-night

Histórico

Fonte: Goldemberg (USP – 2010)

Histórico

O quanto representa para o país a eletricidade?

Fonte: LABEEE, 2009 apud EPE, 2009

Histórico

O quanto representa para o país a eletricidade?

Fonte: LABEEE, 2009 apud EPE, 2009

Residencial – 25,1%

Comercial – 17,5%

Publico – 8,2%

Total – 50,8%

Industrial – 37,6%

Histórico

Fonte: Santos, 2011

Média da matriz elétrica brasileira, por tipo de geração, no período de 2004 a 2008

Histórico

Fonte: Santos, 2011

Média da matriz elétrica brasileira, por tipo de geração, no período de 2004 a 2008

12,9% 4,5%

64,0%2016

Histórico

Histórico

Fonte: Santos, 2011

Fonte: Procel, 2007

Ar condicionado

Chuveiro elétrico

Horário de ponta

Histórico

Fonte: Santos, 2011

Fonte: Adaptado a partir de Procel, 2007

Histórico

Consumo residencial de energia

Fonte: BEN, 2013

Histórico

56 mi residências

3,4 pessoas por residência

41 mi residências com chuveiro

Chuveiro Elétrico

26.000 GWh

93 mi residências


58 mi residências com

chuveiro

Chuveiro Elétrico

42.000 GWh

Histórico

56 mi residências


41 mi residências com chuveiro

Chuveiro Elétrico

26.000 GWh

93 mi residências



chuveiro

Chuveiro Elétrico

42.000 GWh

Projeção - 2030

PNEf 2030Economia de 9.200 GWh/ano

Histórico

93 mi residências



chuveiro

Chuveiro Elétrico

42.000 GWh

Histórico

Histórico

Novos parâmetros em Sistemas Prediais

Eficiência

Qualidade

Segurança

• Regulamentação - Procel

• Certificações

Fonte imagem: Ambiente Energia

Histórico

60.000 m³ armazenados 400.000 m²

placas

30.000 m³ armazenados 190.000 m²

placas

Projetos SP de 2008 a 2016

Sistemas entregues – em funcionamento

Sistemas previsão

9.200 MWh/mês 2.300.000 m³ GN/mês

Histórico

Interpretação da Lei

Instaladores qualificados

Conflitos de parâmetros

Conflitos Normativos

"Novos" requisitos

Regulação Equipamentos

Histórico

Interpretação da Lei

Instaladores qualificados

Conflitos de parâmetros

Conflitos Normativos

"Novos" requisitos

Regulação Equipamentos

Norma de Legionella

Desatualização e conflito das Normas

Não atendimento à parâmetros estabelecidos

Interpretações distintas sobre a atual Lei

Ausência de referência e qualificação dos instaladores

Ausência regulatória para equipamentos


▪ Histórico


▪ Tipologias



Integração entre projetos

Sistema Predial Termohidráulico

Rede de distribuição

Aquecimento Solar

Hidráulica




Aquecimento Solar

Hidráulica

Responsabilidades:• Atendimento às necessidades

do usuário• Equilíbrio entre os sistemas

AQ e AF• Definição da tipologia

Usuário:• Instaladora hidráulica

Responsabilidades:• Geração de água quente• Gestão sobre a eficiência do

sistema• Manutenção dos parâmetros

de hidráulica

Usuário:• Instaladora do sistema de AQ




Aquecimento Solar

Hidráulica

Responsabilidades:• Atendimento às necessidades

do usuário• Equilíbrio entre os sistemas

AQ e AF• Definição da tipologia

Usuário:• Instaladora hidráulica

Responsabilidades:• Geração de água quente• Gestão sobre a eficiência do

sistema• Manutenção dos parâmetros

de hidráulica

Usuário:• Instaladora do sistema de AQ

Tomada de decisão - Consenso




Aquecimento Solar

Hidráulica

• Centralização da água quente• Rede de distribuição• Revisão das tipologias de AQ


▪ Histórico


▪ Tipologias



Tipologias

Tipologias

• Responsabilidade• Manutenção preventiva

Tipologias

• Aquecedores de passagem específicos• Rateio da energia• Controle da temperatura da rede

Tipologias

• Reservatórios com serpentina interna• Fornecedores• Cultura (“Trauma”) acumulação• Responsabilidade de aquisição• Manutenção

Tipologias

• Dimensionamento das prumadas• Lógica de funcionamento• Dimensionamento dos trocadores de calor• Cultura da eficiência• Fornecedores• Manutenção


▪ Histórico


▪ Tipologias



Principais diferenças

• Sistemas Diretos



• Necessidade de “afogamento” dos reservatórios• Espaço para medição de água quente• Espaço para redutoras de pressão• Equilíbrio de pressões entre AF e AQ• Recirculação entre zonas de pressão• Recirculação interna na unidade com medição

