COMPARAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA A GÁS, HÍBRIDO E SOLAR

COMPARAÇÃO ENTRE SISTEMAS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA A GÁS, HÍBRIDO E SOLAR

THAÍS ABREU NUNES

Trabalho apresentado à Universidade Federal do ABC, como parte dos requisitos necessários à aprovação na disciplina “EN3431 – Energia de Sistemas Solares Térmicos”.

Professor: Dr. Sérgio Henrique Ferreira de Oliveira

Santo André, 2014

Sumário

1 INTRODUÇÃO 4

2 OBJETIVO 4

3 SISTEMAS 4

3.1 Gás 4

3.1.1 Aquecedor por passagem 5

3.1.2 Aquecimento a gás por acumulação 6

3.2 Híbrido (Solar e elétrico) 7

3.3 Solar 9

3.3.1 Coletores planos com cobertura 10

3.3.2 Coletores planos sem cobertura 10

3.3.3 Coletores a vácuo 11

4 CONCLUSÕES 12

5 BIBLIOGRAFIA 13

1 INTRODUÇÃO

Ao projetar, construir ou reformar habitações o fornecimento de água quente costuma gerar polêmica. Considerado um dos grandes vilões do consumo residencial de energia elétrica, é alvo de estudos e defendido por especialistas, associações e outras entidades nas suas variadas formas de utilização.

Enquanto uns defendem o aquecimento por meio da energia solar, outros sustentam o chuveiro elétrico como o mais eficiente e outros ainda apostam no aquecimento a gás natural.

É complicado dizer qual o melhor aquecedor de água. Não há um melhor, mas sim produtos diferentes que podem suprir as necessidades específicas de cada usuário, com variações razoáveis acerca de consumo, capacidade, dimensões e praticidade, entre outras variáveis.

2 OBJETIVO

Este trabalho objetiva a comparação entre sistemas de aquecimento de água a gás, híbrido e solar, a fim de identificar a melhor opção, em termos econômicos, ambientais e de eficiência, para implantação em residências.

3 SISTEMAS

Abaixo serão discutidos os principais sistemas comerciais para aquecimento de água. Serão apresentadas vantagens e desvantagens bem como a opinião de alguns especialistas.

3.1 Gás

O sistema de aquecimento de água a gás é mais utilizado nas grandes cidades, pois seu custo de instalação é menor quando comparado a um sistema solar, além de mais eficiente em regiões onde a irradiação não é constante ou com pouca previsibilidade.

Segundo o diretor técnico da Associação Brasileira de Aquecimento a Gás (Abagas), Pablo Matsuo, fazendo uma comparação direta entre o chuveiro elétrico e o aquecedor a gás, há uma economia de 23% do segundo em relação ao primeiro, levando em consideração gastos com energia elétrica e com o GLP.

O aquecedor a gás possui um queimador que pode ser comparado a de um fogão, envolvido por uma serpentina, onde a água circula e é aquecida. A intensidade da chama que esquentará a água é medida por um pressostato que possui um sensor na rede, sendo responsável por comandar a passagem de água no queimador.

A água que será aquecida pelo sistema a gás pode ser feita de duas maneiras diferentes. Aquecedor por passagem ou por acumulação, detalhados a seguir.

3.1.1 Aquecedor por passagem

O aquecedor a gás possui um queimador semelhante ao de um fogão envolvido por uma espécie de serpentina onde circula a àgua que irá ser aquecida. Ao ser acionado, este fogo é controlado automaticamente por um pressostato que possui um sensor na rede de água e uma válvula que controla a passagem do gás para o queimador, quando a água fria passa por um sistema de serpentina distribuída ao redor da câmara de combustão (local onde a chama fica acessa). Desta forma a água é aquecida gradualmente, à medida que passa pelo aparelho. Neste sistema não há necessidade do aparelho ter um reservatório por acumulação, portanto, o consumo da água é imediato.

O funcionamento do aparelho ocorre quando é aberto um ponto de consumo de água. A chama é acesa quando a água entra pelo aquecedor e movimenta uma peça fazendo com que o gás seja liberado, e simultaneamente ao acionamento do gás a unidade eletrônica (pilha) recebe um comando para produzir uma faísca e assim acendendo o fogo (a chama). Além de produzir a faísca, a pilha também tem a função de manter a válvula do gás aberta para que o fogo continue aceso durante o tempo todo que o ponto de água estiver aberto.

Figura 1 - Aquecimento a gás por passagem.

3.1.2 Aquecimento a gás por acumulação

A segunda maneira para o aquecimento a gás é atraves dos aparelhos por acumulação, conhecido como boilers, eles necessitam de um reservatório de acumulação (como o próprio nome já diz). Isto é, cada aparelho apresenta um cilindro vertical onde a água fica armazenada, e onde é aquecida pela chama (que é produzida em um tubo no centro do cilindro). O controle do aquecimento da água é feito por meio de um termostato que mantém automaticamente a temperatura dentro dos limites estabelecidos, enquanto que a perda do calor é controlada pelo revestimento térmico existente no cilindro. Com este sistema de aquecimento o consumo da água pode ser imediato (conforme a regulagem) ou para consumo posterior.

O funcionamento se deve a chama que fica acesa o tempo todo, conhecida como chama piloto (não necessita de energia elétrica), mantendo a água sempre em aquecimento. Pode ser regulada (para uma chama maior) minutos antes do uso para que a água fique mais quente. Ou a chama pode ficar o tempo todo em um nível superior para que a água sempre esteja quente, consequentemente o consumo do gás será maior. A quantidade de litros de água aquecida depende do tamanho do reservatório, portanto, a água quente é limitada.

Figura 2 - Aquecimento a gás por acumulação.

3.2 Híbrido