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CI2 – Instalações Hidráulicas e Sanitárias
INSTALAÇÕES DE ÁGUA QUENTE – EXERCÍCIO
Você trabalha em um escritório de engenharia que está desenvolvendo o projeto de uma casa de alto
padrão, com 3 quartos, que abrigará 2 pessoas por quarto. A você coube o estudo de uma solução
utilizando o aproveitamento de energia solar para o aquecimento da água da edificação.
Pesquisando o assunto, você constatou que, para o caso de aquecimento de água residencial, o
recomendável é dimensionar os coletores em função da radiação solar nos meses de outono e primavera, e
adotar a média da radiação para estes meses. Para o local onde será construída a edificação, pode ser
adotada intensidade média de radiação I = 4.186 Wh/m2.dia = 1 cal/cm2.min
Verificando a bibliografia especializada, você achou prudente adotar os seguintes valores:
- Temperatura da água na entrada do coletor: T1 = 20oC;
- Temperatura da água na saída do coletor: T2 = 60oC.
Consultando os fabricantes de coletores solares, você foi informado que poderia adotar:
- Rendimento do coletor: ηc = 62%;
- Tempo de funcionamento do coletor: t = 6 horas/dia;
- Inclinação do coletor: α = 27o (indicado para a latitude do local).
Após certo prazo, numa reunião da equipe de projetistas, o coordenador do grupo de trabalho lhe fez as
perguntas abaixo.
a) Qual a área do coletor solar que você encontrou para aquecimento da água da residência?
b) Qual a economia mensal de energia elétrica, em reais, que a adoção do coletor solar irá proporcionar?
Dados/Informações Técnicas:
1) Q = mxcx∆T , onde:
Q = quantidade de calor por unidade de tempo necessária para aquecer uma certa
massa líquida (kcal/h);
m = quantidade de massa de um líquido por unidade de tempo (kg/h);
c = calor específico (kcal/kg.oC). Para a água: c = 1 kcal/kg. oC;
∆T = diferença de temperatura entre a saída e a entrada de água no coletor (oC).
2) A =
Q
, onde:
Ixη c
A = área do coletor (cm2);
I = intensidade média de radiação (kcal/cm2.h);
ηc = rendimento do coletor.
3) q =
Qxη c
, onde:
cosα
q = quantidade de energia absorvida pelo coletor (kcal);
Q = quantidade de calor absorvida pelo coletor por metro quadrado e por dia
(kcal/m2.dia);
α = inclinação do coletor.
4) Tabela 1 – Estimativa de consumo de água quente
PRÉDIO
Alojamento provisório de obra
Apartamento
Escola (internato)
Hotel
5) Considerar:
CONSUMO
(l/dia)
24/pessoa
60/pessoa
45/pessoa
36/hóspede
PRÉDIO
Residência
Hospital
Restaurante
Quartel
- Massa específica da água: 1000 kg/m3;
- 1 kWh = 860 kcal;
o
- cos 27 = 0,891;
- custo do kWh = R$ 0,30.
Instalações de Água Quente
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CONSUMO
(l/dia)
45/pessoa
125/leito
12/refeição
45/pessoa