• Geração de água quente próximo a temperatura de consumo• Rateio do sistema a gás, proporcional ao consumo de água

quente• Saúde das instalações



• Necessidade de “afogamento” dos reservatórios



• Espaço para medição de água quente

Serviço Público Federal

MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO, INDÚSTRIA E COMÉRCIO EXTERIOR

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA, NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL - INMETRO

INMETRO

Diretoria de Metrologia Legal – DIMEL

Gerência de Aprovação de Modelo - GERAM

Endereço: Av. N. S. das Graças, 50 Xerém - Duque de Caxias - RJ CEP: 25250-020

Telefones: (021) 679 9156 FAX : (021) 679 1761 e-mail: [email protected]

Portaria nº 246 de 17 de outubro de 2000.

O PRESIDENTE DO INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGIA,

NORMALIZAÇÃO E QUALIDADE INDUSTRIAL - INMETRO, no uso de suas atribuições, conferidas

pela Lei n.º 5.966, de 11 de dezembro de 1973, e tendo em vista o disposto no artigo 3º, da Lei nº 9.933,

de 20 de dezembro de 1999, e na alínea "a", do subitem 4.1, da Regulamentação Metrológica aprovada

pela Resolução n.º 11/88, de 12 de outubro de 1988, do Conselho Nacional de Metrologia, Normalização

e Qualidade Industrial - CONMETRO;

Considerando que os hidrômetros utilizados para medição de consumo de água fria devem

atender às especificações estabelecidas pelo INMETRO;

Considerando que o Regulamento Técnico Metrológico, em anexo, foi elaborado levando-

se em conta as condições das indústrias brasileiras, em ampla discussão com os fabricantes nacionais,

importadores, empresas de saneamento básico, entidades de classe e organismos governamentais

interessados;

Considerando que o Regulamento Técnico Metrológico sobre medidores de água, em

vigência, não atende a algumas prescrições técnicas de construção de hidrômetros lançados no mercado

nacional após a publicação da Portaria INMETRO n º 029/94;

Considerando que os atos normativos devem priorizar a competitividade, a política de

comércio exterior e guardar consonância com normas internacionais equivalentes, bem como acompanhar

a evolução tecnológica industrial, resolve baixar as seguintes disposições:

Art. 1º Aprovar o Regulamento Técnico Metrológico, que com esta baixa, estabelecendo

as condições a que devem satisfazer os hidrômetros para água fria, de vazão nominal até quinze metros

cúbicos por hora.

Art. 2º Estabelecer o prazo de 180 (cento e oitenta) dias, a partir da data da publicação

desta Portaria, para que os laboratórios de instituições e empresas, nos quais os medidores de água são

ensaiados com o objetivo de verificar a conformidade aos preceitos do presente Regulamento, atendam à

exigência estabelecida pelo subitem 6.4.4.7 do Regulamento Técnico Metrológico.

“Art. 2º Estabelecer que os laboratórios de instituições e empresas nos quais os medidores

de água são ensaiados com o objetivo de verificar a conformidade aos preceitos do presente regulamento

devem expressar a incerteza de medição dos ensaios, de acordo com a versão mais recente, editada pelo

Inmetro, do “Guia para a Expressão da Incerteza de Medição”.

Parágrafo Único As bancadas utilizadas na execução dos ensaios devem possuir incerteza

de medição com valor até 1/3 do erro máximo admissível para as vazões de ensaio.” (NR) (Alterado pela

Por tar ia INMETRO número 436 de 16/11/2011)

Art. 3º Os hidrômetros instalados antes de 07 de fevereiro de 1994, e em utilização pelas

empresas e serviços de abastecimento de água, poderão continuar a ser usados enquanto os seus erros de

indicação se mantiverem dentro das tolerâncias admissíveis, estabelecidas pelo subitem 8.5 do

Regulamento Técnico Metrológico.

Art. 4° A verificação inicial, a que se refere o item 7, e a conseqüente lacração feita pelo

INMETRO, conforme o item 5 do Regulamento Técnico Metrológico, consolida a aprovação metrológica

dos hidrômetros fabricados.

Art. 5º Esta Portaria entrará em vigor na data de sua publicação, revogadas a Portaria

INMETRO no 029, de 07 de fevereiro de 1994 e quaisquer disposições em contrário.

ROBERTO LUIZ DE LIMA GUIMARÃES

Presidente do INMETRO em Exercício


REGULAMENTO TÉCNICO METROLÓGICO A QUE SE REFERE A PORTARIA INMETRO

Nº. 246 DE 17 DE OUTUBRO DE 2000.

1. OBJETIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO

1.1 - O presente Regulamento estabelece as condições a que devem satisfazer os hidrômetros para água

fria de vazão nominal de 0,6m³/h à 15,0m³/h.

