Uma introdução aos aquecedores de água sem tanque

Escrito por Bob Formisano | Revisado por Richard Epstein

Em uma casa moderna com chuveiros grandes, máquinas de lavar de grande capacidade e talvez até mais de uma máquina de lavar louça, o aquecedor de água tradicional com um tanque de armazenamento pode não ser grande o suficiente para atender às demandas.

Ao decidir sobre uma atualização, considere fortemente um aquecedor de água sem tanque. Os aquecedores de água sem tanque, também conhecidos como aquecedores de água sob demanda, porque normalmente não armazenam água quente, geram água quente sob demanda, permanecendo inativos quando não há necessidade… O tipo que você escolher se baseia no uso pretendido e o uso pretendido terá ainda mais a ver com o custo dessas unidades. Os aquecedores de água sem tanque são oferecidos em dois modelos principais: versões para ponto de uso e para toda a casa. Em cada categoria, há modelos elétricos e modelos a gás natural ou propano. Algumas unidades sem tanque são dimensionadas para aquecer uma xícara de chá, enquanto outras fornecem água quente suficiente para dois ou mais banheiros. Além disso, a região do país em que você mora tem muito a ver com a quantidade de água quente que um aquecedor de água sem tanque pode produzir.

Como funciona um aquecedor de água sem tanque

O aquecedor de água sem tanque funciona aquecendo a água diretamente sob demanda, à medida que ela é necessária. Diferentemente dos aquecedores de água quente tradicionais que usam um tanque de armazenamento, as unidades sem tanque não têm tanques de armazenamento e, portanto, não têm perda de calor em espera – o calor perdido e a energia desperdiçada ao aquecer a água apenas para armazená-la em um tanque, uma falha característica dos aquecedores de água quente tradicionais. Evitar a perda de calor em standby é o principal motivo pelo qual os aquecedores de água sem tanque afirmam que são eficientes em termos de energia. Independentemente de um aquecedor de água sem tanque ser um ponto de uso, como na ilustração acima, ou uma unidade para toda a casa, eles funcionam da mesma maneira básica. A água fria entra na unidade e é aquecida por um elemento de aquecimento (trocador de calor), que é ligado por um interruptor ativado por fluxo. O trocador de calor pode ser uma serpentina de aquecimento por resistência elétrica ou um queimador a gás que usa gás natural ou propano. (As unidades a gás geralmente têm maior capacidade de aquecimento, e as unidades maiores para toda a casa geralmente são alimentadas a gás.

• O volume de água que a unidade precisa aquecer, medido como a taxa de fluxo em galões por minuto (GPM).
• A temperatura da água fria que entra na unidade.
• A temperatura desejada da água quente que sai da unidade.

São esses três fatores que determinam o tipo, o tamanho e, possivelmente, até mesmo o número de aquecedores de água sem tanque que você precisa.

Aquecedor de água sem tanque no ponto de uso

O aquecedor de água sem tanque de ponto de uso é relativamente pequeno e geralmente cabe dentro de um gabinete de pia ou em um armário. Normalmente, são aquecedores de uso dedicado, o que significa que a unidade atende a uma pia/ torneira ou a um chuveiro, etc. Os aquecedores de água sem tanque de ponto de uso são mais baratos do que as unidades para toda a casa e custam cerca de algumas centenas de dólares pela unidade (sem instalação). São boas opções para algumas aplicações, como quando o seu aquecedor de água padrão (com tanque) está em bom estado… mas não tem capacidade suficiente para atender a outros equipamentos.

Aquecedor de água sem tanque para toda a casa

As unidades para toda a casa?têm maior capacidade de vazão de GPM e podem atender à demanda de mais de um equipamento ao mesmo tempo. Por exemplo, uma unidade pode ter capacidade suficiente para atender a duas instalações de chuveiro ao mesmo tempo, ou uma máquina de lavar louça, uma pia de cozinha e uma torneira de água quente de lavatório ao mesmo tempo. Por que o número diferente de acessórios? Porque diferentes equipamentos usam quantidades diferentes de água. Alguns chuveiros podem usar seis vezes mais água do que uma torneira de banheiro. O tamanho e o número de aquecedores de água sem tanque para toda a casa de que você precisa serão determinados em grande parte pela vazão, que é determinada pelo número e pelos tipos de equipamentos que podem estar funcionando ao mesmo tempo. E os piores culpados são os chuveiros. É por isso que você pode precisar de mais de um aquecedor de água sem tanque para toda a casa conectado em paralelo para atender às suas demandas de água quente, especialmente para o uso simultâneo de chuveiros. As unidades para toda a casa são muito mais caras do que as unidades de ponto de uso e custam de várias centenas a vários milhares de dólares (sem instalação).

Considerando a temperatura da água subterrânea

Além do número e do tipo de instalações que deseja que sejam atendidas simultaneamente pelo aquecedor de água sem tanque, você também terá de considerar a temperatura da água subterrânea. Este gráfico delineia o que é geralmente aceito como a linha divisória fria/morna de aproximadamente 55 F de água subterrânea. Quanto mais fria a água subterrânea fica, menos água quente pode ser produzida por uma unidade para uma determinada taxa de fluxo de GPM. Isso significa que um aquecedor de água sem tanque em Michigan precisa ser de 33% a 50% maior do que na Flórida para atender ao mesmo número e tipos de instalações. Isso ocorre porque o aquecedor da unidade sem tanque precisa trabalhar mais para aquecer a água fria que entra… já que a água subterrânea que entra na unidade pode ser 30 F mais fria em Michigan (42 F) do que na Flórida (72 F).

