Dimensionamento agua quente

1. 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.

2. 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

3. Água Quente: Cuidados na Instalação
ISOLAMENTO TÉRMICO
A tubulação de água quente deve ser totalmente solada contra
perda de calor.
Espessura do isolamento - mmDiâmetro do tubo - mm
2015 a 32
3015 a 32
4075 a 100
50Paredes planas

4. 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.

5. 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.

6. 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 pessoaResidência
36 por pessoaCasa popular ou rural
60 por pessoaApartamento

7. 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.

8. Água Quente:Consumo Diário
TABELAS ÚTEIS NA AVALIAÇÃO DE PICOS E NA ESCOLHA DO AQUECEDOR ADEQUADO.
Capacid.Capacid.DuraçãConsumoConsumoTipo de Edifício
Aquecim.reservato donas horas dediário 60° C
em funçãoem funçãopico - hpico - l/hLitros
do CD.do CD.pessoa dia
171541760Residências
Apartamentos
Hotéis
16152152,5Edifícios de
escritórios
18251136,3Fábricas
110110Restaurantes
3a classe 1,9
2a classe 3,2
1a classe
5,6

9. Água Quente:Dimensionam. Boilers
PARA AQUECEDORES ELÉTRICOS DE ACUMULAÇÃO
(BOILERS) A NORMA RECOMENDA OS VALORES DA
TABELA ABAIXO:
PotênciaCapacidade doConsumo Diário 70°C
Reservatório - l [kW]
0,755060
0,757595
1,0100130

10. 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:

11. Água Quente:Abaco Caldeiras a óleo

12. 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

13. 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.

14. 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

15. 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

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

17. Água Quente: Sistemas de distribuição
DISTRIBUIÇÃO ASCENDENTE: com, ou sem retorno;
com, ou sem bombeamento.

18. 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.

19. 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

20. 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:

21. 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.

22. 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.

23. 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

24. 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 :

25. 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
RI 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?

26. 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.

27. Água Quente: Mapa Irradiação

28. Água Quente: Mapa Irradiação