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INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS PREDIAIS AULA 8 – ÁGUA QUENTE - Norma NBR 7198 Professora: Msc. Monalisa Coelho Martins A água quente é cada vez mais um conforto exigido pelo consumidor de imóveis, por isso a praticidade do sistema adotado para esse fim e o custo operacional são itens importantes na hora da escolha do sistema. NORMA – 7198/1993 - Projeto e execução de instalações prediais de águaquente. ÁGUA QUENTE ÁGUA QUENTE As instalações de água quente devem ser projetadas e executadas de modo a: Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em quantidade suficiente e temperatura controlável, com segurança, aos usuários, com as pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários e das tubulações; Preservar a potabilidade da água; Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários; Racionalizar o consumo de energia. DO PROJETO O projeto deve conter todas as informações necessárias à sua perfeita compreensão e materialização. DA EXECUÇÃO A execução de qualquer uma das partes constituintes das instalações deve ser feita observando-se, além das condições específicas, as prescrições do projeto e as normas brasileiras relativas aos materiais componentes utilizados. FINALIDADE DE USO E TEMPERATURA DA ÁGUA A temperatura mínima com que a água quente deverá ser fornecida depende do uso a que se destina. Recomendados na bibliografia: E O QUE A NBR 7198 FALA SOBRE ATEMPERATURA? Para uso humano temp. máxima 70ºC 40ºC recomenda-se a instalação de misturadores MODALIDADES DE FORNECIMENTO Como não há fornecimento público ou natural de água quente, ela deverá ser produzida dentro da edificação. Assim, tem-se três modalidades de produção de água quente.: SISTEMA INDIVIDUAL; SISTEMA CENTRAL PRIVADO; SISTEMA CENTRAL COLETIVO. SISTEMA INDIVIDUAL: • Nesta modalidade se produz água quente para um único aparelho ou, no máximo, para aparelhos do mesmo ambiente. • Neste caso não há reservação. • Exemplo são os aquecedores individuais a gás instalado para a cozinha ou banheiro, onde uma chama piloto é acionada pelo fluxo de água. MODALIDADES DE FORNECIMENTO MODALIDADES DE FORNECIMENTO SISTEMA INDIVIDUAL: SISTEMA CENTRAL PRIVADO: • Neste sistema se produz água quente para todos os aparelhos de uma unidade residencial. • O sistema central privado utiliza basicamente os seguintes tipos de fontes de energia: eletricidade, óleo combustível, gás combustível, energia solar... MODALIDADES DE FORNECIMENTO Os aparelhos de aquecimento para este sistema podem ser: Instantâneos (ou de passagem), onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pelo aparelho (sem reservação) De acumulação, onde a água é reservada e aquecida para posterior uso. Para este sistema de aquecimento, deve haver uma prumada de água fria exclusiva, com dispositivo que evite o retorno da água do interior do aquecedor em direção à coluna de água. DENTRO DA RESIDÊNCIA MODALIDADES DE FORNECIMENTO MODALIDADES DE FORNECIMENTO SISTEMA CENTRAL COLETIVO: Neste sistema, se produz água quente para todos os aparelhos ou unidades da edificação. O abastecimento de água neste caso também é feito através de uma prumada exclusiva. MODALIDADES DE FORNECIMENTOMODALIDADES DE FORNECIMENTO É recomendado quando não há rateio na conta, como em hotéis, hospitais, clubes, indústrias, etc. Ou quando se dispõe de pouco espaço físico no interior do apartamento, ou em situações onde não se deseja a instalação de aparelhos no apartamento. Neste sistema a água é oferecida em maiores vazões. MODALIDADES DE FORNECIMENTO FONTES DE ENERGIA Para o aquecimento da água na edificação dispõe-se basicamente de três fontes: a) Combustão de sólidos (madeira, carvão, etc), líquidos (óleo, querosene, álcool, etc) ou gases (gás natural, glp, etc); b) Eletricidade; c) Energia solar. Na prática, estas fontes podem ser associadas. AQUECEDORES AQUECEDORES Os aquecedores devem ser alimentados pelo reservatório superior de água fria ou por dispositivo de pressurização. O projetista deve especificar o tipo de aquecedor previsto nas instalações, se instantâneo ou de acumulação, com o respectivo volume, as temperaturas máxima e mínima de operação, a fonte de calor e respectiva potência. CATÁLOGO! TIPOS DE AQUECEDORES: • ELÉTRICOS: De aquecimento instantâneo da água em sua passagem pelo aparelho; De acumulação, chamados ‘boilers elétricos’. • GÁS: De passagem; De acumulação. AQUECEDORES Chuveiros elétricos e aquecedores automáticos e instantâneos. Quando se abre o registro, a pressão da água atua sobre o dispositivo que liga a resistência, e