Para o atendimento de grandes demandas de água quente, ou para se adequar a necessidades especiais de um projeto de uma edificação, algumas vezes os sistemas de aquecimento a gás precisam ter configurações especiais.
Sistema Conjugado ou Central Térmica
Consiste em um sistema de aquecimento por acumulação alimentado por um aquecedor de passagem, tornando-se uma fonte geradora de água quente para grandes demandas. A água quente que sai do aquecedor, ao invés de ser enviada diretamente para o ponto de consumo, é armazenada em um reservatório térmico.
Vantagens
- Permite uma vazão de água simultânea maior, se comparado a um aquecedor de passagem;
- Armazena a água na temperatura ajustada, independente da temperatura da água fria;
- Menor tempo de resposta para o fornecimento de água em um curto espaço de tempo, comparando-se com um aquecedor de acumulação convencional;
- Menor vazão de gás necessária, comparado com uma bateria de aquecedores interligados em cascata.
Dimensionamento
É necessário realizar um levantamento quanto ao número de usuários, tempo de banho quantidade e vazão do(s) ponto(s) de consumo, para determinar a capacidade em litros do reservatório. Depois, deve-se determinar qual o aquecedor mais indicado de acordo com a capacidade, e o tempo de recuperação aceitável.
Aquecedores
Nessa aplicação, os aquecedores são responsáveis pelo aquecimento da água do reservatório, sendo acionado pelo fluxo de água provocado pela bomba. O aquecedor efetua o aquecimento da água, e continua em funcionamento até que a água do reservatório atinja a temperatura programada. Veja os aparelhos que podem ser utilizados nesta função a seguir.
Quadro de Comando
Gerencia a temperatura dentro do reservatório, monitora a variação de temperatura que foi determinada pelo usuário, e, caso necessário, realiza o acionamento da bomba, que por sua vez ativará o aquecedor pelo fluxo de água. O quadro de comando mantém a bomba funcionando até que a temperatura programada para o reservatório seja atingida.
Bomba de Recirculação
A bomba de recirculação tem a função de recircular a água do reservatório, fazendo com que a mesma passe pelo aquecedor para ser aquecida, e consequentemente retorne para o reservatório.
Acessórios de segurança
- Assegurar-se que o local de instalação seja impermeabilizado, com ponto de dreno e que suporte o peso do reservatório cheio;
- A temperatura da água no reservatório deve ser mantida acima de 60ºC (NBR16824) para evitar a proliferação de bactérias causadoras de doenças, como a Legionella;
- Um sistema de recirculação para evitar o desperdício de água fria entre o reservatório e o ponto de consumo é recomendado;
- Pode representar um aumento no consumo de gás mensal, comparado com um aquecedor de passagem.
Sistema Interligado em Cascata
Em situações onde é necessária uma grande quantidade de água quente sob demanda, uma das soluções indicadas é o sistema em cascata. Dois ou mais aquecedores podem ser instalados para trabalhar em conjunto, sendo acionados conforme a demanda. Esta configuração é recomendada para instalações onde a necessidade de água é variável, por exemplo em um vestiário de academia. Em um caso assim, se apenas uma ou duas duchas estão sendo utilizadas apenas um aquecedor é acionado, e os outros aquecedores entram em operação conforme mais pontos simultâneos são abertos, para atender a demanda.
Vantagens
- Flexibilidade do sistema;
- Manutenção facilitada: o serviço ou substituição de um único aparelho não compromete o funcionamento do sistema como um todo;
- Consumo de gás adequado a demanda, sem perdas térmicas na acumulação.
MEC
A forma mais inteligente de interligar os aquecedores é com o sistema MEC, composto por placas eletrônicas que estabelecem uma rede de comunicação entre os aquecedores. A placa controla o acionamento e promove o rodízio entre os aquecedores para equalizar os tempos de operação.
Além do MEC existem também outras ferramentas para a interligação inteligente de aquecedores a gás Rinnai, como o EZ Connect e o Cascade. Para maiores informações consulte o setor de Aplicações Especiais e consulte a compatibilidade dos aparelhos a seguir.
Válvula PVA
Estas válvulas podem ser uma alternativa mais barata para realizar a instalação de uma bateria de aquecedores, regulando o acionamento dos aparelhos através da pressão de água demandada. Tem a desvantagem de não promover o rodízio dos aparelhos, diferente do sistema MEC, e sendo limitada a 5 aquecedores.
Cuidados
- Dimensionamento de rede de gás e água fria e água quente adequada;
- Saídas individuais para dutos de exaustão;
- Pressão de alimentação de água fria;
- Ventilação e volume do ambiente.
Combinação Bateria + Conjugado
Qual a melhor opção para atender uma situação onde há grande demanda por água quente? Uma bateria de aquecedores pode atender praticamente qualquer necessidade, mas exige uma infraestrutura de gás e de exaustão que pode ser complicada, e também é um investimento alto em aparelhos. Já uma instalação utilizando um
reservatório pode exigir um tempo muito alto de recuperação, e desperdiçar energia ao manter a água aquecida mesmo quando não há demanda. A resposta certa é que quando se fala em instalações de grande volume deve-se encontrar o melhor equilíbrio entre tempo de recuperação / demanda / custo de operação / investimento inicial, e muitas vezes essa resposta passa pela combinação entre bateria e reservatório para chegar na melhor equação.
