Dimensionamento
Demanda de Água Quente
Método 2: Volume de Consumo ≠ Volume de Armazenagem
Temp. Consumo: 40ºC
Temp. Armazenagem: 50ºC
Temp. Ambiente:20,2ºC (média anual)
Volume de Consumo x (T
consumo − Tambiente )
VA =
(Tarmazenagem − Tambiente )
CONSUMO DE ÁGUA QUENTE DIÁRIO
Etapas
Mémoria de Cálculo
Volume
Consumo Água Quente por Apartamento (CAQA)
CAQA = (Nº pessoas/apto x Consumo/pessoa) +
(Volume banheira x Taxa Utilização) =
475
Consumo Água Quente Máximo (CAQMax)
CAQMax = Nº Aptos x (Nº pessoas/apto x
Consumo/pessoa) + Nº Aptos x (Volume banheira x
Taxa Utilização) =
Consumo Água Quente Médio (CAQMed)
VMCD = VMC x Taxa Ocupação Edifício =
Armazenagem Água Quente Médio (AAQMed)
AAQMed = CAQMed x ( Tconsumo - Tambiente) /
(Tarmazenagem - Tambiente) =
Armazenagem de Água Quente Diário (AAQD)
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Litros
49400
Litros
34580
Litros
22979
Litros
23.000
Litros
1
Dimensionamento
Demanda de Água Quente
1. Na prática, quem trabalha com o método 2 ajusta o volume de
armazenagem para cada ponto, cria uma tabela e torna o cálculo mais
prático.
2. No Brasil, o método 2 é mais usado e a temperatura de armazenagem
utilizada com mais frequência é 50ºC.
Método 1: Volume de Consumo =
Volume de Armazenagem
Método 2: Volume de Consumo ≠
Volume de Armazenagem
Temperatura Consumo = 40ºC
Temperatura Armazenagem = 40ºC
Ducha: 80 litros/pessoa
Lavatório: 5 litros/pessoa
Cozinha: 10 litros/pessoa
Temperatura Consumo = 40ºC
Temperatura Armazenagem = 50ºC
Ducha: 53 litros/pessoa
Lavatório: 3,3 litros/pessoa
Cozinha: 6,7 litros/pessoa
VA =
Volume de Consumo x (T
consumo − Tambiente )
(Tarmazenagem − Tambiente )
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2
Dimensionamento
Demanda de Água Quente - Edifício Residencial
Volume de AQ =
[( No aptos x No pessoas/apto x Consumo/pessoa) +
(No aptos com banheira x Volume Banheira x Taxa de Uso)] x
Taxa de ocupação
Pontos de Consumo
Ducha: 40 a 60 litros/pessoa Cozinha: 10 a 15 litros/pessoa
Lavatório e Ducha Higiênica: 3 a 5 litros/pessoa
Lavanderia: 10 a 15 litros/kg de roupa seca
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Dimensionamento
Demanda de Água Quente - Hotel
Volume de AQ =
[( No aptos x No hóspedes/apto x Consumo/hospede) +
(No aptos com banheira x Volume Banheira x Taxa de Uso)] x
Taxa de ocupação/apto x Taxa de ocupação/leito
Pontos de Consumo
Ducha: 40 a 60 litros/pessoa Cozinha: 10 a 15 litros/pessoa
Lavatório e Ducha Higiênica: 3 a 5 litros/pessoa
Lavanderia: 10 a 15 litros/kg de roupa seca
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Dimensionamento
Demanda de Água Quente - Motel
Demanda AQ Semana= ( No aptos simples
x Consumo total/apto simples +
No aptos luxo x Consumo total/apto luxo) x Taxa de ocupação
Demanda AQ Fim Semana= (No aptos simples
x Consumo total/apto simples +
No aptos luxo x Consumo total/apto luxo) x Taxa de ocupação
Demanda AQ = (Demanda Semana x Dias Semana + Demanda Fim Semana x Dias
Fim Semana)
Dias Semana + Dias Fim Semana
Pontos de Consumo
Apto simples: 130 litros/aptos
Apto luxo: 350 litros/apto
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Dimensionamento
Demanda Energética
Energia útil DIÁRIA (kWh)
Volume do sistema de armazenagem (m³)
Densidade da água (1000 kg/m³)
Calor específico da água (4,18 kJ/kgoC)
Fator de conversão de
kJoules para kWh.
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Temperatura água fria (oC)
Temperatura água quente (oC)
6
Dimensionamento
Demanda Energética
1. Em ambos os métodos as demandas energéticas mensal são iguais e não
podem ser diferentes pois estaremos alterando o projeto.
2. Para conservação da energia, sempre que a temperatura de armazenagem
aumenta, o volume de armazenagem diminui e vice versa.
3. Trabalha-se com demanda energética mensal por questão de igualdade de
unidades de medida, visto que a produção de energia do coletor é expressa
em kWh/mês.
