Unidade 2 – Água Quente

Transcrição

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO
SANTO
DEA 07778
Instalações Hidráulicas e
S i á i
Sanitárias
P
Prediais
di i
Curso: Engenharia Civil
Prof. Diogo Costa Buarque
[email protected]
g
q
g
1
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
o UNIDADE I – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA FRIA
o UNIDADE II – INSTALAÇÕES PREDIAIS DE ÁGUA
QUENTE
o UNIDADE III – INSTALAÇÕES
Õ
PREDIAIS DE ESGOTOS
SANITÁRIOS
o UNIDADE
PLUVIAIS
IV
–
INSTALAÇÕES
PREDIAIS
DE
ÁGUAS
o UNIDADE V – INSTALAÇÕES HIDRÁULICAS DE COMBATE A
INCÊNDIO
3
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO
SANTO
UNIDADE I
Instalações
sta ações Prediais
ed a s de Água
gua
Quente (IPAQ)
Prof. Diogo Costa Buarque
4
Introdução - IPAQ
 Disponibilidade de água quente é frequente em hospitais,
h téi restaurantes,
hotéis,
t
t
lavanderias...;
l
d i
g
de conforto na p
própria
p
residência;;
 Aumento das exigências
 Fato corriqueiro e praticamente indispensável em qualquer
prédio;
 Alimentar os p
pontos de utilização
ç
de água
g
com a vazão (Q)
e na temperatura (t) de projeto;
 Proporcionar garantia de fornecimento de água suficiente,
suficiente
sem ruído, com temperaturas adequadas e sob pressão
necessária ao perfeito funcionamento das peças de
utilização.
utilização
5
Introdução - IPAQ
o A água quente é aquela que se apresenta com temperatura superior
à temperatura ambiente.
o Grande importância, principalmente, nas regiões de clima frio e
utilizada para nossos cuidados pessoais e tarefas domésticas.
6
Introdução - IPAQ
A instalação pode ser dividida em:
 Instalações industriais: água atende exigências das
p
ç
inerentes aos p
processos empregados.
p g
Os dados
operações
de consumo, pressão e temperatura dependem da natureza,
finalidade e produção dos equipamentos que serão
alimentados;
 Instalações prediais: instalações que servem as peças de
utilização,
tili ação aparelhos
apa elhos sanitários
sanitá ios ou
o equipamentos,
eq ipamentos visando
isando
higiene e conforto dos usuários.
7
Introdução - IPAQ
Para a definição do sistema devem ser considerados principalmente
os seguintes fatores:





tipo e finalidade das edificações;
tipo de projeto concebido;
nível de conforto desejado;
consumo provável de água quente;
custo da
d energia consumida.
d
NBR 7198/93
8
Introdução - IPAQ
As condições estabelecidas por esta
norma são bastante gerais (a
norma tem apenas 6 páginas!).
P
Por
exemplo,
l
enquanto
t
a norma
anterior (NBR 7198/82 da ABNT)
estabelecia quantitativamente o
consumo p
per capita
p
de água
g
quente de acordo com o tipo de
prédio, a norma atual menciona
apenas que o consumo de água
quente deve levar em conta as
q
condições
climáticas
e
as
características de utilização do
sistema, sem fornecer dados
quantitativos.
9
Condições gerais
10
Condições gerais da IPAQ
 Temperatura de fornecimento da água – uso a que se
d ti
destina:




