Calculadora de volume de reservatório de água quente e potência de aquecimento (preliminar)

Qual tamanho de reservatório de água quente preciso?

O reservatório deve conter água suficiente para cobrir o consumo de água quente em sequência na hora mais movimentada do dia. O cálculo tem três etapas.

1. Demanda diária. Número de pessoas multiplicado pelo consumo por pessoa: V_day = N × q.

2. Converter para a temperatura de armazenamento. Um chuveiro usa água a 40 °C, mas o reservatório é mantido a 60 °C. Como a água quente é misturada com fria, a retirada do reservatório é menor: V_store = V_day × (t_use − t_cold) / (t_store − t_cold).

3. Período de pico. A parte do consumo diário retirada em sequência (banhos de manhã, por exemplo) determina o reservatório. Nem toda a água armazenada pode ser retirada na temperatura desejada, portanto divida pela fração útil: V = V_store × fração de pico / fração útil.

Exemplo

Uma residência com três pessoas consome 50 litros de água a 40 °C por pessoa por dia. A água da rede está a 10 °C e o armazenamento a 60 °C. A demanda diária é 150 L e seu equivalente na temperatura de armazenamento é 150 × 30 / 50 = 90 L. Se 60 % forem consumidos de manhã, 54 L, e a fração útil for 80 %, o volume necessário é 67,5 L. Escolha o tamanho imediatamente superior.

Potência e tempo de aquecimento

Aquecer um litro de água em um grau requer 1,163 Wh. Portanto, τ = 1,163 × V × ΔT / P (V em litros, P em watts, τ em horas). Um reservatório de 80 litros aquece de 15 °C a 60 °C com uma resistência de 2 kW em 1,163 × 80 × 45 / 2000 = 2,1 horas e consome 4,2 kWh.

Quantos kW um aquecedor instantâneo precisa?

Sem armazenamento, a água precisa ser aquecida enquanto escoa e a potência depende da vazão: P = 1,163 × V̇ × ΔT (V̇ em litros por hora). Elevar 10 litros por minuto de 10 °C para 40 °C requer 20,9 kW. Por isso, aquecedores elétricos instantâneos consomem correntes elevadas e caldeiras a gás combinadas são dimensionadas com maior potência para água quente do que para aquecimento.

Por que armazenar a 60 °C?

A bactéria da legionela pode se multiplicar em água morna. Por isso, sistemas de acumulação costumam ser mantidos a 60 °C ou mais e a água é misturada com fria no ponto de uso. Uma temperatura de armazenamento maior também fornece mais água útil do mesmo reservatório.

Limites

O consumo por pessoa é a entrada mais incerta e varia várias vezes conforme os hábitos. Para edifícios de apartamentos, hotéis e construções semelhantes, demanda simultânea, perdas de circulação e capacidade de recuperação são tratadas em conjunto. Esta ferramenta fornece apenas uma primeira estimativa na escala de uma residência.

Perguntas frequentes

Qual tamanho de reservatório de água quente é necessário para 4 pessoas?

Para 4 pessoas com consumo diário definido como 40 L por pessoa a 60 °C, o armazenamento a 60 °C exige cerca de 106,7 L. Isso considera água fria a 10 °C, fração de demanda de pico de 50 % e volume útil de 75 %. Essas são hipóteses de exemplo, e a demanda real e as perdas de circulação exigem avaliação separada.

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Quanto tempo um aquecedor leva para aquecer a água?

Aquecer 80 L de água de 10 °C a 60 °C com um aquecedor de 2 kW e rendimento de 100 % leva cerca de 2,326 horas. A estimativa considera potência constante e temperatura uniforme da água. O calor perdido pelo reservatório e pelas tubulações pode aumentar o tempo real.

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