Instalações Prediais de Instalações
Prediais de
Água Quente
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Prof. Cristiano
Prof. Cristiano
Considerações Gerais
Considerações Gerais
• Regidas pela NBR 7198, as instalações de água quente eg das pe a
98, as sta ações de água que te
devem ser projetadas/executadas para:
– Garantir o fornecimento de água de forma contínua, em g
quantidade suficiente e temperatura controlável, com segurança, pressões e velocidades compatíveis com o perfeito funcionamento dos aparelhos sanitários e das tubulações;
funcionamento dos aparelhos sanitários e das tubulações;
– Proporcionar o nível de conforto adequado aos usuários; – Preservar a qualidade da água no interior da tubulação, Preservar a qualidade da água no interior da tubulação
devendo haver plena garantia da impossibilidade prática de a água ser contaminada com refluxo de esgoto sanitário ou demais águas servidas; – Racionalizar o consumo de energia.
Finalidade de uso e temperatura da água
Finalidade de uso e temperatura da água
• A temperatura mínima na qual a água quente deverá ser p
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g q
fornecida depende do uso a que se destina. • Nos pontos de consumo poderá ser feita dosagem com água fria a fim de obter temperaturas menores, de acordo com os níveis de conforto do usuário. • Exemplos de temperatura e seus respectivos usos:
Estimativa de Consumo de Água Quente
Estimativa de Consumo de Água Quente
• O consumo diário é dado pela expressão:
p
p
• Onde:
CD = C . P
– CD é o consumo diário de água quente (litros/dia);
– C é o consumo diário “per capita” (litros/dia/pessoa) ‐ ( Ver Tabela )
– P é a população (prédio ou apartamento).
Alojamento Provisório
Casa Popular ou Rural
Residência
Apartamento
Quartel
Escola (Internato)
Hotel (s/ cozinha e s/ lavanderia)
Hospital
Restaurantes e similares
Lavanderia
24 per capita
36 per capita
45 per capita
60 per capita
45 per capita
45 per capita
36 por hóspede
125 por leito
12 p/ refeição
15 p/ kg roupa seca
Estimativa de Consumo de Água Quente
Estimativa de Consumo de Água Quente
• Observações:
Obse ações
– Considerar a taxa de ocupação para cada tipo de edificação, que geralmente está expressa nos códigos de obras de cada município. Como referência, adote :
• 2 pessoas por dormitório com até 12m². • 3 pessoas por dormitório para áreas maiores de 12m²
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– É importante que a capacidade do acumulador (reservatório de água quente) seja pelo menos igual a da banheira;
água quente) seja, pelo menos, igual a da banheira;
– Nos apartamentos com central coletiva, considerar duas pessoas por dormitório, mais empregados, mais 150 litros por máquina de lavar instalada e mais a capacidade da banheira.
Estimativa de Consumo de Água Quente
Estimativa de Consumo de Água Quente
• Exercícios:
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– 1) Determine o consumo diário de água quente de uma residência com aquecimento central. A residência conta com três dormitórios mais dependência de empregada e banheira de 150 litros.
– 2) Determinar o consumo diário de água quente de um prédio com sete pavimentos, com três apartamentos por andar, com p
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p
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dois dormitórios por apartamento, sem dependência de empregada, e com banheira de 180 litros. Considerar central coletiva.
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Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema individual
S ste a d dua
– A água quente é produzida para um único aparelho ou, no máximo, para aparelhos do mesmo ambiente. – Os aparelhos ficam localizados no próprio banheiro ou na área de serviço. – Exemplos:
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– 1) Chuveiro elétrico: Uma resistência elétrica é ligada automaticamente pelo fluxo de água Neste caso não há
automaticamente pelo fluxo de água.Neste caso não há reservação. – 2) Aquecedores individuais a gás: Uma chama piloto é acionada pelo fluxo de água. Os aquecedores centralizados podem ser:
• Aquecedores de Passagem.
• Aquecedores de Acumulação.
Aquecedores de Acumulação
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema individual
S ste a d dua
Aquecedor Elétrico de passagem
Aquecedor a gás de passagem
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema individual
S ste a d dua
Aquecedor de acumulação Elétrico regulador de tiragem
conexão para entrada de água fria
tubo de tiragem
revestimento externo
isolamento
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térmico
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deflector do tubo de tiragem
tambor interno
válvula termostática
queimador
dreno
tripé
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Aquecedor de acumulação a gás Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema individual S ste a d dua
• Distribuição:
– Para
Para este sistema não há necessidade de uma rede de este sistema não há necessidade de uma rede de
tubulações para distribuir a água quente, pois os aparelhos geralmente encontram‐se nos ambientes em que são utilizados.