banho ou higiene: 35 a 50ºC;
50 C;
lavagem de utensílios com gordura: 60 a 70ºC;
lavanderias: 75 a 85ºC;
hospitais: 100ºC ou mais
 NBR 7198/93  a instalação de misturadores é obrigatória
se houver possibilidade de a água fornecida ao ponto de
utilização para uso humano ultrapassar 40ºC.
11
Componentes de uma IPAQ
Alimentação (água fria);
Geradores de Água Quente;
Barrilete;
Si t
Sistema
d distribuição;
de
di t ib i ã
Pontos de utilização;
Sistema de retorno;
Bombas de recirculação.
Respiro, Válvula de segurança, Aquecedor, Dispositivo de
recirculação
12
Componentes de uma IPAQ
1 – Tubulação de água fria
para alimentação do sistema de
água quente.
quente
2
3
1
4
5
2 – Aquecedores,
q
, que
q
podem
p
ser de passagem (instantâneos)
ou de acumulação.
3 – Dispositivos de segurança.
4 – Tubulação de distribuição
de água quente.
5 – Pontos de utilização
(chuveiros, duchas, pias,
l
lavatórios).
ó
)
13
Fontes de produção de água quente
o Energia elétrica.
o Energia
g solar.
o Combustíveis sólidos (lenha).
o Combustíveis líquidos (óleo combustível).
combustível)
o Combustíveis gasosos (gás natural ou gás
liquefeito de petróleo).
14
Sistemas prediais de suprimento de água quente
15
Sistema Individual
Elétrico
A gás combustível
16
Sistema Individual
17
Sistema Individual
A alimentação de água fria, tanto para o aquecedor a gás como para o que utiliza
eletricidade, no caso do sistema individual, é feita juntamente com os demais
aparelhos, não necessitando de uma coluna individual.
Vantagens:
Menores custos (não é necessária rede de água quente)
quente).
Facilidade de instalação.
Ideal em ambientes pequenos e em ambientes localizados
afastados das demais dependências do prédio.
Desvantagens:
Risco de choque.
Vazões limitadas, sendo inadequado seu uso
para abastecimento, por exemplo, de banheiras.
18
Sistema Central privado
19
20
Aquecedor instantâneo a gás combustível
Aquecedor de acumulação a gás combustível
21
Sistema de aquecimento e
distribuição de água de
um banheiro
22
Aquecedores instantâneos a gás:
NBR 5899: Aquecedor de água a gás tipo instantâneo - terminologia
NBR 8130: Aquecedor de água a gás tipo instantâneo - especificação
23
24
25
26
O abastecimento de água fria, para o aquecedor de acumulação deve ser feito através
de uma coluna exclusiva,
exclusiva independentemente das demais do edifício
Tendo em vista obter-se uma temperatura adequada no ponto de utilização, o
trajeto percorrido pela água quente deve ser o mais curto possível e as tubulações
devidamente isoladas.
isoladas
27
Aquecimento de acumulação elétrico
Aquecedores elétricos de
acumulação:
NBR 10674
10674: A
Aparelhos
lh
eletrodomésticos de aquecimento
de água não-instantâneo especificação
28
Aquecimento de acumulação elétrico
29
Representação isométrica
30
31
32
Aplicabilidade:
Quando
Q
d se deseja
d
j a instalação
i t l ã d
de uma rede
d de
d água
á
quente.
t
Quando se dispõem de espaço físico para a instalação de
um aquecedor de acumulação e do volume mínimo de ar
no ambiente,
ambiente através da previsão de uma ventilação
permanente, que neste caso varia de 6 a 16 m3.
Em apartamentos onde o trajeto a ser percorrido pela tubulação de
água quente é muito longo,
longo utiliza-se o aquecedor de
passagem ao invés do de acumulação, é o caso de suítes em
residências de alto padrão.
Quando se utiliza aquecedor instantâneo,
instantâneo o atendimento de mais
de um ponto de utilização simultâneo, torna-se precário.
33
Sistema Central coletivo
34
35
Quando a distribuição é
ascendente, tem-se um barrilete
inferior que alimenta as colunas.
As colunas de subida terminam a
céu aberto, em altura superior ao
reservatório de água fria.
Na distribuição descendente, um
barrilete superior alimenta as
colunas que abastecem os
pontos de utilização. A coluna de
subida, também dando para a
atmosfera, garante o
equilíbrio
ilíb i d
de pressões
õ e
escoamento do ar.
36
Como o nome indica, é uma
combinação dos dois anteriores,
do que resulta uma
economia no número de colunas.
Este tipo de distribuição é o
mais utilizado,, pois
as colunas
p
abastecem os pontos de
consumo na subida e na descida.
37
Aplicabilidade:
Onde não se torna necessário o rateio do energético
consumido para o aquecimento da água, e evidentemente se
deseja a instalação de uma rede de água quente.
Quando não se dispõe
Q
p
de espaço
p ç físico para
p
a instalação
ç
de um
aquecedor no interior do apartamento, e se deseja uma rede de
distribuição de água quente.
Este sistema é muito utilizado, pois possibilita uma redução no traçado
d rede
da
d no interior d
do apartamento, pois as colunas
l
d
de
abastecimento são localizadas próximas aos pontos de consumo.
Neste tipo de sistema não existe uma limitação no volume dos
ambientes sanitários.
sanitários
38
Sistemas Convencionais assistidos por Coletores Solar
No aproveitamento da energia solar, devem-se preconizar a sua
captação, a conversão de calor, a transferência e o armazenamento
para utilização nos períodos em que a mesma não se encontra
disponível.
39
A implantação deste sistema de aquecimento de água exige
altos investimentos iniciais (comparativamente a outros
sistemas),
i t
) fato
f t que se constitui
tit i no principal
i i l obstáculo
b tá l para a
difusão do seu emprego por parte dos usuários.
Contudo, qualquer análise em longo prazo demonstra a
viabilidade econômica
ô
deste sistema.
Os coletores (painéis ou captadores) solares, dispositivos
através dos quais a radiação solar é captada, convertida
em calor e transferida para um fluído circulante, tal
como a água, constituem o elemento vital do sistema de
aquecimento solar.
40
Cobertura transparente, constituída
da uma ou mais placas, em
geral, de vidro piano;
Placa absorvedora,
absorvedora
normalmente
metálica e pintada de preto fosco (ou
de material seletivo de radiação),
apresentando, em geral, uma grelha
de tubos de cobre;
Isolamento térmico, comumente uma
camada de lã de vidro colocada no
fundo e nas laterais do coletor, a fim
d reduzir
de
d i ao máximo
á i
as perdas
d de
d
calor;
Caixa do coletor, elemento estrutural
freqüentemente
q
de chapas/perfis
p p
de
alumínio, com função de abrigar e
proteger os componentes internos
contra as intempéries.
41
42
Sistema de aquecimento solar é composto de quatro partes:




Reservatório de água fria.
Reservatório de água quente.
Coletores solar.
Distribuição de água quente.
quente
43
Sistema de aquecimento solar é composto de quatro partes:




Reservatório de água fria.
Reservatório de água quente.
Coletores solar.
Distribuição de água quente.
quente
44
A água vinda do reservatório de água fria circula sob os coletores, os
quais são orientados para receber a maior incidência de raios
solares.
Para maximizar a coleta dos raios solares, os coletores devem estar
orientados para o norte, com inclinação correspondente a latitude
do local mais 5 a 10.
10
O sistema de aquecimento solar sofre influência da meteorologia. Em
dias nublados e de chuvas, a eficiência do sistema é reduzida.
Este problema é resolvido através da instalação de um sistema
misto, por exemplo, solar e elétrico. Em dias sem sol, o
aquecimento é realizado por um boiler.
NBR 15569: Sistema de aquecimento solar de
água em circuito direto – Projeto e instalação
45
A
utilização de coletores solares em edifícios residenciais,
com
a
finalidade
de complementar a um sistema
convencional de aquecimento de água (sistema de pré
préaquecimento da água), pode ser realizada de maneira
relativamente simples.
Os aquecedores solares devem ter desempenho térmico conforme
NBR 10185, verificável pela NBR 10184; e ser instalados
conforme NBR 12269.
NBR 10185: Reservatórios térmicos para líquidos destinados a sistemas de energia solar – Determinação do
desempenho térmico – Método de ensaio
NBR 10184:
10184 C
Coletores
l t
solares
l
planos
l
lílíquidos
id – Determinação
D t
i
ã d
do rendimento
di
t té
térmico
i – Método
Mét d d
de ensaio
i
NBR 12269: Execução de instalações de sistemas de energia solar que utilizam coletores solares planos
para aquecimento de água - Procedimento
46
47
Coletores Solar
48
Aquecimento por Acumulação a lenha
Forno à lenha com uma
p
localizada
serpentina
dentro do forno.
A água aquecida retorna a
um reservatório com
isolamento térmico.
49
Fabricantes - aquecedores

