1.2 - Este Regulamento se aplica aos hidrômetros que possuem totalizadores para indicar o volume de

água escoado, utilizando sistema mecânico ou magnético para receber os movimentos do dispositivo

sensor.

“1.1. O presente regulamento estabelece as condições a que devem satisfazer os medidores de volume de

água potável fria que escoa através de um conduto fechado, com vazão nominal de 0,6 m³/h a 15,0 m³/h.

1.2. O presente regulamento se aplica aos medidores de água que possuem dispositivos para indicação do

volume integrado e que tenham princípio de funcionamento elétrico, eletrônico ou mecânico.” (NR)

(Alterado pela Por taria INMETRO número 436 de 16/11/2011) 1.3 - Este Regulamento não se aplica aos hidrômetros destinados a medir água cuja temperatura for

superior a 40°C.

2. DEFINIÇÕES

2.1 - Hidrômetro: Instrumento destinado a medir e indicar continuamente, o volume de água que o

atravessa.

“2.1. Medidor de volume de água potável: instrumento destinado a medir continuamente, memorizar e

exibir o volume de água que escoa através do transdutor de medição, sob condições de medição,

doravante denominado ‘medidor’.” (NR) (Alterado pela Portaria INMETRO número 436 de

16/11/2011) “2.1.1. O medidor inclui, no mínimo, um transdutor de medição, um dispositivo calculador (inclusive

dispositivos de ajuste ou correção, se houver) e um dispositivo indicador. Os referidos dispositivos podem

estar acondicionados em diferentes invólucros.” (NR) (Incluído pela Portar ia INMETRO número 436

de 16/11/2011) 2.2 - Dispositivo medidor: Componente destinado a medir o volume de água que atravessa o hidrômetro.

2.3 - Dispositivo sensor: Componente do dispositivo medidor que transforma a ação da água que

atravessa o hidrômetro em movimento de rotação.

2.4 - Dispositivo de transmissão: Componente do dispositivo medidor que transfere o movimento do

dispositivo sensor ao dispositivo totalizador.

2.5 - Transmissão mecânica: Dispositivo de transmissão no qual os movimentos são transferidos

mecanicamente por um eixo que atravessa a placa que isola os dispositivos sensor e totalizador.

2.6 - Transmissão magnética: Dispositivo de transmissão no qual os movimentos são transferidos por dois

elementos magnéticos.

2.7 - Dispositivo totalizador: Componente do dispositivo medidor destinado a indicar e totalizar o volume

de água medido pelo hidrômetro.

2.8 - Vazão (Q): Quociente do volume de água escoado através do hidrômetro pelo tempo do escoamento

deste volume, expresso em metros cúbicos por hora (m³/h).

2.9 - Vazão máxima (Qmax): Maior vazão , expressa em m3/h, na qual o hidrômetro é exigido a funcionar

por um curto período de tempo, dentro dos seus erros máximos admissíveis, mantendo seu desempenho

metrológico quando posteriormente for empregado dentro de suas condições de uso.

2.10 - Vazão nominal (Qn): Maior vazão nas condições de utilização, expressa em m3/h, nas quais o

medidor é exigido para funcionar de maneira satisfatória dentro dos erros máximos admissíveis.

2.11 - Vazão de transição (Qt): Vazão, em escoamento uniforme, que define a separação dos campos de

medição inferior e superior.

2.12 - Vazão mínima (Qmin): Menor vazão, na qual o hidrômetro fornece indicações que não possuam

erros superiores aos erros máximos admissíveis.


REGULAMENTO TÉCNICO METROLÓGICO A QUE SE REFERE A PORTARIA INMETRO

Nº. 246 DE 17 DE OUTUBRO DE 2000.

1. OBJETIVO E CAMPO DE APLICAÇÃO

1.1 - O presente Regulamento estabelece as condições a que devem satisfazer os hidrômetros para água

fria de vazão nominal de 0,6m³/h à 15,0m³/h.

1.2 - Este Regulamento se aplica aos hidrômetros que possuem totalizadores para indicar o volume de

água escoado, utilizando sistema mecânico ou magnético para receber os movimentos do dispositivo

sensor.

“1.1. O presente regulamento estabelece as condições a que devem satisfazer os medidores de volume de

água potável fria que escoa através de um conduto fechado, com vazão nominal de 0,6 m³/h a 15,0 m³/h.

1.2. O presente regulamento se aplica aos medidores de água que possuem dispositivos para indicação do

volume integrado e que tenham princípio de funcionamento elétrico, eletrônico ou mecânico.” (NR)

(Alterado pela Por taria INMETRO número 436 de 16/11/2011) 1.3 - Este Regulamento não se aplica aos hidrômetros destinados a medir água cuja temperatura for

superior a 40°C.

2. DEFINIÇÕES

2.1 - Hidrômetro: Instrumento destinado a medir e indicar continuamente, o volume de água que o

atravessa.

