análise dos sistemas de aquecimento de Água domiciliar disponíveis no brasil versao final

7/24/2019 Anlise Dos Sistemas de Aquecimento de gua Domiciliar Disponveis No Brasil Versao Final

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ANLISE DOS SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE GUA DOMICILIAR

DISPONVEIS NO BRASIL

Pedro Pescador de Mello*

RESUMO

Com o constante aumento no custo da energia no Brasil, se faz necessrio uma

anlise do consumo das residncias brasileiras. O chuveiro eltrico se destaca no

consumo de energia eltrica, se comparado com outros eletrodomsticos. J o

sistema de aquecimento a gs, tambm apresenta um alto consumo energtico dentrode uma residncia. Ou seja, a deciso sobre o sistema de aquecimento de gua,

impacta diretamente no consumo de energia. Fazendo ento que o entendimento do

tema seja fundamental, para um planejamento de eficincia energtica, sendo uma

das mais importantes motivaes para o presente trabalho.

Palavras-chave: Modelos de aquecedores. Tecnologias em aquecimento de gua.Sistema de aquecimento de gua.

1 INTRODUO

No Brasil a energia hidroeltrica o recurso predominante na gerao de

energia eltrica. A partir de 1970, como forma de reduzir o consumo de petrleo e

seus derivados, o governo brasileiro incentivou a utilizao da energia eltrica paraaquecimento de gua em residncias. E justamente por ser o pas onde a tecnologia

do chuveiro eltrico foi desenvolvida e amplamente utilizada, que se faz necessria

uma anlise dos atuais sistemas de aquecimento de gua disponveis.

Segundo JJJJJJJ o consumo de energia eltrica residencial, passa dos 22%

da energia total gerada no Brasil, e desses, uma grande parcela utilizada para o

aquecimento de gua. Se tornando um tema ainda mais necessrio de estudo, aps

os constantes aumentos no custo da energia em todas as suas formas.


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O objetivo deste trabalho caracterizar e comparar os sistemas de

aquecimento de gua disponveis no Brasil, levando em conta os aspectos de

eficincia do equipamento ao logo de diferentes etapas do seu processo.

A principal expectativa do trabalho atual disponibilizar um material mais

completo e consistente sobre as tecnologias de aquecimento de gua domiciliar

encontradas no mercado nacional.

2 PESQUISA DAS TECNOLOGIAS DIPONVEIS

2.1 Panorama do consumo de energtica residencial

Atualmente a energia residencial representa 12% da energia final consumida

no Brasil, composta por uma gama de fontes. Na Figura 1 podemos acompanhar a

evoluo do consumo de energia ao longo dos anos, separado por fonte de energia.

Figura 1- Evoluo do consumo energtico residencial por fonte no Estado de So Paulo

Fonte: BEESP de 2012

Em funo das condies climticas tropicais do Brasil, a quantidade de

energia utilizada para aquecimento relativamente baixa se comparada com pases

de climas frios. Justamente em funo deste pequeno gradiente de temperatura


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necessrio no aquecimento de gua, o Brasil no necessita um sistema complexo e

robusto, podendo utilizar equipamentos como o chuveiro eltrico.

Em funo da simplicidade de instalao, o chuveiro eltrico amplamente

utilizado no Brasil, impactando diretamente no consumo de energia eltrica no Brasil,

uma vez que ele um grande consumidor de energia, sendo na maioria das vezes o

equipamento que mais consome energia nas residncias.

2.2 Mercado nacional de aquecedores

Atravs da Tabela 1, apresentado o PIA- Levantamento da Pesquisa

Industrial Anual. Neste estudo possvel acompanhar a quantidade de cada tipo deaquecedor solar produzido no Brasil. Atravs destes nmeros, podemos observar a

supremacia no uso de aquecedores eltricos comparado aos a gs.

Tabela 1-Produo de aquecedores

Fonte: Pesquisa anual de produo PIA (2007); Importao de produtos Ministrio do

desenvolvimento da Indstria e do comercio exterior, (2007)

2.3 Embasamento terico das tecnologias disponveis

2.3.1 Aquecedores eltricos de gua

Os aquecedores eltricos so aparelhos individuais relativamente simples. Omecanismo destes equipamentos se resume em converter a energia eltrica em


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energia trmica e transferir essa energia para a gua. GOMAZAKO cita, que este

sistema tem alta capacidade em transformar energia eltrica em calor, uma vez que

trabalham com uma eficincia de 95% nesta converso energtica.

O aparelho de aquecimento de gua eltrico mais difundido o chuveiro

eltrico, porm outros aparelhos tambm pertencem a mesma categoria, como o

caso dos aquecedores instantneos de passagem e aquecedores de acumulao.