ARKSOL Aquecimento Solar
Bosch - (Passagem a gás)
Cumulus - (Solar, gás, elétrico passagem e acumulação)
Equibrás
á Aquecedores de Passagem da Izumy Tecnologia
Junkers - (Passagem a gás)
KDT - (Passagem Elétrico)
Komeco - (Passagem a gás)
Nordike - (Passagem a gás)
Pantho Aquecimento Solar
Rinnai Equip Ltda - (Aquecedores a gás)
Sakura - (Passagem a gás)
Solágua - Aquecedores solar e elétrico
Solar Fort / UNIPAC - (Solar)
Transen Solar
Tecno Sol - Aquecedores Solares
SOLARSOL Ind. de Aquecedor Solar Ltda.
LORENZETTI - Aquecedores a gás.
gás
50
Recirculação de água quente
Tanto por convecção, quanto por radiação e condução, o sistema predial
de água quente transmite calor ao seu entorno, normalmente à
temperatura mais baixa.
Assim, ao se deixar de promover, de alguma forma, o
reaquecimento da água e esta permanecer sem movimentação no
interior das tubulações (isto é, se não houver demanda de água
quente) durante um certo período de tempo, pode ocorrer uma queda na
sua temperatura a um nível tal que se torna relativamente fria e, portanto,
incompatível com o desempenho esperado do sistema.
O suprimento de água quente pode vir a resultar insatisfatório,
igualmente, se o traçado da rede for bastante extenso.
Sistema central privado é menos problemático => extensão da rede
pequena e diâmetros pequenos
51
52
Válvula
de
balanceamento:
Através do princípio
da perda de carga,
proporcionam
um
perfeito
f it
balanceamento do
sistema, uma vez
que
a
seleção
adequada
de
diâmetros torna-se
torna se
impossível, face ao
limitado número de
diâmetros
comerciais.
53
54
Vantagens
A água permanece sempre em movimento, retornando ao
aquecedor sempre que baixar a temperatura;
A água permanecerá mais ou menos quente próximo ao
ponto de consumo, não havendo demora ao
atendimento;
Menor consumo de água;
Maior consumo de energia.
55
Não esquecer
q
!!
Válvulas de gaveta nas extremidades de cada coluna de
retorno
retorno.
Válvula de retenção a montante de cada válvula de gaveta
(evitar a inversão do escoamento).
B
Bomba
b d
de recirculação
i
l ã na tubulação
t b l ã principal,
i i l no sistema
i t
de distribuição ou no sistema de retorno de água quente.
Na tubulação de retorno, temperatura mais baixa (mais
fácil instalação).
No entanto, risco maior de arraste de ar devido à pressão
p
negativa (sucção da bomba).
56
Materiais das tubulações - IPAQ
Custo
Vida útil
Mão-de-obra
CPVC
PEX
POLIPROPILENO
COBRE
Condut.
Térmica
Coef.
Dilatação
Limit.
Temperatura
57
o Cobre
o Polipropileno
o CPVC
o PEX
58
COBRE
 Custo elevado, longa vida útil, resiste
altas temperaturas, alta condutividade
térmica,, jjuntas soldadas,, mão de obra
especializada.
 Envoltas em material
como a lã de vidro.
isolante,,
tal
 As tubulações
ç
de água
g
quente p
q
podem
ser isoladas com polietileno expandido
sendo que as canalizações aparentes
devem ainda ser envolvidas por um
material aluminizado.
aluminizado
Tubulação de cobre
revestida com
polietileno expandido
 Em alguns casos o seu uso é
obrigatório (altas temperaturas),
temperaturas) por
ser o único material resistente.
59
4. Aplique a chama sobre a conexão, para
aquecer o tubo e a bolsa da conexão, até que
a solda derreta quando colocada na união do
tubo com a conexão.
1. Corte o tubo no esquadro. Escarie o
furo e tire as rebarbas.
2. Use palha de aço ou mesmo uma
escova de fio para limpar a bolsa da
conexão e a ponta do tubo.
5.Retire a chama e
alimente com a
solda um ou dois
pontos, até ver a
solda correr em
volta da união. A
quantidade
correta de solda é
aproximadamente
igual ao diâmetro
da conexão: 28
mm de solda para
uma conexão de
28 mm. Esta
aplicação é feita
para conexões
sem anel de
solda.
3. Com o pincel, aplique o fluxo para solda na
ponta do tubo e na bolsa da conexão, de
modo que a parte a ser soldada fique
revestida pelo fluxo. Deve-se evitar excesso.
6. Remova o excesso de solda e fluxo
com um pano seco enquanto a solda
ainda permitir, deixando um filete em
volta da união.
60
PPR (Polipropileno Copolímero Random tipo 3) da Amanco
Os Tubos e Conexões Amanco PPR atendem à norma européia ISO
15874: Sistemas de tubulações de plástico para instalações de água
quente e fria - Polipropileno (PP), que atende as especificações
exigidas pela NBR 7198.
7198
Como utilizam a tecnologia da termofusão, dispensam o uso de adesivo
plástico e lixa, deixando o ambiente da obra mais limpo.
Material de última geração,
geração com grande resistência – cor verde
61
62
CPVC – Policloreto de vinila clorado
Maior percentual de cloro, menor custo, longa vida útil, baixa condutividade
térmica, dispensa isolamento térmico.

A jjunta é feita através de soldagem
g
química a frio,, com a utilização
q
ç
de
adesivo próprio para este fim.

