vazao aquecedor de agua a gas

Aquecedor de 7 litros. Aquecedor de 21 litros. Aquecedor de 35 litros. Aquecedor de 47 litros. Este dado consta da Etiqueta Nacional de Conservação de Energia, mas o que isso quer dizer?

A capacidade de vazão de um aquecedor é uma forma de tentar apresentar a potência útil do aquecedor em termos mais fáceis de se entender. Afinal, um aquecedor de 25 quilowatts ou um de 50 mil quilocalorias por hora não nos diz muita coisa, não é mesmo? Litros é uma medida um pouco mais fácil de visualizar. Porém, não tão simples assim.

A unidade de capacidade de vazão do aquecedor é em litros por minuto ou l/min para abreviar. Essa é uma unidade teoricamente fácil de compreender. Se ligarmos uma ducha, colocarmos um balde debaixo dela, ligarmos por um minuto, e depois medirmos quantos litros tem no balde, verificamos a capacidade de vazão do aquecedor, certo?

Errado!

O método acima verificou a capacidade de vazão da própria ducha. Esta medida é influenciada também pela tubulação da residência, que pode ter curvas e outros traçados que afetam a vazão.

O aquecedor tem a função de esquentar a água. E onde está a temperatura da água nesta avaliação? Pouco lembrada, às vezes presente nas letras miúdas, verificamos que a capacidade de vazão do aquecedor é de (X) litros por minuto a 20º C de incremento de temperatura (normalmente abreviado como ∆ 20º C ou delta de 20 graus).

Esse incremento de 20º C, padronizado pela regulamentação brasileira de aquecedores de água a gás, em termos práticos significa que um aquecedor de digamos, 21 l/min, tem a capacidade de fornecer 21 litros por minuto de água 20º C mais quente do que a água que entrou no aparelho. Se você tem água fria que está a 15º C e programou o aquecedor para 35º C, você terá com este aparelho 21 litros por minuto de água na potência máxima.

Mas o que acontece se queremos essa água a 40º C? O aquecedor não vai fornecer?

Sim, ele vai. Mas a potência máxima, a capacidade de aquecimento de água gerada pelos queimadores do aquecedor, não muda. Se você está aumentando a necessidade de incremento de temperatura de 20º C (15 para 35) para 25º C (de 15 para 40), o aquecedor funciona, mas não são mais 21 litros por minuto. É uma regra de três: São 21 x 20 ÷ 25 = aproximadamente 16,5 litros por minuto.

Neste momento, a medida que foi pensada para facilitar a compreensão está dificultando, não é mesmo? Vamos fazer uma analogia a partir daqui para explicar algumas questões e dúvidas comuns sobre a capacidade de vazão, e outros assuntos correlatos, em aquecedores a gás.

Para facilitar vamos pensar em carros

Nós estamos mais familiarizados com carros do que com aquecedores, convivemos mais com eles. Então vamos imaginar que avaliar os aquecedores pelos litros por minuto seria como se ao comprar um carro, o escolhêssemos pela velocidade máxima em quilômetros por hora que ele pode alcançar. Temos, digamos, um carro-aquecedor de 120 km/h na loja para avaliar:

Na maioria das vezes vou andar só a 80 km/h. Ele me serve?

Esse carro-aquecedor pode tranquilamente andar a 80 km/h, a capacidade máxima é um indicador do patamar superior que ele pode chegar. Portanto, se você tem um aquecedor de 35 litros por minuto, mas quiser usar uma única ducha de 10 litros por minuto, você só está gastando água e gás equivalente ao seu uso, não à capacidade máxima do aparelho.

Certo, e se eu quiser andar a, digamos, 5 km/h?

Um carro com câmbio manual vai diminuindo a velocidade em uma parada de semáforo. Se não pisarmos na embreagem o que acontece? O motor “morre”, certo? Cada modelo de aquecedor tem uma vazão mínima para funcionar. Se você diminuir o fluxo de água abaixo de um certo ponto (que depende do modelo), o aquecedor apaga.

OK, vamos pisar fundo. Quero chegar aos 120 km/h!

Esses carros-aquecedores foram testados para chegar às suas velocidades máximas em condições padronizadas. O carro-aquecedor chega a 120 km/h em uma reta, plana e sem vento contrário. Em outras palavras, o aquecedor pode te dar a capacidade máxima em litros por minuto, com a alimentação de água e gás dentro dos parâmetros de pressão adequados, e, lembrando, com o incremento de 20º C.