Todos esses aparelhos citados so selados, realizando a converso de energia

internamente, sem contato com o meio externo, no emitindo gases txicos para o

ambiente.

A grande vantagem deste tipo de equipamento, a fcil instalao, podendoser instalado diretamente no ponto de utilizao ou em outro ponto sem restries a

ambientes confinados.

2.3.1.1 Chuveiro eltrico

O chuveiro eltrico composto, basicamente, por uma resistncia imersa em

um recipiente, onde passa gua. Com a passagem da gua, uma presso gerada

em cima do diafragma, acionando os contatos eltricos, permitindo passagem de

corrente eltrica pela resistncia. Atravs do efeito Joule, a resistncia aquecida, e

transfere este calor para gua. Apesar do consumo de energia ser alto, o rendimento

do aparelho muito alto. Segundo MATAJS a eficincia do aparelho fica entre 90%-

93%.

Segundo a norma ABNT PB 1545, os chuveiros eltricos, so separados em

categorias atreladas a potncia dos equipamentos, as quais podem variar entre os

valores de 2,2 kW e 11 kW. Alm disso, outras exigncias devem ser atendidas, tais

como, vazo de no mnimo de 0,05 l/s e fornecer a gua em uma temperatura

mnima de 38C.

MATAJS justifica a grande difuso do equipamento, devido a sua facilidade

na instalao e baixo custo de aquisio e operao, mesmo que o sistema oferea,

apenas, condies mnimas de conforto para o banho.

Apesar de possuir uma simples instalao, algumas regras da norma NBR-5410 devem ser seguidas. Como o caso da exigncia da presena de um fio terra


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que apresentar uma impedncia mxima de 1 ohm, a qual deve ser obtida atravs

de hastes enterradas no solo ou nas ferragens da construo.

Figura 2 - Esquema cuveiro eltrico

Fonte:http://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula 11/aula11.htm

2.3.2 Sistemas a Gs

O sistema de aquecimento de gua a gs, ocorre a partir da combusto do gs

com o ar atmosfrico, este tem o incio atravs de uma centelha no queimador. O calor

ento transferido para gua atravs de um trocador de calor.

Neste tipo de sistema podemos ter dois tipos de gs combustvel, sendo eles o

Gs Liquefeito de Petrleo GLP ou o Gs natural GL. Podendo ento ser dividido em

dois modelos, aquecedores individuais de passagem e de acumulao como o

sistema eltrico.Um ponto importante a ser ressaltado, que como estes sistemas so

alimentados por gases, existem inmeras restries impostas pelo fabricante,

principalmente em relao ao local da instalao.

2.3.2.1 Aquecedores instantneos de Passagem

So equipamentos muito mais robustos se comparados com os sistemas

eltricos. Estes tm como objetivo fazerem a transferncia de calor atravs de uma
http://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula%2011/aula11.htmhttp://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula%2011/aula11.htmhttp://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula%2011/aula11.htmhttp://www.suzuki.arq.br/unidadeweb/aula%2011/aula11.htm


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chama de gs dentro de uma cmara metlica, a qual envolvida por uma serpentina,

geralmente de cobre, onde a gua circula, como podemos ver na FIGURA 4. Segundo

GOMAZAKO o rendimento mdio deste equipamento de 80%.

Figura 3 - Esquema sistema de passagem a gs

Fonte: http://www.vivavidapiscinas.com.br/galeriadefotos/gas/gas_clip_image002.jpg

As instalaes desses equipamentos devem seguir a atual legislao, onde

consta que os mesmos devem ser instalados em ambientes com ventilao constante

evitando o contato com os gases de exausto,

GOMAZAKO cita que "A ventilao permanente se faz necessria para que

haja renovao constante de oxignio contido no do ambiente, pois parte do oxignio

contido no ar e utilizado na queima do combustvel, evitando a asfixia e at a morte

do usurio ".

2.3.2.2 Aquecedor de acumulao

Estes equipamentos tm forma cilndrica, sendo compostos de um tanque

metlico revestido por um isolante trmico, e um duto interno com aletas que servem


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para dissipar o calor gerado pela queima do gs. Da mesma maneira que o aquecedor

de passagem, este gera gases de exausto para o ambiente, os quais so canalizados

para o meio exterior. O esquema deste sistema, pode ser observado na Figura 5.

O funcionamento deste sistema depende da temperatura definida pelo usurio.