Linha Aquatherm da Tigre – cor bege
A partir de 1988 – tubos e conexões de
CPVC (policloreto de vinila clorado) –
dispensam
o uso de isolante térmico,
p
devido a baixa condutividade térmica do
material (9,6 x 10-5 cm2 x s x ºC).
pressão de serviço
p
ç Aquatherm
q
x
temperatura
6,0
, kgf/cm2
g
((60 m.c.a)) no transporte
p
de
água a 80ºC;
24,0 kgf/cm2 (240 m.c.a) no transporte de
água a 20ºC
0C
63
64
PEX – Polietileno Reticulado – Tigre
Resina
R
i
termoplástica
t
lá ti muito
it utilizada
tili d em iinstalações
t l õ d
de gesso
acartonado, sendo conduzindo dentro de um outro tubo guia.
- Flexibilidade
- Ausência de fissuras
por fadiga
- Vida útil prolongada
65
66
67
Multicamada
69
EM GERAL, O CUSTO SEGUE A SEGUINTE ORDEM...
70
Misturador
O misturador é instalado entre os registros de pressão de água
f i e água
fria
ág
quente.
q ente
71
Misturador
72
Dilatação térmica (e)
 Todos
T d
os materiais
t i i estão
tã sujeitos
j it
aos efeitos
f it
d dilatação
da
dil t ã térmica,
té i
expandindo-se quando aquecidos e contraindo-se quando resfriados.
 Na maioria das instalações
õ embutidas essa movimentação
ã é absorvida
pelo traçado da tubulação devido ao grande número de conexões
utilizadas.
 Evitar o uso de trechos longos retilíneos entre pontos fixos.
 Onde isto não for possível recomenda-se a utilização da Juntas de
Expansão (Ex: Aquatherm) ou podem ser executadas liras ou mudanças
de direção.
 Liras – evitar a formação de sifões.
73
Dilatação térmica (e)
e  Lp.C.T
Onde:
Lp é o comprimento do tubo em m
C é o coeficiente de expansão térmica, em m/m.oC
T é a variação de temperatura em oC
Exemplo:
Seja uma canalização de cobre (C = 1,7
1 7 x 10-55 m/mC) com 30 m de extensão
submetida a uma variação de 55 C. Calcular a variação de comprimento.
ç
Solução
e = (30 m) x (1,7 x 10-5 m/mC) x ( 55 C) = 0,028 m  3 cm
Para CPVC (C = 6,12
6 12 x 10-55 m/mC)
e = (30 m) x (6,12 x 10-5 m/mC) x ( 55 C) = 0,10 m  10 cm
74
Juntas de expansão / liras
Em PPR
75
Em PPR
Lc >= 10 x Diâm.
76
Tubulações de PPR
Tfluido = 70° C, Tmontagem = 20° C
L = 3,0 m (=3.000 mm)
C = 0,15 mm/m° C
De = 32 mm
77
Em CPVC
Comprimento desenvolvido (L)
 3.E.DE.e 
L 

S


L/5
E: módulo de elasticidade em Pa
DE: diâmetro externo do tubo em m
e: expansão térmica em m
S: tensão admissível em Pa
78
Exemplo:
Calcular o comprimento da lira para um tubo de CPVC de 20 m de
comprimento com um tubo de 22 mm de diâmetro para um
aumento de temperatura de 25ºC para 70ºC.
e  Lp.C.T
e  20.(6,12.10 5 ).(70  25)
e  0,05508m
 3.E.DE.e 
L 

S


 3  2,055.109  0,022  0,05508 

L 
6


5
,
408
.
10


L  1,19m
79
Proteção contra a corrosão
CORROSÃO GALVÂNICA: contato direto entre dois metais pode
acelerar a corrosão de um deles.
deles A diferença no potencial elétrico entre
metais diversos produz uma corrente elétrica fluirá através de um
eletrólito interligando-os.
A camada de zinco em tubos de aço-carbono galvanizados evita,
evita em
larga extensão, a ocorrência de corrosão. No entanto, para um bom
desempenho deve-se levar em conta as seguintes recomendações:

Os tubos devem ser instalados de modo a não entrarem em
contato com tubos e conexões de cobre e suas ligas;

É aceitável a instalação de componentes de pequenas
dimensões, como registros de latão ou bronze (ligas de cobre),
instalados em tubulações
ç
de aço-carbono
ç
galvanizado;;
g

Um contato galvânico é aquele que se estabelece na região de
mistura da água quente (cobre) com a água fria (aço-carbono
galvanizado).
l
d ) O aço sofrerá
f á corrosão
ã a uma taxa mais alta
l que
aquela que sofreria sem a presença do contato galvânico.
80
Proteção contra a corrosão
Quando um tubo de cobre é colocado antes de um tubo de
aço galvanizado,
galvanizado no sentido do escoamento da água,
água ocorrerá a
corrosão do tubo de aço galvanizado. Os fragmentos da
canalização de cobre são arrastados pela corrente líquida, são
depositados nas reentrâncias do tubo de aço galvanizado,
provocando a corrosão do ferro (fenômenos elétricos).
ESCOAMENTO
ESCOAMENTO
CORROSÃO
TUB. COBRE
TUB. AÇO GALV.
ERRADO
TUB. COBRE
TUB. AÇO GALV.
ACEITÁVEL
Para embutir as canalizações de aço galvanizado na alvenaria
deve-se p
prever algum
g
tipo
p de p
proteção
ç
contra corrosão externa dos
tubos. Recomenda-se que a tubulação seja instalada de modo a ficar
em contato com material homogêneo, de preferência alcalino, como,
por exemplo, o material propiciado pelas argamassas, desde que
apresentem baixos teores de cloretos, freqüentes nos aditivos de
pega e endurecimento.
81
Dimensionamento do sistema de água quente
Principais premissas

Segue o mesmo procedimento descrito para água fria.

A perda
d de
d carga com água
á
quente
t é menor d
do que a perda
d de
d
carga com água fria, devido a diminuição da viscosidade de
líquido.