• Critérios para escolha deste sistema:
– É mais utilizado em edificações de baixa renda, pois o investimento inicial é baixo. A instalação da rede de água quente aumenta o custo da edificação. Vale ressaltar que a instalação de aparelhos com utilização de gás combustível
instalação de aparelhos com utilização de gás combustível requerem cuidados especiais na instalação e adequação dos ambientes, bem como dispositivo para exaustão dos gases.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Privado:
S ste a Ce t a
ado
• Produz água quente para todos os aparelhos de uma unidade residencial (casa ou apartamento). • Modalidade vantajosa em prédios de apartamentos onde existe dificuldade no rateio na conta de energia e manutenção, que será de responsabilidade de cada condômino
de responsabilidade de cada condômino. • Fontes de energia: eletricidade, óleo combustível, gás combustível, lenha e energia solar.
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• Os aparelhos de aquecimento podem ser instantâneos (ou de passagem), onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pelo aparelho (sem reservação) ou de acumulação, onde a água é reservada e aquecida para posterior uso.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Privado:
S ste a Ce t a
ado
• Neste sistema de aquecimento, deve existir uma prumada de água fria exclusiva, com dispositivo que evite o retorno da água do interior do aquecedor em direção à coluna de água, tal como o sifão térmico.
• Os aquecedores deverão contar com dispositivo para exaustão dos Os aquecedores deverão contar com dispositivo para exaustão dos
gases e os ambientes onde os mesmos serão instalados devem obedecer às normas quanto à adequação de ambientes. • No caso de instalação de aquecedores a gás combustível em residências, a norma a ser obedecida é a NBR 13103.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Privado
S ste a Ce t a
ado
• Distribuição:
• A
A rede de distribuição de água quente é constituída basicamente de rede de distribuição de água quente é constituída basicamente de
ramais que conduzem a água do aparelho de aquecimento até os pontos de utilização. Este trajeto deve ser o mais curto possível a fi d
fim de evitar perda de calor na tubulação.
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• Critérios para escolha deste sistema:
• D
Deve‐se levar em conta os fatores financeiros, pois a instalação da l
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rede demanda um certo investimento inicial. • A adequação dos ambientes também deverá ser levada em A adequação dos ambientes também deverá ser levada em
consideração, pois os ambientes necessitam de ventilação permanente e espaço físico adequado, principalmente no caso de se adotar aquecedores de acumulação.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Privado:
S ste a Ce t a
ado
• Critérios para escolha deste sistema:
• Em certos casos, a falta de espaço remete à instalação de ,
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aquecedores de passagem. • Outro fator importante na escolha de aquecedores de passagem ou acumulação é o trajeto da tubulação. Trechos muito longos proporcionam perdas de calor, limitando a utilização de um único aquecedor instantâneo.
aquecedor instantâneo. • A alimentação de mais de um ponto de utilização com um único aquecedor de passagem também pode ser deficiente. Um aquecedor de acumulação, nestes casos, proporcionaria maior conforto ao usuário.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Coletivo:
S ste a Ce t a Co et o
• A água quente é produzida para todos os parelhos ou unidades da edificação. • O aparelho de aquecimento situa‐se, geralmente, situado no térreo ou subsolo, para facilitar a manutenção e o abastecimento de combustível. combustível
• É indicado quando não há rateio na conta, como em hotéis, motéis, hospitais, clubes, indústrias, etc. p
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• O abastecimento de água neste caso também é feito através de uma prumada exclusiva. Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Coletivo:
S ste a Ce t a Co et o
• Estes aparelhos (comumente chamados de caldeiras) podem apresentar dispositivos para a troca da fonte de energia (sistema de backup). Tem‐se, assim, caldeira a gás e eletricidade no mesmo aparelho.
• Assim como nos aquecedores de acumulação para central privada, Assim como nos aquecedores de acumulação para central privada
o reservatório pode estar situado conjuntamente com o gerador ou não, dependendo do espaço físico destinado ao aparelho. Assim, pode‐se ter o gerador no pavimento térreo ou subsolo e o reservatório na parte superior da edificação (cobertura). • As dimensões variam conforme o volume contido e alguns A di
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fabricantes trazem recomendações quanto às dimensões das casas de caldeiras para a instalação das mesmas.
Aquecedor de acumulação à gás combustível
Aquecedor de acumulação à gás combustível
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Coletivo:
S ste a Ce t a Co et o
• Distribuição:
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• A distribuição neste sistema pode ser ascendente, descendente ou mista. • Na distribuição ascendente tem‐se um barrilete inferior que alimenta as colunas. li
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• Na distribuição descendente as colunas são alimentadas por um barrilete superior. superior
• Na distribuição mista existem dois barriletes, um superior e outro inferior.
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
Classificação dos Sistemas de Aquecimento
• Sistema Central Coletivo:
S ste a Ce t a Co et o
• Critérios para escolha deste sistema
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• É recomendado quando não há rateio na conta, como em hotéis, motéis, hospitais, clubes, indústrias, etc. • É recomendado, também, quando se dispõe de pouco espaço físico no interior do apartamento, ou quando não se deseja a instalação i
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de aparelhos de aquecimento no apartamento.
• Neste sistema a água é oferecida em maiores vazões e o correto Neste sistema a água é oferecida em maiores vazões e o correto
dimensionamento do sistema proporciona quantidades de água quente adequadas em todos os pontos de utilização. • Em contrapartida, as perdas de calor no reservatório são maiores do que aquelas verificadas num aquecedor utilizado no sistema central privado
central privado.