Quando o sistema atinge a temperatura determinada, o fornecimento de gs

interrompido, e quando a temperatura comea a abaixar pelas perdas para o

ambiente, ou pelo uso da gua, o fornecimento de gs retomado.

Devido ao processo de combusto, esse sistema, tambm, deve ser instalado

em um lugar arejado, alm disso, devem atender alguns requisitos de segurana.

Segundo Gomazako, os dispositivos de segurana normalmente encontrados nessesaparelhos so:

De bloqueio, que impedem a passagem de gs, caso apague a chama piloto;

De alivio, que no permitem que a presso no aquecedor atinja valores maiores do

que aqueles preestabelecidos.

Termostato que controla a temperatura da gua no reservatrio, que desliga a

chama principal sempre que atinge o valor pr-determinado.

Dutos de exausto, para expulso dos gases de combusto para o meio extermo.

Terminais de sada de gases de exausto.


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Figura 4 - Esquema de sistema de acumulao a gs

Fonte: http://eec-ufg.tripod.com/IHSP/AQ.pdf

3 COMPARAO DO SISTEMAS DE AQUECIMENTO

A anlise considera parmetros importantes na hora da escolha de um dossistemas de aquecimento. Sero comparados a complexidade na infraestrutura do

sistema, a vida til dos equipamentos, a eficincia na converso de energia dos

aquecedores e a eficincia no transporte da gua quente.

3.1 Vida til dos equipamentos

O tempo de vida til mdia dos equipamentos apresentada na Tabela 2,

porm estes nmeros so relativos, uma vez que dependem das condies de uso e

manuteno.


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Tabela 2- Vida til dos equipamentos

Fonte: TOBORIANSKI 2002

Segundo o informativo tcnico da associao brasileira de indstria eltrica e

eletrnica, o chuveiro eltrico possui uma autonomia para cerca de 3300 operaes,

o que representam o uso por 2 anos por uma famlia.

3.2 Eficincia na converso () dos aquecedores

No Brasil o Programa Brasileiro de etiquetagem (PBE) define as faixas de

eficincia na converso de calor () dos aquecedores. RAIMO ressaltar que os

aquecedores de acumulao privados eltricos e os acumuladores coletivos a gs no

esto sendo avaliados pelo PBE, e a eficincia desses equipamentos foram obtidos

em laboratrio. A Tabela 3 apresenta esses resultados.


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Tabela 3 - Eficincia dos aquecedores

3.3 Eficincia no transporte ()

Cada sistema de aquecimento tem suas caractersticas do local que devem ser

instalados. No caso do chuveiro eltrico, ele instalado, diretamente no local de uso,

ento, a sua perda por transporte zero. Porm sistemas a gs normalmente so

instalados em um local especfico, e fazem a distribuio de gua quente para toda a

residncia.

As perdas trmicas no transporte da gua dependem do dimetro, material e

comprimento da tubulao, espessura do redutor trmico1 e do gradiente de

temperatura () a qual est exposta. Para fins de comparao a temperatura

ambiente ser estipulada em 20.

As tubulaes relevantes ao estudo das perdas de calor, foram definidas como

material de cobre, e dimetros de 22, 35 e 42 mm.

A tabela 4 apresenta os resultados das perdas de calor nas tubulaes em cada

um dos sistemas descritos, considerando dimetro, diferena de temperatura e

existncia ou no de redutor de calor.


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Tabela 4 - Perda de calor nas tubulaes

importante ressaltar as diferenas das perdas trmicas nos sistemas com e

sem o redutor. Este tem um custo muito baixo, se comparado com a reduo no

consumo de gs que ele acarreta.

4 CONCLUSO

Quando comparamos somente as caractersticas dos equipamentos, sem levar

em conta a parte econmica, o chuveiro eltrico se torna a soluo mais interessante

por vrios fatores.

A converso da energia eltrica em energia trmica, fica na faixa de 95%,

contra os 70-72% dos sistemas a gs. Isso se mostra um timo resultado, porm,

devemos ressaltar, que esse resultado bom somente quando consideramos que a

energia eltrica, a qual fornecida ao chuveiro, proveniente de alguma fonte

renovvel, como o caso das hidroeltricas no Brasil. Caso ela seja proveniente de

uma termoeltrica, ou seja, a energia utilizada proveniente da converso de energia

trmica em energia eltrica, essa eficincia, no se apresenta mais um bom resultado,

uma vez que envolvem muito mais converses de energia, acarretando em um gasto

energtico final muito maior.

Um outro ponto que o chuveiro a gs se destaca, a sua eficincia no

transporte da gua quente, uma vez que ele gerado, exatamente no local do seuuso, ou seja, no gera perdas. Muitas vezes os sistemas a gs, ficam localizados em


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um cmodo, e precisam fornecer gua para a casa toda, desperdiando muita energia

trmica.