As canalizações de água quente não poderão ser
superdimensionadas para não funcionarem como reservatórios
ocasionando uma demora excessiva na chegada da água até os
pontos de consumo e o seu resfriamento.
p

A única canalização que pode funcionar com uma certa folga é a
canalização que conduz a água fria desde o reservatório
superior até o sistema de aquecimento.
aquecimento
82
Principais premissas

As tubulações de água fria, que alimentam misturadores, não
podem estar conectadas a barrilete, colunas de distribuição e
ramais que alimentam válvulas de descarga;

Deve ser permitida tubulação única, desde que não alimente
válvulas de descarga,
descarga contanto que seja impossibilitado o
retorno de água quente para a tubulação de água fria.

A tubulação do sistema de alimentação de água fria para os
aquecedores deve ser executada em aço galvanizado.
83
1. Determinação do Consumo Diário de AQ
CD  C .NP



CD – consumo diário (L/dia)
C – consumo
on mo diá
diário
io per
pe capita
pit (L/dia)
(L/di )
NP – número de pessoas a serem atendidas
84
1. Determinação do Consumo Diário de AQ
Prédio
Consumo Água morna
(litros/dia)
Alojamento provisório de obra
24 por pessoa
C
Casa
popular
l ou rurall
36 por pessoa
Residência
45 por pessoa
Apartamento
60 por pessoa
Quartel
45 por pessoa
Escola (internato)
45 por pessoa
Hotel (sem incluir cozinha e lavanderia)
36 por hóspede
Hospital
p
125 p
por leito
Restaurantes e similares
12 por refeição
a a de a
Lavanderia
15
5 por
po kg
g de roupa
oupa seca
85
2. População a ser atendida
Tipo de edifício
População
escritório
1 pessoa / 3m2
loja
1 pessoa / 3m2
hotel
1 pessoa / 15m2
hospital
1 pessoa / 15m2
Apartamento/
residência
P = 2 Nds + Nde
ou
5p
pessoas p
por
unidade
Nds = número de dormitórios sociais
Nde = número de dormitórios de serviço
86
3. Mistura AQ + AF
Volume de água reservado.
reservado
Equação de mistura de um líquido em temperaturas diversas:
VMIST x TMIST = VAQ x TAQ + VAF x TAF
Valores usuais
E
Equação
ã d
de continuidade:
ti id d
VMIST = VAQ + VAF
87
3. Mistura AQ + AF: Exemplo
TAQ = 70ºC
TAF = 17ºC
TMIST = água morna  usual: 42ºC
VMIST x TMIST = VAQ x TAQ + VAF x TAF
VMIST x 42 = VAQ x 70 + VAF x 17
VMIST = VAQ + VAF  VAF = VMIST - VAQ
VMIST x 42 = VAQ x 70 + (VMIST - VAQ) x 17
VAQ
Q = 0,47 VMIST
Para apartamentos: 60 litros por pessoa por dia
VAQ = 28,2 litros/pessoa
VAF = 31,8 litros/pessoa
88
3. Mistura AQ + AF: Exemplo
B l
Balanço
d
da mistura
i t
d
de á
água quente
t e fria
f i
Usos
Consumo
aproximado
de água
morna
(litros)
Temperatura
da mistura
(ºC)
Quantidade
aproximada em
litros para a
mistura
Quente
70ºC
Fria
17ºC
1
Chuveiro
30
38
12
18
2
Barba, lavagem
das mãos e rosto
10
38
4
6
3
Lavagem (cozinha)
20
52
13
7
Totais
60
42
29
22/07/2013
31 89
89
4. Distribuição
4.1 Vazão
• Vazão Máxima Possível (funcionamento simultâneo)
• Vazão Máxima Provável (métodos empiricos ou probabilísticos)
Mesmo método adotado para instalação de água fria (NBR 5626):
Q  0,30 P
Q = vazão, l/s
0,30 = coeficiente de descarga, l/s
P = soma dos pesos relativos de todas as peças de
utilização alimentadas pela tubulação considerada,
adimensional.
90
4. Distribuição
Vazões Mínimas e Pesos das Peças de Utilização (NBR 5626/1998)
Peça de Utilização
Vazão (l/s)
Peso
Banheira
0,30
1,0
Bidê
0,10
0,1
Chuveiro
0,20
0,4
Lavatório
0 15
0,15
03
0,3
Pia de Cozinha
0,25
0,7
Pia de Tanque
0,25
0,7
Lavadora de Roupa
0,30
1,0
91
4. Distribuição
4.2 Pressão




A pressão estática máxima nos pontos de utilização não deve
ultrapassar 400 kPa (40 mca).
mca)
Pressões maiores, deve ser instalada válvula redutora de pressão.
As pressões dinâmicas mínimas não devem ser inferiores a 5 kPa
(0,5 mca) no sistema de distribuição.
As pressões dinâmicas mínimas devem ser:

Aquecedor a gás – 2,0 m.c.a.
Verificar especificações

Aquecedor elétrico – 0,5
05m
m.c.a.
ca
dos aquecedores

Chuveiro – 1,0 m.c.a.
4.3 Velocidade

A NBR 7198/93 recomenda que as velocidades devem ser inferiores
a 3 m/s. É recomendado fazer ainda a verificação por 14(D)0,5
92
5. Dimensionamento
5.1 Sub-ramais


Canalização que liga o
ramal
à
peça
de
utilização do aparelho
sanitário;
São
pré-dimensionados
em função do ponto de
utilização que atendem;
Peças de Utilização
Diâmetro (mm)
Banheira
15
Bidê
15
Chuveiro
15
Lavatório
15
Pia de cozinha
15
Pia de despejo
20
Lavadora de roupas
20
93
5. Dimensionamento
5.2 Ramais e colunas de distribuição
Segue o mesmo procedimento adotado para canalizações de água fria.
Pesos
Barrilete /
coluna /
ramal
Trecho
(1)
(2)
Vazão
Unitário
Acumulado
P
(3)
P
(4)
(l/s)
(5)
Perda de
Diâmetro Velocidade carga
unitária
(mm)
(6)
(m/s)
(7)
(m/m)
(8)
Diferença
de cotas
Pressão
Sobe (-)
disponível
( )
Desce(+)
(m)
(9)
(m)
(10)
Comprimentos
Perda de carga
Real
Equivalente
Total
Tubos
(m)
(11)
(m)
(12)
(m)
(13)
(m)
(14)
Conexões
e
R i t
Registros
(m)
(15)
Total
(m)
(16)
Pressão
Pressão requerida
disponível no ponto
residual
de
utilização
tili ã
(m)
(m)
(17)
(18)
Planilha adaptada
p
da NBR 5626
94
1) Preparar
P
o esquema isométrico
i
ét i da
d rede
d e numerar cada
d nó;
ó
Coluna 2 - Introduzir na planilha a identificação de cada trecho;
Coluna 3 - Determinar a soma dos pesos de cada trecho da rede
Coluna 4 –Preencher com a soma dos pesos acumulados;
Coluna 5 - Calcular a vazão estimada para cada trecho  Q  0,3   P
Coluna 6 - Determinar diâmetro dos condutos em cada trecho 
nomograma de pesos e vazões (NOMOGRAMA EM ANEXO);
Coluna 7 - Calcular a velocidade da água
g
em cada trecho:
 V < 3,0 m/s e V< 14 x (D)0,5;
Coluna 8 – Determinar a perda de carga unitária;
Coluna
C
l
9 - Determinar
D t
i
a diferença
dif
d
de cotas
t entre
t entrada
t d e saída
íd de
d
cada trecho, considerando positiva quando a entrada tem cota
superior à saída e negativa em caso contrário;
95
Vazões em função da soma dos pesos, e
diâmetros INTERNOS indicados para
v < 3,0 m/s.
22/07/2013
96
96
Coluna
C
l
10 - Determinar
D t
i
a pressão
ã disponível
di
í l na saída
íd d
de cada
d ttrecho,
h
somando ou subtraindo a pressão residual na sua entrada. Esta é dada
pela soma da pressão residual na entrada do trecho com a diferença de
cota entre entrada e saída.
saída
Coluna 11 - Comprimento real de canalização no trecho.
Coluna 12 -: Comprimento equivalente em cada trecho.
Coluna 13: Soma de Lreal e Lequiv;
Coluna 14: Produto entre a perda de carga unitária (coluna 8) e
comprimento real;
comprimento equivalente (coluna 12);
comprimento total (coluna 13):
Coluna 17: Pressão disponível residual, dada pela diferença entre pressão
disponível (coluna 10) e perda de carga total (coluna 16).
97
5. Dimensionamento
Coluna
C
l
18 Pressão
18:
P
ã requerida
id no ponto
t de
d utilização:
tili
ã Em
E qualquer
l
ponto
t
da rede predial de distribuição, a pressão da água em condições
dinâmicas (com escoamento) deve ser superior a 5,0 kPa (0,5 mca).
Nos pontos de utilização,
utilização a pressão mínima é 1,0
1 0 mca,
mca exceto caixa de
descarga (0,5 mca) e válvula de descarga é 15 kPa (1,50 mca)
5.3 Perdas de Carga
Tubos
A norma brasileira não fixa uma equação de perda de carga, sendo muitas
vezes utilizadas as equações de perda de carga de água fria, uma vez que os
resultados ficam a favor da segurança.
Tubos de aço galvanizado e
ferro fundido (água fria):
Tubos de cobre ou
plástico (água fria):
Q 1,88
J  20,2  10
D 4,88
Q 1, 75
J  8,69  10
D 4, 75
6
6
Tubos de cobre ou latão
(água quente):
1, 75
Q
J  6,92  10 6 4, 75
D
98
5. Dimensionamento
53P
5.3
Perdas
d
d
de C
Carga
Conexões
NBR 5626
99
5. Dimensionamento
5 4 Aquecedores
5.4

