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ECV 5644 Instalações Prediais

Água Quente: Objetivos de Projeto

FINALIDADE DO USO E TEMPERATURA ADEQUADAHospitais e laboratórios : 100°C ou maisLavanderias : 75° a 85°CCozinhas : 60° a 70°CUso pessoal e banhos : 35° a 50°C

MODALIDADES DE FORNECIMENTO DE ÁGUA QUENTEINDIVIDUAL: 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: MateriaisMATERIAIS 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.

50Paredes planas

4075 a 100

3015 a 32

2015 a 32

Espessura do isolamento - mmDiâmetro do tubo - mm




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.




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:

60 por pessoaApartamento

36 por pessoaCasa popular ou rural

45 por pessoaResidência

Consumo (litros/dia)Tipo de Ocupação



Água Quente:Consumo DiárioOBSERVAÇÕES:- 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.

1\101\101,93,25,6

Restaurantes3a classe2a classe1a classe

1\82\511\36,3Fábricas

1\61\521\52,5Edifícios de escritórios

1\71\541\760Residências Apartamentos Hotéis

Capacid. Aquecim. em função do CD.

Capacid. reservat em função do CD.

Duração do pico - h

Consumo nas horas de pico - l/h

Consumo diário 60° CLitros \pessoa \ dia

Tipo de Edifício



Água Quente:Dimensionam. Boilers

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

1,01001300,757595

0,755060

Potência[kW]

Capacidade do Reservatório - l

Consumo Diário 70°C



Água Quente:Dimensionam. Caldeira

PARA AQUECIMENTO COM CALDEIRA A ÓLEO OU GÁS PROCEDE-SE DA SEGUINTE FORMA:a) calcula-se o Consumo Diário - CDb) Considerando que t2 -t1 = 50°C, onde:

t2 = temperatura no reservatóriot1 = temperatura natural

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

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

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

1° Combustão de: sólidos ( madeira, carvão ...); líquidos ( óleo, querosene, álcool...) e gases ( gás de rua, GLP . ..)

2° Eletricidade

3° Energia Solar

FONTES DE ENERGIA

AQUECIMENTO DIRETOO calor é transferido diretamente da fonte de calor para a água que seráaquecida

FORMAS DE AQUECIMENTO



Formas de Aquecimento

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



Água Quente: Sistemas de distribuiçãoDISTRIBUIÇÃO 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 SOLARAnualmente 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 TERRESTREEvidentemente 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 SolarENERGIA 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 SolarDESVANTAGENS:- 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 solUm 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

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

CONSTRUÇÃO:

ORIENTAÇÃO: deve ser orientado para o norte verdadeiro.



Água Quente: ColetoresLIGAÇÃO 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: CálculoÁREA: A área necessária de coletores é calculada pela fórmula:

RIQ

S ×=

S = área dos coletores - m2

Q = calor necessário - Kcal/dia

I = intensidade de radiação solar - KWh/m2x dia ou 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: CálculoSOLUÇÃO:

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 àintermitência da insolação.



Água Quente: Mapa Irradiação

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