Dimensionamento do boiler para acumulação de água quente

Comumente empregado em sistemas de aquecimento central individual ou coletivo, o aquecedor de acumulação, ou boiler, segundo a NBR 7198/1993, corresponde a um elemento que aquece a água acumulada em seu interior, contando com fontes a energia como a de combustão, elétrica, ou solar.

Na plataforma QiBuilder, o lançamento e dimensionamento de um boiler tem início com a inclusão deste elemento como um Ponto de água quente, seja como Aquecedor vertical ou mesmo Aquecedor horizontal, ilustrado na figura a seguir.

Fonte: Adaptado de Creder (2006).

Para compreender a aplicabilidade deste elemento, estão listados abaixo dois artigos que discorrem do lançamento e dimensionamento do boiler:

1. Dimensionamento do boiler para acumulação de água quente (Presente artigo)
2. Lançamento de boiler para acumulação de água quente

Dimensionamento do boiler

A plataforma QiBuilder realiza o dimensionamento do reservatório de acumulação com o cálculo da sua capacidade de reservação, que é dependente do consumo de água quente, e da potência necessária ao aquecimento da água em um dado período de tempo.

Volume

A capacidade do aquecedor de acumulação é calculada a partir da equação abaixo:

• Vaq: volume do aquecedor de acumulação, em L;
• CdAQ: consumo diário de água quente na edificação, em m³;
• Fcr: fator percentual de capacidade do reservatório em decorrência do consumo de água quente, em %;
• 1000: conversão de unidade m³ para Litro.

Consumo diário de água quente

O consumo diário para o dimensionamento do reservatório de água quente considera o tipo de edificação e número de habitantes definido às propriedades da edificação.

O valor do consumo diário de água quente da edificação consta na janela Propriedades da edificação. Acesse na guia Operações - grupo Acessar, o comando Edificação e, em seguida, clique sobre o comando Editar propriedades (botão ) - aba Projetos.

Fator de capacidade do reservatório

O fator de capacidade do reservatório corresponde à fração do consumo de água quente que será admitido junto ao reservatório de acumulação. Este parâmetro é definido no campo Volume do tanque (%) junto às propriedades do próprio reservatório.

Como referência, é possível adotar os valores sugeridos na coluna Capacidade do reservatório em função do consumo diário, da tabela indicada a seguir.

Fonte: Adaptado de Creder (2006).

Potência

A potência do aquecedor de acumulação é calculada a partir da equação abaixo:

Em que,

• P: potência estimada do aquecedor de acumulação, em kW;
• VP: volume do aquecedor de acumulação para obtenção da potência, em L;
• Tr: temperatura de recuperação, em ºC;
• te: tempo de recuperação, em h;
• 0,00116389: conversão de unidade kcal para kWh.

Volume do aquecedor para obtenção da potência

A capacidade do aquecedor de acumulação a ser utilizado na equação da potência é calculado a partir da equação abaixo:

  Em que,

• VP: volume do aquecedor de acumulação para obtenção da potência, em L;
• CdAQ: consumo diário de água quente na edificação, em m³;
• Fca: fator percentual de capacidade horária de aquecimento do aquecedor em decorrência do consumo de água quente, em %;
• 1000: conversão de unidade m³ para Litro.

Fator de capacidade de aquecimento

O fator de capacidade de aquecimento corresponde à fração do uso diário de água quente que será admitido para cálculo da potência deste elemento. Este parâmetro é definido no campo  Consumo horário (%) junto às propriedades do próprio reservatório.

Como referência, é possível adotar os valores sugeridos na coluna Capacidade horária de aquecimento em função do uso diário, da tabela indicada a seguir.

Fonte: Adaptado de Creder (2006).

Temperatura e tempo de recuperação

A temperatura de recuperação corresponde à diferença da temperatura de entrada de água em relação à temperatura desejada, ou seja, a temperatura de saída de água do aquecedor. Já o tempo de recuperação está associado ao período necessário para alcançar a temperatura desejada.

O valor da temperatura e tempo de recuperação admitidos constam na janela Propriedades da edificação. Acesse na guia Operações - grupo Acessar, o comando Edificação e, em seguida, clique sobre o comando Editar propriedades (botão ) - aba Projetos.

Com este material, é possível compreender o dimensionamento do boiler para aquecimento de água em seu projeto hidráulico.