o jato jorra quente. Suas vantagens são o baixo custo e facilidade de instalação, visto que dispensam a tubulação de água quente. AQUECEDORES ELÉTRICOS ELÉTRICOS Aquecedores elétricos de acumulação. Reservatórios que acumulam água quente possuem um termostato que mantém a água na temperatura correta; O seu posicionamento deve ser sempre o mais próximo possível dos pontos de consumo, para evitar que haja perda de calor da água no caminho. AQUECEDORES ELÉTRICOS No coração do sistema do boiler estão as resistências que suportam o seu funcionamento, que permitem que ele mantenha o aquecimento da água e realize todo o trabalho de distribuição de água sem perdas. VANTAGENS: Segurança: não utiliza gás ou fogo para o aquecimento da água e, não é poluente; Praticidade:o fornecimentoda energia elétrica é automáticoe constante; Conforto: o volume e a temperatura da água são controlados e com total precisão; Garantia de qualidade:estes aparelhosjá são etiquetadospelo INMETRO; AQUECEDORES ELÉTRICOS DESVANTAGENS: Espaço necessário; Consome energia elétrica; Pode perder calor no caminho para o ponto de utilização. AQUECEDORES ELÉTRICOS Aquecedores de passagem São pequenos e aquecem imediatamente a água que passa por sua alimentação, passando através de uma serpentina de cobre, e aquecendo devido ao calor desenvolvido com a combustão de gás que sai de um tubo queimador. Ele não exige reservatório por acumulação porque a água é consumida de imediato. É prático e de fácil manutenção. AQUECEDORES A GÁS AQUECEDORES A GÁS DESVANTAGENS: Ao abrir o registro, primeiro vai sair a água fria que ficou parada cano, entre o aquecedor e a torneira ou chuveiro. Também tendem a atender um número restrito de pontos de água quente (verificar tamanhos no fabricante, devido ao consumo de água). Precisam de acesso a uma área externa para sua chaminé, devem ser instalados em locais arejados devido ao gás. AQUECEDORES A GÁS Aquecedores de acumulação Lembram boilers elétricos; Acumulam água quente em seu interior e a água quente e chega mais rapidamente até o ponto de uso; Temperatura controlada por meio de um termostato que a mantém dentro dos limites estabelecidos, enquanto que a perda do calor é controlada pelo revestimento térmico existente no cilindro. AQUECEDORES A GÁS Aquecedores de acumulação Lembram boilers elétricos; Acumulam água quente em seu interior e a água quente e chega mais rapidamente até o ponto de uso; Temperatura controlada por meio de um termostato que a mantém dentro dos limites estabelecidos, enquanto que a perda do calor é controlada pelo revestimento térmico existente no cilindro. AQUECEDORES A GÁS Se o consumo de água quente for maior que a capacidade do tanque, a água seráescoada fria necessitando de um período de reaquecimento. Existe ainda a possibilidade de união dos sistemas de passagem e acumulação. Chamada de central térmica. Essa central garante que sempre haja água quente disponível. Se a água não está na temperatura certa no boiler, ou se a demanda é muito grande, ela esquenta a partir do aquecedor de passagem. AQUECIMENTO SOLAR A energia solar surge como uma alternativa energética de grande potencial a ser avaliada. É uma fonte de energia que provém do sol, podendo ser utilizada para gerar calor ou eletricidade sem causar danos ao meio ambiente. Um sistema de aquecimento solar é composto por um conjunto de coletores solares, normalmente colocados sobre o telhado, um reservatório térmico, um sistema de circulação de água e um sistema auxiliar de aquecimento elétrico. A radiação solar é recebida pelo coletor solar, onde, sob forma de calor, é conduzida para a água no interior do coletor. A água aquecida é então transportada para o reservatório térmico para ser utilizada. AQUECIMENTO SOLAR CAIXA D’ÁGUA RESERVATÓRIO TÉRMICO PLACAS SOLARES AQUECIMENTO SOLAR AQUECIMENTO SOLAR AQUECIMENTO SOLAR ECONOMIA AQUECIMENTO SOLAR? Se for instalado um equipamento bem dimensionado, é possível economizar cerca de 70% da energia gasta com aquecimento elétrico. Além da economia de energia elétrica, há um considerável aumento no conforto, pois o aquecimento solar permite maior vazão nos chuveiros e maior disponibilidade de água quente. O coletor solar dura, em condições normais de uso, de15 a 20 anos. Como fica a produção de água quente quando não temsol? Mas não é necessário um dia de céu aberto para que ele funcione. Em períodos encobertos prolongados, caso a temperatura da água do reservatório térmico caia muito, a resistência do sistema de aquecimento elétrico auxiliar será acionada de forma a fornecer energia suficiente para aquecer a água