O consumo de energia elétrica de aquecedores e torneiras elétricas

As diretrizes para um método de determinação do consumo de energia elétrica.

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Da Redação –

Um aquecedor instantâneo de água pode ser definido como um aparelho elétrico de aquecimento instantâneo de água, de saída aberta ou fechada, instalado em um ponto de utilização ou sub-ramal hidráulico que alimenta um ou vários pontos de utilização, podendo sua vazão ser controlada por registro instalado a montante (saída aberta) ou a jusante (saída fechada) do aparelho.

Alguns aparelhos não necessitam ter sua vazão controlada. A torneira elétrica é um aparelho elétrico de aquecimento instantâneo de água, de saída aberta ou fechada, instalado em um ponto de utilização, sendo sua vazão controlada por registro incorporado pelo fabricante ao aparelho.

O sistema de água quente em uma edificação é totalmente separado do sistema de água fria. A água quente deve chegar em todos os pontos de consumo desejados com temperatura e pressão adequadas para o funcionamento dos equipamentos (chuveiros, misturadores de lavatórios, de pias, etc.).

Os sistemas de água quente podem ser classificados em: individual, central privado e central coletivo. Chama-se de sistema individual quando um equipamento alimenta um único aparelho.

No sistema central privado um só equipamento é responsável pelo aquecimento de água que será distribuída em pontos de consumo de uma casa ou um apartamento. Os aquecedores elétricos podem ser de dois tipos: de passagem: são os chuveiros elétricos comuns ou as torneiras elétricas de lavatórios e de pias de cozinha que são pouco eficientes e consomem muita energia elétrica; e os de acumulação: conhecidos também como boilers elétricos.

A NBR 14015 — Aquecedores instantâneos de água e torneiras elétricas — Determinação do consumo de energia elétrica especifica um método para a determinação do consumo de energia elétrica, na tensão nominal, e procedimentos para a determinação do consumo mensal mínimo e consumo mensal máximo de energia elétrica, para aquecedores instantâneos de água e torneiras elétricas utilizados em edificações. Para o caso do consumo mensal máximo de energia elétrica, este método apresenta, também, o procedimento para se obter o incremento de temperatura na vazão de 0,05L/s.

Pode-se definir o consumo mensal mínimo como o que um aquecedor instantâneo de água ou uma torneira elétrica apresenta por minuto de utilização diária, ao longo de 30 dias, regulado para um incremento de temperatura da água de 10 °C, em média, com vazão maior ou igual a 0,05L/s. A potência elétrica para esta condição é denominada potência econômica. O consumo mensal máximo é o que um aquecedor instantâneo de água ou uma torneira elétrica apresenta por minuto de utilização diária, ao longo de 30 dias, regulado para aquecer ao máximo a água, na vazão de 0,05L/s.

A instalação deve ser capaz de fornecer corrente alternada, substancialmente senoidal, com frequência de 50Hz ou 60Hz e no mínimo 50A de intensidade, em regime permanente, nas tensões nominais do aparelho. Para execução dos ensaios, a tensão de alimentação deve ser estabilizada nos valores padronizados, permitindo variação de ± 1%. A instalação deve dispor de dispositivos para manobra e proteção da alimentação elétrica dos aparelhos. A instalação deve dispor de sistema de aterramento conforme a NBR 5410 — Instalações elétricas de baixa tensão.

Para a realização dos ensaios abordados nesta norma, são necessários os instrumentos caracterizados em 4.1.2.1 a 4.1.2.6 da norma, os quais estão separados pela grandeza a medir. Outros instrumentos de medida, necessários para a monitoração dos ensaios, não são apresentados.

Para medição da intensidade da corrente demandada pelo aparelho durante seu funcionamento, deve ser usado instrumento com resolução de 0,1A. Para a medição da intensidade da corrente demandada pelo aparelho, controlado eletronicamente, este instrumento deve fazer a leitura do valor eficaz da corrente (r.m.s).

Para a medição da temperatura da água na entrada, deve ser usado instrumento com resolução de 0,1 °C. O ponto de medição deve estar localizado (20 ± 0,5) cm a montante do corpo de prova, em trecho de tubo com diâmetro nominal DN15.

Para a realização de procedimentos para a determinação do consumo mensal máximo de energia elétrica, instalar o corpo de prova na bancada de ensaio descrita em 4.1.1 na norma, mantendo desligado o dispositivo de alimentação elétrico. Comutar a potência elétrica do chuveiro para a condição de maior potência disponível.

Para aparelhos com modulação automática de potência, ajustar a temperatura da água na entrada para obter a maior potência disponível no aparelho. Regular o fornecimento de água para a vazão de 0,05L/s e acionar o dispositivo de alimentação elétrica.

Caso algum dispositivo de segurança atue durante o ensaio, na vazão de 0,05L/s, diminuir a temperatura da água na entrada do aparelho ou aumentar a vazão, de forma que o dispositivo mantenha o aparelho eletricamente em funcionamento. Caso o aparelho ainda não funcione eletricamente, encerrar o ensaio e anotar no relatório: “não funciona nas condições estabelecidas”, descrevendo o ocorrido.