4. Apesar da demanda energética ser mensal, está sempre baseado em uma
demanda de água quente diária, que em seguida pode ser expressa ao mês.
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Dimensionamento
Número de Coletores
Número de
Demanda Energética
=
Coletores
Produção Energética do Coletor Solar
Recurso Solar
Disponível
Localização
Geográfica
Condições
Instalação
Curva Eficiência Térmica
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Dimensionamento
Número de Coletores
1. Antes de continuar é necessário fazermos uma breve revisão
conceitual em Curva de Eficiência Térmica, interpretação dos
dados e aplicação dos mesmos.
2. Da mesma forma, para dar continuidade é necessário uma
revisão quanto ao Recurso Solar Disponível, interpretação da
informação e avaliação do impacto do mesmo na eficiência
térmica do produto.
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Curva de Eficiência Térmica
Coletor Solar: Sol → Placa Absorvedora
G
ρcG
αc G
τcρpG
τc G
τcαpG
S = ταG (W/m²)
Energia Absorvida pela Placa
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Curva de Eficiência Térmica
Coletor Solar: Placa Absorvedora →Fluido
G
Perdas Lateral
(4,8%)
Energia Útil (60 %)
Perdas Fundo
(0,6 %)
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Perdas Topo
(34,6%)
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Curva de Eficiência Térmica
Coletor Solar – Balanço de Energia
Energia Útil transferida fluido trabalho
Eficiência Térmica
Coletor Solar
Radiação Solar
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Curva de Eficiência Térmica
Coletor Solar – Balanço de Energia
Perdas Térmicas
η = Atransp [ FR τα - FRUL (Tent – Tamb)]
Aext
G
Ganhos Térmicos
Método das Perdas
Vantagem:
Permite avaliar pontos de otimização do coletor solar
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Curva de Eficiência Térmica
Eficiência Térmica Instantânea
Coletores Piscina
Coletores Banho
80
70
Fr(tα)
60
Eficiênc ia(%)
50
FrUL
40
Coletor fechado
30
20
Coletor aberto
10
0
0
0 ,0 1
0,02
0,03
0 ,04
0 ,0 5
0,06
0 ,07
( Te - Tam b ) /G
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Curva de Eficiência Térmica
Conhecendo a Eteiqueta do INMETRO – Coletor Solar
Soletrol Ind. e Com. Ltda.
Coletor Solar
SOLETROL
Industrial Plus
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Curva de Eficiência Térmica
Conhecendo a Etiqueta do INMETRO - Reservatórios
Soletrol Ind. e Com. Ltda.
Coletor Solar
SOLETROL
Industrial Plus
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Recurso Solar Disponível
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Movimentos da Terra
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Movimentos da Terra
Produção de Energia x Clima - Coletor Vertica KPU-5 ( 1,72m²)
180,0
Produção Energia (kWh/mês)
160,0
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
Jan
Fev
Mar
Abr
Salvador
Mai
Jun
Belo Horizonte
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Jul
Ago
São Paulo
Set
Out
Nov
Dez
Curitiba
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Inclinação do Coletor
Ângulo Beta
Recomendação:
β = φ +10 → Favorece o inverno
β = φ → Favorece a média anual
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Inclinação do Coletor
Local: SÃO PAULO SP / LATITUDE 23 º
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Norte Geográfico
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Orientação do Coletor
Ângulo Azimutal de Superfície
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Orientação do Coletor
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Recurso Solar Disponível
Recurso Solar – Orientação do Coletor
Local: SÃO PAULO SP / LATITUDE 23 º
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Dimensionamento
Número de Coletores
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Aquecedor Passagem Gás
Atenção:
Verificar se potência do aquecedor é compatível.
Verificar se o nível de automação é compatível/necessário para aplicação.
Verificar se o modelo do aquecedor é apropriado para esta aplicação.
Verifica se condições de instalação são seguras.
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Resistência Elétrica
Fonte: Transsen
Atenção:
Verificar se a demanda é compatível com o fornecimento da rede elétrica.
Verificar existência de fornecimento de energia horo-sazonal
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Geradora de Água Quente
Atenção:
Verificar condições atuais do sistema existente.
Verificar opção por módulos de aquecedores menores (manutenção)
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Bomba de Calor
Atenção:
Verificar rendimento da bomba de calor nos periodos em que a
temperatura ambiente está em torno de 10oC.
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Consumo de pico
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Dimensionamento
Aquecimento Auxiliar – Demanda crítica
Volume de pico (litro)
Fator de carga (F)
0 a 1.500
67%
1.501 a 6.000
75%
6.001 a 12.000
80%
12.001 a 20.000
84%
Acima de 20.001
86%
Q=Vpico ×F×cp× (Tarmaz. −Táguafria)
Q
Qtdeaquecedores =
Potência × eficiência
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