“2.1. Medidor de volume de água potável: instrumento destinado a medir continuamente, memorizar e

exibir o volume de água que escoa através do transdutor de medição, sob condições de medição,

doravante denominado ‘medidor’.” (NR) (Alterado pela Portaria INMETRO número 436 de

16/11/2011) “2.1.1. O medidor inclui, no mínimo, um transdutor de medição, um dispositivo calculador (inclusive

dispositivos de ajuste ou correção, se houver) e um dispositivo indicador. Os referidos dispositivos podem

estar acondicionados em diferentes invólucros.” (NR) (Incluído pela Portar ia INMETRO número 436

de 16/11/2011) 2.2 - Dispositivo medidor: Componente destinado a medir o volume de água que atravessa o hidrômetro.

2.3 - Dispositivo sensor: Componente do dispositivo medidor que transforma a ação da água que

atravessa o hidrômetro em movimento de rotação.

2.4 - Dispositivo de transmissão: Componente do dispositivo medidor que transfere o movimento do

dispositivo sensor ao dispositivo totalizador.

2.5 - Transmissão mecânica: Dispositivo de transmissão no qual os movimentos são transferidos

mecanicamente por um eixo que atravessa a placa que isola os dispositivos sensor e totalizador.

2.6 - Transmissão magnética: Dispositivo de transmissão no qual os movimentos são transferidos por dois

elementos magnéticos.

2.7 - Dispositivo totalizador: Componente do dispositivo medidor destinado a indicar e totalizar o volume

de água medido pelo hidrômetro.

2.8 - Vazão (Q): Quociente do volume de água escoado através do hidrômetro pelo tempo do escoamento

deste volume, expresso em metros cúbicos por hora (m³/h).

2.9 - Vazão máxima (Qmax): Maior vazão , expressa em m3/h, na qual o hidrômetro é exigido a funcionar

por um curto período de tempo, dentro dos seus erros máximos admissíveis, mantendo seu desempenho

metrológico quando posteriormente for empregado dentro de suas condições de uso.

2.10 - Vazão nominal (Qn): Maior vazão nas condições de utilização, expressa em m3/h, nas quais o

medidor é exigido para funcionar de maneira satisfatória dentro dos erros máximos admissíveis.

2.11 - Vazão de transição (Qt): Vazão, em escoamento uniforme, que define a separação dos campos de

medição inferior e superior.

2.12 - Vazão mínima (Qmin): Menor vazão, na qual o hidrômetro fornece indicações que não possuam

erros superiores aos erros máximos admissíveis.



• Espaço para redutoras de pressão

• Equilíbrio de pressões entre AF e AQ



• Recirculação entre zonas de pressão

• Recirculação interna na unidade com medição


• Sistemas Diretos• Geração de água quente próximo a temperatura de

consumo

• Rateio do sistema a gás, proporcional ao consumo de água quente

• Saúde das instalações

% %%% 9%

Análise%de%perdas%térmicas%em%tubulações%–%Engº%J.%Jorge%Chaguri%Junior% % 30/05/15%

%

%

%

Dessa%forma%temos%pelo%menos%4%elementos%para%ser%calculado:%

%

· Convecção%interna%do%fluído%

· Condução%da%tubulação%

· Condução%do%isolamento%térmico%

· Convecção%externa%do%isolante%

%

Para%a%convecção%interna%do%fluído%com%a%parede%interna%da%tubulação%utilizaRse%a%

seguinte%fórmula:%

%

! = ℎ! ∆! %

%

onde,%

%

% q%–%é%o%fluxo%de%calor%(kcal/h)%

% h%–%é%o%coeficiente%de%convecção%interna%(kcal/hm²ºC)%

% A%–%é%a%área%normal%ao%fluxo%de%calor%(m²)%

% ∆! %–%é%a%diferença%de%temperatura%(ºC)%

%

Figure!1!–!Esquema!de!fluxo!de!calor!das!tubulações!


• Sistemas Indiretos

Fonte imagem: Revista Téchne


• Sistemas Indiretos• Ausência de redutoras de água quente

• Ausência de medição de água quente

• Conjunto trocador de calor por unidade

• Dimensionamento da rede de água quente

• Temperatura de geração de água quente

• Dificuldade de higienização da rede secundária


• Sistemas Indiretos• Conjunto trocador de calor por unidade


▪ Histórico


▪ Tipologias



Próximos desafios

Acompanhamento das instalações

executadas

Qualificação das empresas

Gestão das instalações em funcionamento

Desenvolvimento de Pesquisas

Qualificação Materiais

"Manual de boas práticas"

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Projeto Uso

Instaladores

Projetistas

Comissionadores

Engº J. Jorge Chaguri Jr

[email protected]

Obrigado!

Questões

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