O ESTUDO DE VIABILIDADE PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA APROVEITANDO O CALOR REJEITADO DO AR CONDICIONADO

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ESTUDO DE VIABILIDADE PARA AQUECIMENTO DE ÁGUA APROVEITANDO O CALOR REJEITADO DO AR CONDICIONADO

 

 

RESUMO: Os equipamentos de ar condicionado são cada vez mais utilizados, pois o conforto que os mesmos proporcionam aos ambientes é de extrema necessidade atualmente. Quando em funcionamento esses equipamentos além de climatizar os locais também liberam um calor extra, o qual é dissipado sem utilização, com isso o trabalho busca encontrar uma forma de aproveitar este calor. Para isso foi realizada a partir de um ambiente pré-estabelecido, o cálculo da carga térmica, posteriormente a escolha de um aparelho de ar condicionado que cumpra a necessidade do local, com informações do aparelho e do fluido refrigerante utilizado pelo mesmo calculou-se a quantidade de calor dissipado. Com esse resultado buscou-se estabelecer se a quantidade seria suficiente para usar no aquecimento de água para o chuveiro da residência para a utilização dos três moradores do local por dez minutos de banho cada. Com a quantidade de calor rejeitado calculada viu-se que não seria o suficiente para aquecer a água necessária.

PALAVRAS-CHAVE: Ar condicionado. Carga térmica. Calor. Aquecimento. Aproveitamento. 

FEASIBILITY STUDY FOR HEATING WATER TAKING ADVANTAGE OF HEAT REJECTED FROM AIR CONDITIONING

ABSTRACT: Air conditioning equipment is increasingly used, as the comfort they provide to environments is of utmost necessity today. When operating this equipment, in addition to ir conditioning the rooms also release extra heat, which is dissipated without use, thus the work seeks a solution to the problem. For this purpose, the calculation of the termal load was carried out from a pre-established environment, and subsequently the choice os an air condiotining unit that fullfills the need of the location, with information on the appliance and the regrigerante used by it, was calculated. Amound of heat dissipated. With this result, we sought to establish whether the amount would be enough to use for heating water for the shower in the residence for the use of the three residents of the place for ten minutes of bath each. With the amount of rejected heat calculated it was found that it would not be enough to heat the nececessary water.

KEYWORDS: Air conditioning, Thermal load, Heat, Heating, Utilization. 

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1. INTRODUÇÃO

Conforme a pesquisa feita pelo Ministério de Minas e Energia, em dezembro de 2018, o consumo de energia elétrica para condicionamento de ar nas residências brasileiras mais que triplicou nos últimos 12 anos.  Segundo o relatório do documento, houve um aumento considerável de posse de equipamentos nas residências brasileiras, bem como de 9,0% ao ano, no período de 2005 e 2017. Isso revela que cada vez mais o aparelho de ar condicionado está presente nos lares dos brasileiros (MME, 2018).

Em contrapartida, vale se atentar que embora o Brasil, por sua vez, seja um país tropical, é comum a maioria dos brasileiros recorrer ao chuveiro elétrico para aquecimento da água, gerando um alto consumo de energia somando ao uso do sistema de refrigeração. Para o consumidor, o impacto mais óbvio da utilização do chuveiro elétrico é o aumento na conta de energia, pois o mesmo corresponde a mais de 20% de todo o consumo residencial do país (TOMÉ, 2014).

Em face a essa realidade, considerando a notória redução dos recursos existentes no cotiando, torna-se indispensável à procura de ideias inovadoras que propiciem economia dos mesmos, proporcionando, desta forma, a sustentabilidade. Levantar questões referentes a produção de equipamentos com maior rendimento, também maneiras de que a população utilize da melhor forma possível as novas tecnologias e com preocupação ambiental (SAIDEL ET AL, 2000).  

Diante da necessidade de preservação ambiental a partir da diminuição do consumo de energia elétrica, este trabalho acadêmico se propõe discutir, a possibilidade de aproveitamento do calor dissipado pelo aparelho de ar condicionado para o aquecimento de água de chuveiro, o que pode gerar menor gasto com energia elétrica. Contudo, espera-se que com a criação de uma alternativa do uso do calor para aquecer a água melhore a eficiência energética.

1. Objetivos

Demonstrar a possibilidade de aproveitamento do calor gerado nos sistemas de refrigeração para o aquecimento da água do chuveiro, deste modo avaliar a melhoria da eficiência energética. Realizar o cálculo da carga térmica de um ambiente a ser estudado. Escolher o equipamento ideal para o ambiente. Apresentar uma proposta de aquecimento da água a partir do calor rejeitado pelo ar condicionado.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

1. Ambiente estudado

O ambiente a ser estudado é um dormitório suíte que faz parte de uma residência unifamiliar localizada na cidade de São Francisco de Itaboana, Rio de janeiro. As medidas e posição solar são apresentadas na Figura 1.

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FIGURA 1. Ambiente estudado. Fonte: o autor (2019).

1. Cálculo da carga térmica

Para o cálculo da carga térmica foram utilizados os critérios da NB-158 da ABNT, que possui uma forma simplificada com valores a se considerar já definidos.

1º Critério

Para uma primeira apresentação do ambiente a ser climatizado, foi elaborado um croqui, visto na Figura 1, além do croqui o ambiente possui as seguintes informações:

• 120 W de potência dos aparelhos presentes (1 televisão, 2 lâmpadas);
• Pé-direito: 2,7m;
• 1 pessoa (dormitório);
• Primeiro andar;
• 2 janelas com proteção externa (auxilia na proteção ao calor externo);

e 1 janela sem proteção.

• Parede: construção pesada (externas e internas).

2º Critério

Neste critério deve-se somar a área das janelas de acordo com a orientação de cada parede em metros quadrados (m²).

3º Critério

Neste passo deve ser feita a multiplicação das áreas das janelas pelos fatores já definidos, analisando se as janelas do ambiente possuem proteção externa, proteção interna ou se não possuem proteção. No caso do ambiente estudado as janelas apresentam proteção externa.

4ºCritério

Já neste momento soma-se os valores obtidos em (área x fator) como kCal/h (quantidade x fator). Como o ambiente estudado é um dormitório não será considerada a insolação.