No dimensionamento dos aquecedores deve-se considerar:

Volume do reservatório, se houver;
T
d aquecimento
i
t da
d água
á
d
tó i se houver;
h

Tempo
de
do reservatório,

Produção de água quente (litros/hora), se houver.
5.4.1 Aquecedores a gás em aço inoxidável - JMS
100
5. Dimensionamento
5.4.1 Aquecedores a gás
Aquecimento central privado a gás
25.000
Água Morna
Água Morna
Aquecimento central coletivo a gás
101
5. Dimensionamento
5.4.2 Aquecedores elétricos de acumulação - JMS
102
5. Dimensionamento
5.4.3 Aquecedores elétricos de acumulação - Morganti
103
5. Dimensionamento indicado para aquecedores elétricos de acumulação
Consumo Diário a 70C (litros)
Capacidade do Aquecedor (litros)
Potência (kW)
60
50
0,75
95
75
0,75
130
100
1,0
200
150
1 25
1,25
260
200
1,50
330
250
2,0
430
300
2,5
570
400
3,0
700
500
4,0
850
600
4,5
1150
750
55
5,5
1500
1000
7,0
1900
1250
8,5
2300
1500
10,0
2900
1750
12,0
3300
2000
14,0
4200
2500
17,0
5000
3000
20 0
20,0
104
5. Dimensionamento
5.4.3 Aquecedores elétricos de acumulação - Exemplo





Retornando ao problema proposto anteriormente (proporção da mistura
água quente – água fria):
TAQ = 70ºC
VAQ = 0,47 VMIST
TAF = 17ºC
TMIST = 42
42ºC
C
Para apartamentos: 60 litros por pessoa por dia
VAQ = 28,2 litros
VAF = 31,8 litros
Consumo por apartamento de 3 dormitórios sociais e 1 de serviço
P= 2 Nds + Nde = 2 . 3 +1 = 7 pessoas x 28,2 litros
= 197,4 litros/dia
Consumo AQ = 197
197,4
4 litros/dia
Aquecedor elétrico (Boiler) – Capacidade = 150 litros
Potência = 1,25 kW
105
6. Aquecimento elétrico


O aquecimento por energia elétrica ocorre pelo calor dissipado com a
passagem de uma corrente de intensidade I (ampére) em um condutor
de resistência R (ohm).
Potência = taxa de dissipação de energia elétrica em um resistor
J
P  I 2  R (amp ) 2  (ohms )  watts  
s

A energia dissipada, expressa em watts x hora é:
E  P  t  Wh  Js / s  J

Esta energia vem a ser a quantidade de calor Q transferida para a água.
6. Aquecimento elétrico
Quantidade de calor (Q) transferida para a água:
Q = m·c·(tf – ti)
Onde:
Q = quantidade de calor, J (ou cal)
m = massa de água, kg
tf ti = temperatura
tf,
tempe at a final e inicial
inicial, C
c = calor específico da água, kcal/kg·C
c é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1,0 kg de
água em 1C (c = 1
1,0
0 kcal/kgC)
kcal/kg C)
A relação entre Watts·h e cal é 1,0 w·h = 860 cal, ou 1,0 kWh = 860 kcal
107
7. Aquecimento solar
Área da superfície coletora dos painéis solares - A
A

V  t f  tm

176,6  I  0,219  tm  0,634 
Onde:
A = área dos coletores (m2).
V = Volume de consumo de água misturada (l/dia).
I = insolação (h/dia).
tm = temperatura média do ar (°C).
tf = temperatura desejada para a água quente (°C).
108
BIBLIOGRAFIA
 NBR 7198. 1993. Projeto e execução de instalações prediais
de água quente.
 NBR 5626. 1998. Instalação Predial de Água Fria.
 CREDER, Hélio. 2006. Instalações Hidráulicas e Sanitárias.
Editora Livros Técnicos e Científicos S. A. (LTC), 6° Edição,
423p.
 MACINTYRE, Archibald Joseph. 2010. Instalações
Hidráulicas Prediais e Industriais.
Industriais Editora Livros Técnicos e
Científicos S. A. (LTC), 4° Edição, 596p.

Unidade 2 – Água Quente

Transcrição

Documentos relacionados

Sistemas de água quente HC1100 e GN1100

jovani luiz favero

Significado - Zaites Walker

aula água quente

- Campus de Parnaíba

Calefactor Fan heater Convecteur soufflant Aquecedor

manual de instruções máquinas de café saeco

Bomba de calor a ar/água reversível

Balões de Ar Quente regressam ao céu da Ribeira Grande

Ribeira Quente - SIARAM sentir e interpretar o ambiente dos Açores