SISTEMA PREDIAL DE AGUA QUENTE

SISTEMA PREDIAL DE AGUA QUENTE

1. Conceito e classificação

O sistema de água quente em uma edificação é totalmente separado do sistema de água-fria. A água quente deve chegar em todos os pontos de consumo desejados com temperatura e pressão adequadas para o funcionamento dos equipamentos (chuveiros, misturadores de lavatórios, de pias, etc.).

Os sistemas de água quente podem ser classificados em:

- Individual
- Central privado
- Central coletivo.

Chamamos de sistema individual quando um equipamento alimenta um único aparelho.

No sistema central privado um só equipamento é responsável pelo aquecimento de água que será distribuída em pontos de consumo de uma casa ou um apartamento

No sistema central coletivo um só equipamento aquece a água que será distribuída a várias unidades, como por exemplo para todos os apartamentos de um edifício ou quartos de hotel

1.1. Sistema Central Privado

Em um sistema central privado, a fonte energética utilizada para o aquecimento de água pode ser:

- Eletricidade

- Gás (GLP - gás liquefeito de petróleo ou GN - gás natural)

- Óleo combustível

- Lenha

- Sol

Caldeira - Elétrica ou gás combustível

Segundo o princípio de funcionamento os sistemas podem ser de:

- Acumulação - a água aquecida é armazenada para consumo imediato ou para um consumo posterior.
- Passagem - a água é aquecida de forma instantânea para consumo imediato.

1.2. Tipos de Aquecedores

1.2.1. Aquecedores Elétricos

Os aquecedores elétricos podem ser de dois tipos:

- De passagem: são os chuveiros elétricos comuns ou as torneiras elétricas de lavatórios e de pias de cozinha. São pouco eficientes e consomem muita energia elétrica

- De acumulação: conhecidos também como boilers elétricos. São cilindros que podem ser horizontais ou verticais com uma ou mais resistências elétricas que fazem o aquecimento da água. Os cilindros possuem um revestimento térmico para evitar a perda de calor e um termostato mantém a temperatura automaticamente dentro dos limites estabelecidos. Eles podem ser instalados em qualquer local, sendo os locais mais comuns o maleiro de um guarda-roupas ou o forro da circulação ou do banheiro, quando o boiler é horizontal. É de fácil instalação, porém a eletricidade não é uma forma de energia eficiente para aquecer água. O custo de operação hoje também é alto devido ao preço da energia elétrica. Além disso eles podem ser de baixa pressão (quando instalado sobre os pontos de consumo) ou de pressão (que funcionam até uma pressão de 6 atm e permitem que sejam instalados abaixo dos pontos de consumo).

Boilers e esquema de aquecedor elétrico de acumulação

2. Escolha e dimensionamento

2.1. Estimativa de consumo

Em países frios, o consumo de água quente chega a representar 1/3 do consumo total de água. Em países quentes como o Brasil, esses valores são menores conforme a NBR-7198/82 de Instalações prediais de Água Quente.

Podemos utilizar os valores da tabela abaixo para fazer uma estimativa de consumo de água quente e a partir desses valores dimensionar o aquecedor e o reservatório de acumulação de água quente.

LOCAL	CONSUMO DE ÁGUA QUENTE (litros/dia)
Alojamento provisório de obra	24 litros por pessoa
Casa popular ou rural	36 litros por pessoa
Residência	45 litros por pessoa
Apartamento	60 litros por pessoa
Quartel	45 litros por pessoa
Escola (internato)	45 litros por pessoa
Hotel (sem incluir cozinha e lavanderia)	36 litros por hóspede
Hospital	125 litros por leito
Restaurantes e similares	12 litros por refeição
Lavanderia	15 litros por kg de roupa seca

2.2. Cálculo da vazão:

Vamos utilizar o mesmo critério da água fria. Cada peça de utilização tem o seu peso e a sua vazão característica:

aparelho	vazão Q (l/s)	peso relativo (P)
Chuveiro	0,20	0,40
Lavatório	0,15	0,30
Banheira	0,30	1,0
Bidê	0,10	0,1
Pia de cozinha	0,25	0,7

E a partir da somatória de pesos, calculamos a vazão Q (l/s) através da fórmula ou utilizando o ábaco de pesos, vazões e diâmetros.

2.3. Perda de Carga

O cálculo de perda de carga em instalações de água quente é feito do mesmo modo que o cálculo em água fria.

2.4. Dimensionamento do Aquecedor de Acumulação:

A água em um aquecedor elétrico atinge 70 °C, porém a água não é utilizada nessa temperatura. Temos que misturar a água quente com a água fria (em temperatura ambiente) e chegar a uma temperatura de utilização próxima a 38 °C em um banho.

A tabela abaixo mostra as quantidades de água necessárias para se realizar essa mistura:

Usos	Consumo diário aproximado de água quente em litros	Temperatura da mistura	Quantidade aproximada em litros para a mistura
			Quente 70 °C	Fria 17 °C
Chuveiro	30	38 °C	12	18
Lavagem de mãos, rosto	10	38 °C	4	6
Lavagem	20	52 °C	13	7
TOTAIS	60	42.6 °C	29	31

Podemos calcular os volumes de água fria ou água quente na mistura, aplicando uma equação da Termodinâmica que diz:

Vm x Tm = Vf x Tf + Vq xTq  e    Vm= Vf+Vq

SENDO: Vm. Volume da mistura , Vf + voluma água fria ,  Vq = Volume água quente

Tm = Temperatura mistura  , Tf = Temperatua água quente  , Tq = Temperatura água quente

Feita a estimativa, é só aplicar na tabela de dimensionamento indicado para aquecedores elétricos de acumulação:

Consumo diário de água a 70 °C	Capacidade do Aquecedor (litros)
60	50
95	75
130	100
200	150
260	200
330	250
430	300
570	400
700	500

Para uma estimativa de 174 litros, arredondamos para 200 e podemos dimensionar o aquecedor de 150 litros.

2.7. Materiais empregados

Devemos empregar de preferência o cobre. O cobre é um material de custo elevado, mas de vida útil longa. As juntas e conexões são soldadas o que exige mão-de-obra especializada. Os tubos de PVC NÃO devem ser empregados para água quente, pois possuem elevado coeficiente de dilatação linear, amolecem a 100 °C e a 60 °C a pressão de serviço baixa para 2 kgf/cm2.

Uma outra alternativa é o CPVC, policloreto de vinila clorado, um termoplástico semelhante ao PVC. Porém ele suporta somente até 80°C.