Medir os valores da temperatura da água na entrada (Te) e na saída (Ts), quando suas leituras estiverem estabilizadas. Calcular a diferença entre estes valores medidos (Ts – Te). Desligar o dispositivo de alimentação elétrica e aguardar que a água na saída do corpo de prova apresente temperatura com valor igual ao da entrada.

Acionar novamente o dispositivo de alimentação elétrica, iniciando, neste instante, a medição do tempo (t1) necessário para aquecer a água do mesmo incremento de temperatura calculado em 4.4.3 na norma. Proceder, ainda, à leitura dos valores da tensão (E) e da corrente elétrica (I).

Calcular o consumo mensal máximo de energia elétrica pela equação apresentada em 4.3.8, onde W é o consumo mensal máximo, expresso em quilowatts hora. Repetir o procedimento disposto em 4.4.4 a 4.4.6 na norma, de modo a obter três valores para o consumo mensal máximo. Calcular a média aritmética destes valores.

O relatório contendo os resultados do ensaio deve consignar algumas informações. Por exemplo, a completa identificação do aparelho ensaiado deve abranger os seguintes dados: nome e CNPJ do fabricante ou fornecedor; marca do fabricante (quando houver); modelo do chuveiro; potência nominal; tensão nominal.

Quanto ao consumo mensal mínimo, devem ser indicados os valores medidos do tempo, da corrente e da tensão, os valores calculados do consumo e o valor da média aritmética deste último. Esta média aritmética é o consumo mensal mínimo, que deve ser expresso em quilowatts hora, com um algarismo significativo após a vírgula. Complementarmente, deve ser informada a vazão de água no aparelho.

Para o consumo mensal máximo, devem ser indicados os valores medidos do tempo, da corrente e da tensão, os valores calculados do consumo e o valor da média aritmética deste último. Esta média aritmética é o consumo mensal máximo, que deve ser expresso em quilowatts hora, com um algarismo significativo após a vírgula.

Deve ser ressaltado que o fornecimento de água quente representa uma necessidade nas instalações de determinados aparelhos e equipamentos ou uma conveniência para melhorar as condições de conforto e higiene em aparelhos sanitários de uso comum. Quando uma mesma instalação deve fornecer água em temperaturas diferentes nos diversos pontos de consumo, faz-se o resfriamento com um aparelho misturador de água fria ou o aquecimento com um aquecedor individual no local de utilização.

Para o sistema individual ou local, se produz água quente para um único aparelho ou no máximo, para aparelhos do mesmo ambiente. São aparelhos localizados no próprio banheiro ou na área de serviço. Como exemplo pode-se citar o chuveiro elétrico. Para este sistema não existe a necessidade de uma rede de tubulações para água quente, visto que os aparelhos estão geralmente nos ambientes em que são utilizados.

Os aquecedores são instantâneos (de passagem). Este sistema é mais utilizado em edificações de baixa renda, pois o investimento inicial é baixo. A instalação da rede de água quente aumenta o custo da edificação.

No sistema central privado (domiciliar) se produz água quente para todos os aparelhos de uma unidade residencial (casa ou apartamento). Esta modalidade se torna vantajosa em prédios de apartamentos onde exista dificuldade de rateio na conta de energia e manutenção, que será de responsabilidade de cada condômino.

O sistema central privado utiliza basicamente os seguintes tipos de fontes de energia: eletricidade, óleo combustível, gás combustível, lenha e energia solar. Os aparelhos de aquecimento para este sistema podem ser instantâneos (ou de passagem), onde a água vai sendo aquecida à medida que passa pelo aparelho (sem reserva), ou de acumulação, onde a água é reservada e aquecida para posterior uso.

Para este sistema de aquecimento, deve haver uma prumada de água fria exclusiva, com dispositivo que evite o retorno da água do interior do aquecedor em direção à coluna de água, tal como o sifão térmico. Os aquecedores deverão ainda contar com dispositivo para exaustão dos gases e os ambientes onde os mesmos serão instalados devem obedecer às normas quanto à adequação de ambientes.

No sistema central coletivo se produz água quente para todos os parelhos ou unidades da edificação. O aparelho de aquecimento é normalmente situado no térreo ou subsolo, para facilitar a manutenção e o abastecimento de combustível.

O abastecimento de água neste caso também é feito através de uma prumada exclusiva. Estes aparelhos (comumente denominados de caldeiras) podem apresentar dispositivos para a troca do energético alimentador (sistema de backup); assim tem-se caldeira a gás e eletricidade num mesmo aparelho, proporcionando a alternância da fonte de energia.

Como nos aquecedores de acumulação para central privada, o reservatório pode estar situado conjuntamente com o gerador ou não, dependendo do espaço físico destinado ao aparelho. Assim, pode-se ter o gerador no pavimento térreo ou subsolo e o reservatório na parte superior da edificação (cobertura).

 



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