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
• A energia vinda do Sol:
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• O Sol envia uma imensa quantidade de energia à Terra. 18 kWh de energia enviados pelo Sol. Isto g
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• Por ano, chegam 10
equivale a 1013 toneladas de carvão, que é a reserva total de carvão disponível!
• Estima‐se que a humanidade consome aproximadamente 10
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1014 kWh kWh
de energia por ano. Isto equivale a 1/10000 da energia que o Sol envia. • O Sol envia por hora a energia que a humanidade consome por ano.
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
• Características da energia solar:
• O aproveitamento da energia solar é limitado devido aos fatores:
– Apresenta‐se de forma não concentrada, sendo difícil sua captação;
– Apresenta disponibilidade descontínua (dia / noite / inverno / verão);
– Apresenta variações casuais (céu nublado / claro);
• Alé
Além desses fatores, há a necessidade de instalação de d
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acumuladores para os períodos ou momentos de carência. • Vantagens:
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–
–
–
Não poluidora;
Auto‐suficiente;
Completamente silenciosa;
É uma fonte alternativa de energia;
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Está disponível no local do consumo.
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Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
• Geração da água quente:
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• O sistema de geração de água quente à base de energia solar é composto por três elementos:
– a) Coletores de energia (placas coletoras);
– b) Acumulador de energia (reservatório de água quente);
– c) Rede de distribuição
)
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
• Coletores:
• O coletor solar é composto basicamente de uma placa de vidro plano, um elemento absorvedor (de cobre ou alumínio), um isolante térmico e uma caixa de proteção.
Sistemas de Aquecimento Solar
Sistemas de Aquecimento Solar
• Montagem dos Coletores:
g
• Devem ser seguidas as seguintes prescrições:
– Orientação: deverá ser orientado para o norte verdadeiro;
– Inclinação: a inclinação com a horizontal deverá ser igual à latitude do local + 5 a 10º.
– Nível: para que ocorra a circulação normal (fluxo ascendente de água Nível: para que ocorra a circulação normal (fluxo ascendente de água
com temperatura mais elevada), deverá haver um desnível de 60cm ou mais entre a saída do coletor e o fundo do reservatório de água quente.
Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• Cobre:
– Apresenta custo elevado, mas uma vida útil bastante longa. – O limite de temperatura fica acima do mínimo normalmente exigido.
– O cobre apresenta excelente resistência à corrosão e à pressão, atendendo aos limites impostos pela NBR 7198. Apresenta também resistência ao golpe de aríete. g p
– Para a execução das tubulações pode ser utilizada solda (geralmente estanho), o que exige mão‐de‐obra especializada. – Sua instalação requer isolamento térmico.
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Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• Ferro:
– Apresenta custo elevado, embora menor que o do cobre. – Devido às incrustações e corrosões, pode apresentar vida útil mais reduzida se comparado ao cobre. d d
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b
– Apresenta coeficiente de dilatação alto, em torno de 1,2 x 10‐5 m/ºC. – Sua instalação também requer isolamento térmico. Sua instalação também requer isolamento térmico
– As juntas são rosquedas, exigindo mão‐de‐obra especializada.
• CPVC = policloreto
p
de vinila clorado – Termoplástico semelhante ao pvc, porém com maior percentual de cloro.
– É o material que apresenta o menor custo. É
l
– Apresenta vida útil longa, baixo coeficiente de dilatação e baixa condutividade térmica, o que dispensa o uso de isolamento térmico.
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p
Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• CPVC = policloreto
p
de vinila clorado – 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.
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– Exige a instalação de uma termo‐válvula, com termoelemento, para impedir que a água ultrapasse a temperatura de 80º C através da p
q
g
p
p
mistura com água fria. – A termoválvula deve ser instalada entre o aquecedor e a tubulação de água quente
água quente.
– Deve se ter cuidado na observação da vida útil da termo‐válvula.
– O aspecto do tudo CPVC, da termo‐vávula
p
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e sua instalação estão ç
ilustrados a seguir
Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• CPVC = policloreto
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de vinila clorado Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• Polipropileno
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– O polipropileno é uma resina cujo principal componente é o petróleo. – Dada sua versatilidade, apresenta várias aplicações e dentre elas se d
destaca o uso nas instalações de água quente. l õ d á
– Sua instalação é relativamente fácil, sendo as conexões e emendas soldadas por termofusão. p
Materiais Utilizados em àgua quente
Materiais Utilizados em àgua
• PEX = Polietileno Reticulado
– O 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 É l d
d
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para instalação de água fria quanto de água quente. – Suas características são a flexibilidade, ausência de fissuras por fadiga ,
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e vida útil prolongada. – Possui boa resistência à temperatura (cerca de 95º C).
– É uma concepção diferente dos sistemas de tubos como o PVC, CPVC, É
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PVC CPVC
PPR e que possui bitolas bem menores que estes. – Tem um reduzido número de conexões pois o tubo (mangueira) é p
(
g
)
maleável e permite realizar curvas.