Proteção, Segurança e Desempenho
Responsável por ajustar a temperatura de consumo, adicionando água fria necessária para atingir a temperatura desejada (misturadora) ou direcionar o fluxo da água para a melhor aplicação (diverting). É um componente essencial para redes de água.
Um exemplo prático, é a mistura de água quente de um Sistema de Aquecimento (Solar, Gás, Elétrico e etc) onde pode atingir temperaturas de 60, 80 ou 90°C e a água fria cuja temperatura normalmente está disponível entre 20 e 25°C. Com o consumo do usuário normalmente variando sob temperaturas entre de 38 a 42°C, o fornecimento de água é entregue de forma adequada..
As válvulas podem ser fornecidas nas versões termostática e eletrônica. Sua aplicação e utilização é prática e muito versátil. Por isso, é comum a aplicação em empreendimentos como indústria, shoppings, hospitais, academias, condomínios, residências e entre outros. Na questão de segurança e atualmente devido ao apelo normativo sobre a limitação de temperatura no ponto de consumo e atendimento as características higiênicas contra Legionela.
Este dispositivo evita que a água chegue a temperaturas extremas no ponto de consumo, o que ocasionaria riscos ao usuário. Além disso, a economia é outro ponto vantajoso, pois, o uso de água quente é otimizado e as instalações podem ser preservadas.
Aquecimento de Piscinas
Aquecedores a gás podem ser utilizados para atender a necessidade de piscinas com água aquecida. O dimensionamento de um sistema para atender uma piscina deve levar em conta o volume de água, o tempo que deve levar para o aquecimento ser completado, se ela será mantida aquecida por longos períodos ou não, que tipo de proteção (se é coberta, se utiliza capa), entre outros fatores. O aquecimento de piscinas é uma das situações onde é utilizado o aquecimento indireto.
Aquecedores
Devido ao funcionamento por longo tempo contínuo e ajuste de temperatura elevado, nem todos os aquecedores podem ser utilizados nesta aplicação. Consulte a seguir os modelos apropriados.
Trocador de calor indireto
São equipamentos que promovem a transferência de calor entre as águas que circulam por dois sistemas diferentes. A necessidade de uso desse equipamento é a preservação dos aquecedores do contato com água que contenha produtos químicos agressivos, que podem afetar sua durabilidade. No caso de piscinas, a água com cloro é prejudicial às tubulações de cobre internas dos aquecedores, por isso no aquecimento de piscinas se utilizam os trocadores de calor indireto em aço inox 316. A água quente proveniente do aquecedor não entra em contato com a água da piscina, apenas transferindo o calor de uma para a outra através das placas de aço do trocador de calor indireto.
Bomba de recirculação
Circula a água entre o(s) aquecedor(es) e o(s) trocador(es) de calor indireto(s), formando um circuito fechado.
Bomba de recirculação com pré-filtro
Circula a água entre o(s) trocador(es) de calor indireto(s) e a piscina, no fluxo contrário ao do circuito fechado. O pré-filtro é necessário para evitar que sujeira presente na piscina prejudique o eixo da bomba e o trocador de calor indireto.
Aquecedores aplicáveis
Nem todos os modelos de aquecedor de passagem são indicados para trabalhar em funções de sistema, é necessário utilizar um aparelho que tenha a robustez e características apropriadas.
Conjugado | MEC | EZ-Connect | Cascade | Piscina | |
REU-E171 FEH | sim (apenas sistemas unifamiliares) | não | não | não | não |
REU-E211 FEH | sim (apenas sistemas unifamiliares) | não | não | não | não |
REU-E271 FEH | sim (apenas sistemas unifamiliares) | não | não | não | não |
REU-E331 FEH | sim (apenas sistemas unifamiliares) | não | não | não | não |
REU-E351 FEA | sim (apenas sistemas unifamiliares) | sim | não | não | não |
REU-2802 FEC | sim | sim | não | não | não |
REU-2402FEC1 | sim | sim | não | não | sim (apenas troca indireta) |
REU-E351 FEC | sim | sim | não | não | sim (apenas troca indireta) |
REU-E430 FER | sim | sim | sim | não | sim (apenas troca indireta) |
REU-C400 FFR | sim | sim | sim | sim | sim (apenas troca indireta) |
REU-M150 CFS | sim | não | não | não | sim |
Como saber o tamanho de trocador de placas para aquecimento indireto de piscinas, por exemplo, tenho 15 aquecedores de passagem em cascata de 20900Kcal cada para aquecer um trocador. Cada aquecedor possui uma vazão de 15l/min com um delta de 20ºC. Porém eu quero usar um delta de 10ºC. Qual deve ser a vazão da bomba a ser utilizada?
Bom dia, Arnaldo. Vamos enviar um email com alguns detalhes sobre essa sua dúvida. Agradecemos o contato!