armazenada. AQUECIMENTO SOLAR DIMENSIONAMENTO Tubulação O procedimento do dimensionamento para água quente é o mesmo para água fria; Como já foi realizado para uma água fria e o nosso projeto é uma residência não é necessário realizar novamente os cálculos. Porém, em outros casos é necessário verificar as pressões conforme os cálculos da água fria!!! DIMENSIONAMENTO Tubulação PERDA DE CARGA: O mesmo utilizado para cálculo de água fria. PRESSÃO: A pressão estática máxima nos pontos de utilização não deve ser superior a 400 kPa. As pressões dinâmicas nas tubulações não devem ser inferiores a 5 kPa. Chuveiros 1,00 mca = 10 kPa. DIMENSIONAMENTO Tubulação Se aquecedor de passagem: a pressão que deve chegar ao equipamento deverá ser a mínima para funcionamento do aquecedor, dessa forma a pressão ali disponibilizada chegará aos pontos de utilização, se não deverá ser utilizado um pressurizador. Cada modelo exige uma pressão mínima ideal, porém pode- se afirmar que a pressão mínima para funcionamento de um aquecedor é de 5 mca, todavia para maior conforto e possível uso simultâneo em mais de um ponto de consumo, sugere-se 10 mca. DIMENSIONAMENTO Tubulação TEMPERATURA A Norma 7198 se aplica às instalações prediais de água quente para uso humano, cuja temperatura seja, no máximo, de 70°C. Ressalvo os casos para outros serviços, indicados na literatura. A instalação de misturadores é obrigatória se houver possibilidade de a água fornecida ao ponto de utilização para uso humano ultrapassar 40°C. DIMENSIONAMENTO Tubulação VELOCIDADE DA ÁGUA A velocidade da água nas tubulações não deve ser superior a 3 m/s. Para o dimensionamento dos barriletes e colunas utiliza-se o método dos pesos, como na água fria. DIMENSIONAMENTO Tubulação DIMENSIONAMENTO DETERMINAÇÃO DO CONSUMO DIÁRIO DE ÁGUA: Onde: CD é o consumo diário de água quente (l/dia); C é o consumo diário “per capita” (l/dia) - (tabela a seguir); P é a população (prédio ou apartamento). CD = C .P Volume do reservatório (Boiler) TABELA ESTIMATIVA DE CONSUMO DIÁRIO DE ÁGUA QUENTE: DIMENSIONAMENTO Volume do reservatório (Boiler) DIMENSIONAMENTO 1. Calcular o consumo diário de água quente de uma casa popular que possui 4 quartos localizada em Santa Maria – RS. Determinar o volume do reservatório (boiler) e verificar as dimensões física do mesmo. Considera-se 2 pessoas por quarto, portanto 8 pessoas. TABELA casa popular 36 litros de água quente por pessoa. CD = 8 * 36 l/dia = 288 Litros Logo o volume do reservatório, boiler, será de no mínimo 288 litros. Exemplo Volume do reservatório (Boiler) DIMENSIONAMENTO Logo o volume do reservatório, boiler, será de no mínimo 288 litros. Exemplo Volume do reservatório (Boiler) Catálogo DIMENSIONAMENTO Aquecedor instantâneo (de passagem): Precisa saber quantos pontos serão utilizados simultaneamente (o número total de usuários não importa). O número exato dos locais de consumo vai determinar a capacidade do aquecedor. AQUECEDOR DE PASSAGEM DIMENSIONAMENTO AQUECEDOR DE PASSAGEM EQUIPAMENTO LOCAL DE CONSUMO Aquecedor de 8 litros atende um banheiro com chuveiro. Aquecedor de 10 a 15 litros atende um banheiro: um chuveiro, podendo eventualmente atender um chuveiro e uma torneira simultaneamente. Aquecedor de 18 a 20 litros atende um banheiro, podendo atender dois banheiros próximos com duchas de 8 litros de vazão, principalmente no verão. Aquecedor de 22 a 26 litros Atende dois banheiros, com ducha de no máximo 10 litros de vazão. Aquecedor de 30 a 37 litros atende três banheiros, com duchas de no máximo 10 litros de vazão. E o projeto??? ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS Essas peças são indicadas apenas para água fria, pois não são projetadas para temperaturas elevadas! • CPVC PVC ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS • PPR PVC ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS • Pex Pouco uso! Porém é uma solução interessante! Não aplica-se conexões ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS ÁGUA QUENTEÁGUA QUENTE Substitui o adaptador curto ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS Joelho de transição Á gu a q u e n te RP + adaptadorRP + conector ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS • PVC + CPVC - Geralmente em elevações Água quente $ CPVC CPVC CPVC CPVC ou PPR Joelho com anel Não usa cola Água fria ÁGUA QUENTE CONEXÕES / PEÇAS ÁGUA QUENTE BWC – Residência ÁGUA QUENTE BWC – Suíte Projeto Encaminhamento da água quente (linha pontilhada); Detalhamento dos diâmetros, fluxos, conexões etc (igual a agua fria); Dimensionamento do boiler e tamanho físico real no projeto. Laboratório