Água quente_2014.2

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Água quente 
Equipamentos, características, projeto e 
dimensionamento 
Introdução 
• As instalações de água quente são regidas pela ABNT 
NBR 7198:1993; 
• Devem ainda: 
– Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em 
quantidade suficiente e temperatura controlável, com 
segurança, pressões e velocidades compatíveis com a 
instalação; 
– Preservar a qualidade da água; 
– Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários; 
– Racionalizar o consumo de energia. 
• Requerem ainda tubulação específica; 
Temperaturas de uso 
Materiais utilizados nas tubulações 
 
• Cobre: 
– Caro e difícil de trabalhar pois precisa ser soldado; 
– Devem ser revestidos com isolante térmico protegido da 
umidade; 
• CPVC (Policloreto de vinila clorado) (Aguatherm da 
Tigre): 
– Dispensa isolante térmico dependendo da temperatura 
requerida e distância a ser percorrida; 
• PEX (Tubos flexíveis de polietileno reticulado): 
– Possibilita curvas sem adoção de conexões. 
• PPR (Polipropileno copolímero Randon): 
– Mais moderno em condução de água quente e fria; 
– Projeto para durar mais de 50 anos; 
– Baixa condutividade térmica; 
Considerações gerais 
• Para o dimensionamento adota-se os mesmos princípios de 
água fria; 
• Diâmetros superdimensionados ocasionam resfriamento de 
água, diminuindo a eficiência do sistema; 
• A velocidade não deve ser superior a 3,0 m/s (uma 
velocidade resulta em uma água mais quente); 
• Nicrome ou Nichrome: liga de níquel e cromo com alta 
resistência elétrica e habilidade de resistir a altas 
temperatura; 
• B & S (Brown and Sharpe): escala utilizada em instalações 
elétricas para definir bitolas de filamentos: 
– Exemplo: 19 = 0,9116 mm; 25 = 0,4547 mm 
 
 
Sistemas de aquecimento 
• Aquecimento individual (local): 
– Chuveiro, torneira elétrica, pequenos aquecedores 
elétricos ou a gás etc; 
• Aquecimento central privado: 
– Aquecedor a gás de acumulação; 
• Aquecimento central coletivo: 
– De energia solar, a gás etc. 
Estimativa de consumo de água 
quente 
Consumo de água quente em edifícios em função dos 
aparelhos em litros por hora a 60 °C (litros/h) 
Exemplo de cálculo de reservatório 
Capacidade estimada de reservatórios 
Aquecedores elétricos 
• De passagem: 
– Chuveiros; 
– Torneira elétrica; 
• De acumulação: 
– Boiler elétrico. 
 
• Vantagens: 
– Compactos e fáceis de instalar, dispensando maiores 
tubulações; 
• Desvantagens: 
– Custo do kW/h, pouca vazão. 
 
Aquecimento por acumulação elétrico 
Aquecedor individual 
Consumo de água quente nos edifícios, em função 
do número de pessoas 
Determinação da potência do aquecedor elétrico 
Esquema de instalação elétrica do 
boiler 
Aquecedores a gás – normativos 
básicos 
• ANBT NBR 13103 (Adequação de Ambientes 
Residenciais para Instalação de Aparelhos que 
Utilizam Gás Combustível); 
• ANBT NBR 5899 (Aquecedores de Água a Gás 
Tipo Instantâneo - Terminologia); 
• ANBT NBR 8130 (Aquecedores de Água a Gás 
Tipo Instantâneo - Especificação); 
• ANBT NBR 10504 (Aquecedores de Água a Gás 
Tipo Acumulação - Terminologia); 
 
