Klein

A utilização de aquecedores individuais de passagem foi difundida principalmente pela facilidade de implantação em residências e a necessidade de pouco espaço a ser ocupado, se

comparados aos sistemas de acumulação. Além da facilidade em individualização da conta de gás combustível e a opção do construtor em transferir para o morador a responsabilidade na aquisição do equipamento.

Os aquecedores instantâneos ou de passagem são aparelhos que funcionam para atender um consumo imediato, apenas a demanda no instante da solicitação. O acionamento destes aparelhos é feito por meio do fluxo da água que percorre pela tubulação, ocorrendo no momento da solicitação de água no ponto de consumo, e acaba quando o ponto de consumo é fechado, quando desligado o aparelho. Na existência de sistemas de recirculação, quando a distância do aquecedor até os pontos de consumo causam desconforto aos usuários, as bombas utilizadas fazem a operação de acionamento e desligamento do aparelho por meio do fluxo. O acionamento e o desligamento do queimador nos aquecedores de passagem são feitos por meio de um queimador piloto que fica constantemente aceso para, quando solicitado, inflar o queimador principal. Contudo, novas tecnologias permitem que este acionamento seja feito através da ignição provocada por uma pilha, ou por uma fonte de energia elétrica, permitindo que o sistema não mantenha um consumo de gás permanente, inutilizando a função do queimador piloto.

Os aquecedores de passagem que utilizam gás e possuem o queimador piloto não são mais comercializados, pois possuem custos de operação maior que os sem chama piloto, que é um dos equipamentos mais utilizados entre os aquecedores a gás.

Podemos simplificar o conceito dos aquecedores de passagem visualizando-o como uma serpentina, onde a água que passa por dentro é aquecida por meio do calor gerado pelo queimador localizado na parte de baixo do equipamento, conforme a Figura 10.

Figura 10 – Esquema de funcionamento dos aquecedores a gás Fonte: Chaguri (2001)

Além da serpentina e do queimador, o aquecedor de passagem é constituído de um sistema de controle de fluxo e segurança - que faz o acionamento e o bloqueio de água e gás - e um sistema de exaustão, por meio de elementos fixos, permitindo a saída dos gases queimados para a chaminé da forma mais eficiente.

Devido à sensibilidade dos dispositivos de controle e segurança que reduz os riscos de operação, e às perdas de carga do aparelho, estes funcionam com uma pressão mínima na entrada de água fria, podendo variar de 5 a 20 mca (0,5 a 2,0 bar), o que dificulta a sua aplicação em redes com pouca pressão de água, como é o caso de casas e andares altos de edifícios. Em alguns casos é realizada a pressurização dos últimos andares apenas para possibilitar a instalação de aquecedores de passagem.

Este equipamento, apesar da economia gerada, se comparado com os sistemas de acumulação, possui limitações físicas em função da relação vazão instantânea da água que passa pelo aparelho, da potência e da temperatura.

Essa limitação de vazão pode ser restritiva quando se deseja dimensionar o sistema para o consumo simultâneo de diversos pontos de aquecimento, ou até mesmo a utilização para aquecimento de banheiras, quando são necessárias grandes vazões para o enchimento em pequeno espaço de tempo.

Alguns modelos de aparelhos possuem dispositivos que variam a potência conforme a vazão solicitada, o chamado chama modulável. Com isso, evita-se que pequenas vazões gerem

consumos desnecessários, ou que um superdimensionamento do aparelho resulte em aumento de consumo. Para o dimensionamento dos aquecedores de passagem é importante analisar o rendimento desses aparelhos, sendo o “rendimento de um aparelho [...] dado pela razão entre

o poder calorífico superior do gás combustível usado e a quantidade de calor transferida para a água” (BRESOLIN, 2002).

Devido a esta característica, os aquecedores são dimensionados para o pico de consumo, no instante em que ocorre a maior vazão.

Estes aparelhos, apesar de considerados por muitos autores como aquecedores individuais, podem ser aplicáveis em sistemas coletivos de aquecimento, aquecimento de piscina e outras aplicações específicas, desde que consideradas as características especificidades dos aparelhos.

O aquecimento de passagem coletivo é utilizado quando a somatória das potências dos aquecedores de passagem é maior que a demanda de energia calculada para o horário de pico do sistema.

Para esta aplicação, os aquecedores de passagem utilizam trocadores de calor, principalmente devido à limitação de vazão dos aparelhos, com o objetivo de transferir a energia gerada pelos aquecedores para a água de consumo. Com isso, não há contato da água do sistema de distribuição, que atende os pontos de consumo, com a água do sistema de aquecimento, que interliga os aquecedores com os trocadores de calor.

Na Figura 11 há um exemplo de um sistema instalado em um edifício com aproximadamente 130 metros de altura, onde cada dois trocadores de calor atendem uma região específica do edifício, com pressões de trabalho distintas.

Figura 11 – Exemplo de um sistema de aquecimento central de passagem Fonte: Acervo próprio

Com isso, os aquecedores de passagem mantêm a rede de distribuição de água quente sempre aquecida, sem a necessidade de reservatórios térmicos.

Em alguns casos específicos pode-se calcular o volume da rede de distribuição de água quente e computá-la como volume armazenado no cálculo do sistema central coletivo de aquecimento de água quente..

Com relação às limitações de instalação em ambientes confinados ou em banheiros, segundo a ABNT NBR 13103 (2006), para a instalação de um aquecedor a gás é possível a utilização de aquecedores do tipo fluxo balanceado. O sistema de fluxo balanceado, conforme Figura 12, consiste de um sistema hermeticamente fechado, não havendo contato entre o interior do aparelho e o ambiente, sendo que a sucção de ar e a exaustão dos gases queimados ocorrem com o ambiente externo, conforme a localização da chaminé.

Figura 12 – Exemplo de aquecedor de Fluxo Balanceado Fonte: Chaguri (2001)

Dessa forma, evita-se a contaminação do ambiente com as emissões de monóxidos de carbono gerados pela combustão do aquecedor.