Uma possvel maneira de aumentar a eficincia do aquecimento de gua, seria

utilizar os aquecedores solares em conjunto com os sistemas aqui apresentado.

Dessa maneira, a energia proveniente do sol, seria responsvel pelo pr ou completo

aquecimento da gua para a residncia, ainda mais em um pas com condies

climticas favorveis, como o Brasil.

Por fim importante ressaltar a quantidade de energia que utilizada no

aquecimento de gua, sendo, na maioria dos casos, os equipamentos que mais

consomem energia dentro de uma residncia, sendo ento uma rea de estudo

fundamental, ainda mais para um pas que passa por problemas de fornecimento deenergia.

ANALISYS OF THE AVAIBLES WATER HEATING SYSTEMS IN BRAZIL

ABSTRACT

With the constant increase of the energy cost in Brazil, it become necessary theanalysis of the Brazilians house consumption. The electric shower is a highlight in

electric energy consumption, when we compare to other electrical appliances.

Otherwise the gas heating system, also consume a lot of energy in one house. Thats

mean, the decision of the water heating system, impact directly in the energy

consumption. It makes that the understanding of the topic it is fundamental for the

energy efficiency planning, and it also is one of the most important point for this thesis.

Keywords: Heating types. Technology of water heating systems. Water heating

systems


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REFERNCIAS

ASSOCIAO BRASILEIRA DA INDSTRIA ELTRICA E ELETRNICA(ABINEE) Informativo tcnico. Disponvel em

.Acesso

em: 18 out. 2015.

ASSOCIA O BRASILEIRA DE AQUECEDORES A GS. Eficincia energtica

do seu aquecedor homologado. So Paulo : ABAGAS, 2006.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 12483: Chuveiros eltricos.

Rio de Janeiro: 1992.

INSTITO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSTICA (IBGE) . Pesquisa

anual. Produo e vendas dos produtos e ou servios segundo classes de

atividade e descrio de produtos.Braslia. 2007. Disponvel em:

.Acesso em: 18 out. 2015.

GOMAZAKO, Marcone Susumu. Estudo Comparativo Tecnico-Economico

entre Gas Combustivel e Energia Eletrica para Aquecimento de Agua

Residencial.2002. 175 f. Dissertao (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil,

Unicamp, Campinas, 2002.

MAITAN, Andre Raj. APLICAO DO MODELO DISCRETO-CONTNUO PARA O CASODA ESCOLHA DO SISTEMA DE AQUECIMENTO DE GUA DOMICILIAR E O EFEITO

SOBRE O CONSUMO DE ENERGIA ELTRICA. 2011. 68 f. Tese (Doutorado) - Curso de

Mestrado Profissional em Finanas e Economia, Fundao Getlio Vargas, So Paulo,

2011.

MATAJS, Roberto Ramos. Demanda, consumo e custo das alternativas ao

chuveiro eltrico. 1997. 189p. Dessertao (Mestrado em Energia) So Paulo,

Instituto de Energia e Eletricidade IEE, Universidade de So Paulo. So Paulo.
http://www.abinee.org.br/programas/prog03.html%20Acesso%20em%20out%202015http://www.abinee.org.br/programas/prog03.html%20Acesso%20em%20out%202015http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/economia/industria/pia/empresas/hist.shtmhttp://www.ibge.gov.br/home/estatistica/economia/industria/pia/empresas/hist.shtmhttp://www.ibge.gov.br/home/estatistica/economia/industria/pia/empresas/hist.shtmhttp://www.ibge.gov.br/home/estatistica/economia/industria/pia/empresas/hist.shtmhttp://www.abinee.org.br/programas/prog03.html%20Acesso%20em%20out%202015


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AGRADECIMENTOS

O autor agradece ao Prof. Reginaldo Geremias pela reviso e auxilio na realizao do

trabalho.

Data de entrega dos originais redao do peridico:19 de outubro de 2015

SUZUKI. SISTEMA PREDIAIS DE GUA QUENTE. 2011. Disponvel em:

. Acesso em: 18 out. 2015.

TOBORIANSKI,V.M.; Avaliao da contribuio das tipologias de aquecimentode gua residencial para a variao do estoque de gases de efeito estufa na

atmosfera. Dissertao de mestrado. Escola Politcnica de So Paulo.

Universidade de So Paulo, 2002.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS (Gois). Os subsistemas do

edifcio. 2015. Disponvel em: . Acesso

em: 18 out. 2015.

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