Sugestão para localização do aquecedor instantâneo a gás 
Sugestão para localização do aquecedor a gás de acumulação 
Aquecedor a gás 
• O piloto P é acionado pela 
pressão da água, evitando seu 
acionamento sem uso; 
• Quando a água está em 
circulação existe uma diferença 
de pressão entre B e B’, 
empurrando M contra a mola 
M’, deixando o gás passar e 
queimando em Q; 
• 1 m³ de gás pode produzir em 
média 4000 kcal com um 
rendimento médio de 70 %. 
Aquecedor à gás 
Exemplo consumo de gás em um 
aquecedor 
Aquecimento solar 
• Vantagens: 
– Economia de energia; 
– Fácil manutenção; 
– Maior segurança (vs a gás e elétrico); 
– Ecologicamente correto. 
• Desvantagens: 
– Baixa eficiência em dias nublados; 
– Utilização de um sistema misto (caso necessário). 
Aquecimento solar - normativos 
• ABNT NBR 10185:1988 (Reservatórios térmicos para 
líquidos destinados a sistemas de energia solar - 
Determinação de desempenho térmico - Método de 
ensaio); 
• ABNT NBR 15747:2009 (Sistemas solares térmicos e seus 
componentes - Coletores solares Parte 1: Requisitos gerais 
e Parte 2: Métodos de ensaio); 
• ABNT NBR 15569:2008 (Sistema de aquecimento solar de 
água em circuito direto - Projeto e instalação). 
Detalhe esquemático da instalação de aquecedor solar 1 
Detalhe esquemático da instalação de aquecedor solar 2 
As placas 
Posição das placas 
• Devem estar posicionadas de forma que recebam a maior incidência solar 
durante o ano; 
• Preferencialmente para o norte (dependendo da região pode haver 
variações), com desvio máximo de 30° a nordeste ou noroeste. 
 
Sistema de aquecedor solar 
O boiler 
• É fabricado de cobre ou aço inox, com acabamento 
externo de alumínio; 
• A água quente mistura com a fria, ficando a quente na 
parte superior; 
• Pode possuir resistência elétrica ligada a um 
termostato para aquecer a água sempre que 
necessário; 
• Os de baixa pressão trabalham com até 5 m.c.a; 
• Os de alta pressão trabalham com até 20 m.c.a; 
• Podem ficar abaixo do reservatório de água fria ou a 
mesmo nível, dependendo do telhado. 
 Previsão da quantidade de placas 
coletoras necessárias 
• Em geral adota-se de 50 a 65 litros de água a 
ser aquecida por m² de placa coletora; 
• Exemplo: 
– Capacidade do boiler: 
• 45 litros x 4 pessoas = 180 litros; 
• Uma banheira de 200 litros; 
• Total = 380 litros; 
– Área coletora: 
• 380 litros / 50 litros = 7,6 m² de área de placas 
coletoras. 
Cálculo real 
Exemplo de isométrico de banheiro 
Exemplo de isométrico de cozinha 
Comparação do custo de funcionamento de um 
sistema de aquecimento 
Gás liquefeito petróleo 
Comparação do custo de 
funcionamento de um sistema de 
aquecimento 
• Energia elétrica pela Cemig (27/03/2012): 
– R$ 0,38978/kWh; 
• Gás encanado Agência Nacional de Petróleo (ANP), período de 
01/09/2011 a 15/09/2011. : 
– R$ 1,571/m³; 
• GLP pelo governo do estado do RJ (02/01/2012): 
– R$ 3,7456/kg; 
 
• Eletricidade = 23,25 kW x R$ 0,38978/kWh = R$ 9,06; 
• Gás encanado = 4,76 m³ x R$ 1,571/m³ = R$ 7,48; 
• GLP = 1,82 kg x R$ 3,7456/kg = R$ 6,82. 
 
 
Sistema conjugado 
a gás 
Casos verídicos por falta de manutenção em 
reservatórios/aparelhos de água quente 
• Um boiler oxidou-se e rompeu-se, liberando toda água 
quente em cima da cama de uma empregada, que toda 
se queimou. 
– Não colocar o boiler em localizações inadequadas! 
• Ao término de um jogo de futebol o goleiro de um time 
teve ser corpo parcialmente queimado com água acima 
de 70 °C pois havia defeito no termostato; 
• Um aquecedor a gás dentro de um banheiro, perto de 
toalhas e adornos pegou fogo enquanto um homem 
estava tomando seu banho, ocasionando um início de 
incêndio. 
 
Referências 
• Botelho, M. H. C.; Ribeiro Jr., G. A. Instalações Hidráulicas 
Prediais: Usando Tubos de PVC e PPR. 2ª edição. Editora 
edgard Blucher. São Paulo, 2006.. 
 
• Carvalho Jr., R. Instalações Hidráulicas e o projeto de 
arquitetura. 4ª edição. Editora Blucher. São Paulo, 2009; 
 
• Creder, H. Instalações Hidráulicas e Sanitárias. 6ª edição. 
Editora LTC. Rio de Janeiro, 2011.