Cálculo do aumento de temperatura

As três variáveis que devem ser consideradas no dimensionamento e na seleção da unidade incluem:

• O volume de água que a unidade precisa aquecer, medido em GPM.
• A temperatura da água fria que entra na unidade.
• A temperatura desejada da água quente que sai da unidade.

Determinar o aumento de temperatura desejado

A diferença entre a temperatura da água quente que sai do aquecedor e a água fria que entra na unidade é chamada de aumento de temperatura. Se você quiser um chuveiro de até 110 F e morar no sul da Flórida, onde a água subterrânea está a 72 F, precisará de um aumento de temperatura de 38 F (110-72=38). Assim, uma unidade poderia ser classificada com um aumento de temperatura de 33 F a 2,0 GPM. Com base nos dados do fabricante, essa mesma unidade também poderia fornecer um aumento de temperatura de 65 F a 1,0 GPM.

Cálculo da vazão

A Lei Federal de Política Energética de 1992 exigiu que todas as torneiras/chuveiros fabricados nos Estados Unidos tivessem uma vazão de no máximo 2,2 GPM a 60 PSI. Muitas vezes, é possível ficar abaixo de 2,2 GPM com aeradores de baixo fluxo, mas antes de 1992, as instalações mais antigas usavam muito mais água do que 2,2 GPM. Para determinar o GPM necessário, some quantas instalações sanitárias de cada tipo serão atendidas pelo aquecedor de água sem tanque:

Torneira para lavatório:

• Fluxo baixo: 0,5C1,5 GPM
• Atende aos padrões do Código/1992: 2,2 GPM
• Torneira anterior a 1992: 3,0C5,0 GPM

Torneira de cozinha:

• Baixo fluxo: não é apropriado para a limpeza de pratos
• Atende ao padrão do Código /1992: 2,2 GPM
• Torneira anterior a 1992: 3,0C7,0 GPM

Chuveiro:

• Fluxo baixo: 1,0C2,0 GPM
• Atende aos padrões do Código/1992: 2,2 GPM
• Torneira anterior a 1992: 4,0C8,0 GPM?

Como você pode ver, as torneiras e os chuveiros mais antigos, anteriores a 1992, podem exigir um fluxo de água muito grande. Portanto, para dimensionar com precisão o seu aquecedor de água, é necessário medir o fluxo real de água das torneiras e dos chuveiros. É útil fazer esse exercício simples para uma torneira de banheiro, um chuveiro e uma torneira de pia de cozinha – mesmo as relativamente novas. Como a Lei Federal de Política Energética de 1992 não é muito monitorada, houve problemas com torneiras que excederam suas classificações declaradas de 2,2 GPM. Se esse for o caso, você precisa saber antes de dimensionar e instalar o aquecedor de água sem tanque.

Dimensionamento do aquecedor (ou aquecedores) de água sem tanque

A esta altura, você já sabe o aumento de temperatura necessário (a temperatura desejada da água quente menos a temperatura da água subterrânea que entra é igual ao aumento de temperatura) e somou as vazões necessárias para todas as torneiras e chuveiros a serem aquecidos pela unidade que pode estar ligada ao mesmo tempo.

2 GPM), uma torneira de banheiro a 2,2 GPM e a torneira da cozinha a 2,2 GPM. Com base na seção anterior, é necessário um aumento de temperatura de 38 F se você mora no sul da Flórida. Portanto, você precisa de uma unidade para toda a casa capaz de lidar com 11 GPM (4+2,2+2,2+2,2=11) a uma elevação de 38 F, e você gostaria de um modelo elétrico. Isso indica que você precisaria de duas unidades desse tamanho para atender ao requisito de 11 GPM. Por outro lado, se você mora na metade norte do país – em Michigan, Maine ou Washington, por exemplo -, a água subterrânea que entra será muito mais fria do que a do nosso exemplo da Flórida. Provavelmente, pelo menos 30 F mais fria, o que significa que você estará procurando uma unidade que possa suportar um aumento de temperatura de 68 F. Quando precisar de uma unidade maior como essa, você terá de passar para um ou mais aquecedores de água sem tanque alimentados a gás ou propano.

Fabricantes de aquecedores de água sem tanque

Há muitos fabricantes que podem ser escolhidos para seu novo aquecedor de água quente sem tanque. A seguir estão alguns dos fabricantes a serem verificados:

• AO Smith
• Bosch?EUA
• Bradford White Corp.
• Chronomite Laboratories Inc.
• Eemax, Inc.
• Noritz America Corp.
• IndústriasPaloma
• Rheem Manufacturing
• Stiebel Eltron USA
• Takagi Industrial Co.

Outras ideias de economia de energia

Os aquecedores de água quente sem tanque, dimensionados e instalados corretamente, economizam bastante energia. Mas e se você quiser ir ainda mais longe? O Departamento de Energia tem estas sugestões para estratégias adicionais de economia de energia:

• Reduzir o uso de água quente
• Temperatura mais baixa de aquecimento da água
• Insolar tubulações de água quente
• Sistema de recuperação de calor da água de drenagem

Algumas boas ideias a serem consideradas, mas não se esqueça da mais óbvia: trocar as torneiras e chuveiros antigos, anteriores a 1992, pelos modelos atuais de 2,2 GPM.