Prof. Me. Victor de Barros Deantoni

1S/2017

Instalações Prediais de Água Quente

Como todo projeto, em engenharia civil, deve seguir a Norma Técnica do assunto

NBR 7198 – Projeto e execução de instalações prediais de água quente – 1993- 6 páginas

Objetivos Segurança

Higiene

Economia

Conforto do usuário

Temperatura máxima de 70ºC

Definições técnicas Semelhante as de água fria com adição:

Isolamento térmico

Válvula de segurança de temperatura

Dilatação térmica

Condições Gerais Garantir o fornecimento de forma continua e em

quantidade suficiente

Pressão e velocidade compatíveis

Preservar a potabilidade da água

Conforto ao usuário

Racionalizar o consumo de energia

Projeto Projeto deve ser feito unicamente por engenheiro civil.

Deve conter todas as especificações que permitam a execução do serviço.

No projeto deverão ser especificados os materiais, equipamentos de cada parte do sistema, essas especificações devem basear-se na norma brasileira.

Temperatura da água É obrigatório a utilização de misturados se houver

possibilidade de a água aquecida superar 40ºC no ponto de consumo.

Deve-se tomar cuidados para retorno de água quente em tubulação despreparada

Pressão de Serviço Pressão máxima possível é de 40mca

Pressão dinâmica mínima em tubulações de 0,5mca.

Velocidade: Similar a água fria

Vazões justificáveis – método utilizado

Teste de estanqueidade Temperatura de 80ºC

Todos pontos devem ser avaliados antes da entrega

PEX

Projeto

Sistema Individual Alimentação de um único ponto de consumo sem a

necessidade de uma rede de distribuição de água quente.

Basicamente só é possível realizar o aquecimento desse tipo por duas fontes de energia:

Eletricidade

Gás Combustível

Elétrico Equipamento de pequeno porte que recebe a água fria

em um a extremidade e devolve quente na outra, o aquecimento é feito através de uma resistência elétrica.

Gás Combustível Dispositivo também de pequeno porte com um

queimador, portanto necessita de uma exaustão para eliminação de resíduos tóxico da queima do gás.

Casos de acidente domésticos

Sistema Central privado Geração e reservação:

Gás combustível

Energia Solar

Energia elétrica

Carvão

Óleo combustível

Lenha

Dois tipos de aquecimento: Instantâneo (de Passagem)

Com reservação (Boiler)

Aquecedores de Passagem Dispositivos de pequeno porte, o aquecimento é feito de

maneira instantânea, não necessitando de reservação.

Geralmente a instalação é feita no próprio ambiente de consumo, ou em suas proximidades.

Equipamentos a gás necessitam estar em local ventilado.

Recebe água fria em um a extremidade e libera água quente de acordo com a vazão.

Pode alimentar um conjunto de aparelhos.

O dimensionamento é feito de acordo com as características disponibilizadas pelo fabricante.

São necessárias informações com vazão máxima, temperatura de consumo....

Aquecedor de Acumulação É instalado um reservatório de água quente (Boiler) que é

constantemente aquecido para manter a água a temperatura de consumo.

Quando é utilizado o sistema solar necessita da instalação de placas e de um sistema de encanamentos fazendo a ligação entre o reservatório e a placa.

O sistema solar pode ser complementado com uma resistência elétrica para dias sem insolação.

Aquecedor Solar

Aquecedor de acumulação Também é possível ter-se Boilers com aquecimento só por

uma resistência elétrica ou outra fonte de combustível.

Os cuidados sempre devem ser:

Locais arejados para evitar concentração de gases tóxicos

Local sem acesso ao público para evitar queimaduras.

Deve-se tomar muito cuidado com a utilização deste sistema evitando o aquecimento por condução até a alimentação.

Sistema central coletivo Um reservatório de água quente que abastece várias

unidades, portanto deverá ter um volume de grande porte para garantir o abastecimento contínuo e em quantidade adequada para todas as unidades.

Geralmente são utilizados dispositivos do tipo caldeira.

Deve ser instalado em uma coluna e barrilete específicos para água quente, nunca se misturando com a água fria.

Em casos de medição individualizada, devem ser utilizados hidrômetro separados para medir o consumo de água quente.

Medição Individualizada Sistema Privado

Sistema Coletivo

Recirculação

Em determinados casos, a espera pela água quente pode ser grande, causando desperdício de água e desconforto para o usuário.

A solução mais indicada é a inserçao de um sistema de recirculação de água quente, de modo que a água nas colunas principais esteja sempre aquecida.

Nestes casos é comum a utilização de uma bomba de recirculação de baixa potência.

Dependendo do tipo de concepção hidráulica, podem ser necessários vários trechos de tubulação, o que encarece a obra.

Escolha do sistema a ser utilizado Sistema individual é o sistema adequado quando

não se quer a instalação de novas tubulações, entretanto não se dispõem de um conforto (vazão) proporcionada pelos outros sistemas, geralmente é o sistema de custo mais barato.

Aquecedor Central privado:

Verificar limitação de espaço e ventilação, quando se trata de apartamentos o mais comum é a instalação de aquecedores de passagem.

É necessária a construção de uma rede de água quente para abastecer os pontos de consumo

O abastecimento de vários pontos de forma simultânea não é indicado pois ter-se-á pressões e vazões baixas, o ideal é a utilização de um aquecedor para cada ambiente sanitário.

O sistema Central Coletivo.

Muito utilizado em hotéis, hospitais e clubes.

Necessidade de uma área técnica para instalação de grandes reservatórios, necessidade de sistema de recirculação.

Manutenção frequente.

Medição individualizada complexa

Em edifícios residências pode não ser interessante a utilização desta técnica.

Projeto

Detalhes do projeto Toda área hidráulica necessita ter um registro GAVETA.

No caso de tubulações pelo forro inferior, utiliza-se registro baixo,

evitando colocar no box (acidentes).

Pode se instalado inclusive dentro do armário.

O mesmo para cozinha.

PEX (Caixa de registros – inferior)

Tubulações tradicionais (1,80m) se houver medição individual há possibilidade de ar na rede (ruído e falta d’água).

Dimensionamento O dimensionamento de tubulações é semelhante ao caso

da água fria.

Dimensionamento de consumo Consumo diário:

Vazões:

Banheira: 0,30l/s

Ducha Higiênica: 0,10l/s

Chuveiro ou ducha: 0,20l/s

Lavatório: 0,15l/s

Pia de cozinha: 0,25l/s

Dimensionamento de aquecedor de acumulação

Estimar o consumo com maior detalhamento possível, para evitar a falta de água quente.

𝑉𝑞 = 𝑉 ∗𝑡−𝑡𝑓

𝑡𝑞−𝑡𝑓

𝑉 − 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑜 (𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜)

𝑉𝑞 − 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝. 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒

𝑡𝑞 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒

𝑡 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜

𝑡𝑓 − 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑓𝑟𝑖𝑎

𝑄 = 𝑚 ∗ 𝑐 ∗ ∆𝑇

𝑃 =𝑄

𝑛∗860∗𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜

Q: Energia Calorífica

M: massa de água

∆t: Variação da temperatura

P: Potência

N: rendimento

• O volume do tanque pode ser calculado também pela tabela apresentada na apostila da disciplina, na página 13.

Dimensionamento de aquecedor de passagem

O Aquecedor é escolhido em função da vazão necessária.

Existem no mercado aparelhos que atendem as seguintes vazões:

8 L/min

15 L/min

22 L/min

36 L/min

A BOSH apresenta no mercado 12 modelos de aquecedores, com todas as informações técnicas em seu site.

É extremamente importante respeitar a norma para instalações de equipamentos que utilizem gás combustível dentro de casa.

Necessário:

Deve-se prever uma área total mínima permanente de ventilação de 800cm², constituídas por 2 aberturas: - uma abertura superior, acima de 1,5m de altura; - uma abertura inferior, abaixo de 0,80m de altura, devendo a abertura variar de 200 a 400cm².

Materiais para instalações de água quente

Atualmente conta-se com os seguintes materiais que suportam a passagem de água quente:

CPVC

PPR

Cobre

PEX

Cobre Era o material mais utilizado para tubulações que recebiam

água quente até cerca de 15 anos atrás, apresenta uma excelente regularidade no acabamento o que não causa grande perdas de carga.

Entretanto apresenta um custo muito elevado e uma dificuldade construtiva grande, pois necessita de soldagem por estanho.

Uma outra dificuldade é a necessidade de revestimento com isolante térmico, pois o cobre é um bom condutor de calor, assim perdendo facilmente energia da água para os materiais em contato (alvenaria).

CPVC Termoplástico semelhante ao pvc, porém com maior

percentual de cloro, o policloreto de vinila clorado é o material que apresenta o menor custo. Apresenta vida útil longa, baixo coeficiente de dilatação e baixa condutividade térmica, o que dispensa o uso de isolamento térmico. As juntas são soldáveis, exigindo mão-de-obra treinada. A principal limitação quanto ao uso de cpvc é o limite de temperatura, que é de 80º C

CPVC

PPR O polipropileno é uma resina poliolefínica cujo principal

componente é o petróleo. Por sua versatilidade apresenta várias aplicações, e dentre elas se destaca o uso nas instalações de água quente. Apresenta coeficiente de dilatação térmica aproximada de 10 x 10-5 cm/cmºC. Sua instalação é relativamente fácil, sendo as conexões e emendas soldadas por termofusão

PEX polietileno é uma resina termoplástica muito utilizada em

instalações de gesso acartonado. É utilizado conduzindo-se o tubo dentro de um outro tubo guia, tanto para instalação de água fria quanto de água quente. Como característica podem ser citadas a flexibilidade, ausência de fissuras por fadiga e vida útil prolongada. Apresenta também boa resistência à temperatura (bibliografias indicam cerca de 95º C).

Termoválvula

Misturador

Registro pressão

Detalhe da Bomba