Então não é possível andar a 120 km/h em todas as situações?

Se você estiver subindo uma estrada de serra íngreme, cheia de curvas fechadas, com o carro lotado e o porta malas cheio, consegue chegar na velocidade máxima? O motor vai chegar no seu limite e não vai conseguir desenvolver mais. Com o aquecedor acontece da mesma forma. Se a alimentação de gás ou de água estiver inadequada, se o incremento de temperatura for maior do que 20º C, o aquecedor irá “subir a ladeira”, mas não irá oferecer a mesma capacidade de vazão caso estivesse em “linha reta”. Possivelmente seu funcionamento seria de 60 ou 80 km/h.

Mas pode acontecer o contrário? Eu consigo andar a mais de 120 km/h com ele?

Em condições favoráveis, sim. Se você estiver descendo uma ladeira, a gravidade ajuda, claro. Mas nem sempre a estrada vai permitir isso com segurança. Em teoria, se você diminui o incremento de temperatura (por exemplo nos meses de verão), a capacidade de vazão do aquecedor pode ser maior, mas não é possível contar com um aumento muito grande, pois há um limite da quantidade de água quente que efetivamente vai passar pela tubulação.

Que problemas podem me impedir de atingir os 120 km/h?

Existem problemas com nosso carro, que podemos resolver, e problemas com a estrada, que estão além do nosso alcance. Pneus carecas ou murchos, combustível, óleo e manutenção nós podemos solucionar. Buracos na estrada, curvas fechadas, são pontos que precisamos contornar. No aquecedor, às vezes ele não atinge a capacidade máxima de vazão por problemas na instalação, por exemplo o uso de tubulações flexíveis que não permitem a passagem plena da água. Em outros casos, a pressão de gás pode estar ajustada inadequadamente, ou ainda o próprio medidor individual de gás está restringindo a passagem. Já algumas questões de hidráulica, como tubulações com traçados longos e com muitas curvas, de diâmetro reduzido ou sem isolamento adequado, podem levar à restrição na vazão ou em perda de pressão e temperatura no ponto de consumo. Caso o seu desempenho não esteja satisfatório, convém chamar um técnico qualificado para uma avaliação.

Se a velocidade máxima permitida é compatível, podemos com segurança atingir os 120 km/h, porém devemos ficar atentos e saber que a velocidade também traz seus riscos. Com o aquecedor, o que devemos nos atentar é que utilizar a capacidade de vazão máxima aumenta o nosso consumo de água e de gás. Sim, um banho quentinho com bastante água é muito confortável, mas devemos ser conscientes com o nosso planeta e o nosso bolso. Duchas de vazão entre 6 e 10 litros por minuto nos dão um desempenho de banho excelente e não são tão “gastonas”. Duchas de alta vazão também podem trazer um problema no escoamento. Se o ralo do box não tiver uma vazão compatível com a ducha, pode fazer a água transbordar.

Capacidade de vazão e a mistura de água

Este ponto é importante ao se falar de aquecedores mecânicos, ou de digitais de alta capacidade (geralmente se falando em aparelhos de capacidade acima de 23 litros por minuto).

A capacidade de vazão do aquecedor leva em consideração a possibilidade de mistura de água fria. Toda instalação de água quente com aquecedor utiliza um manípulo de água quente e um de água fria (exigência normativa para instalações cuja temperatura da água possa superar 40º C). Essa capacidade máxima pode ser atingida enviando água mais quente do que os 20º C de incremento e, com o uso do misturador, equilibrar a temperatura. Como no exemplo, abaixo:

vazao e mistura de agua

No caso de aquecedores mecânicos, que não se ajustam automaticamente de acordo com a vazão de água, a mistura no ponto de consumo é o jeito mais fácil de se acertar a temperatura da água de acordo com a sua preferência.

Sem analogias agora, o que significa mesmo a capacidade de vazão? Em termos técnicos.

A capacidade de vazão, como mencionado acima, está ligada à potência do aquecedor. A potência do aquecedor é a capacidade máxima de seus queimadores, que utilizam o gás combustível (GN ou GLP) para produzir calor.

Vamos dizer que temos um aquecedor de 29.000 quilocalorias por hora (kcal/h).

Esse aquecedor tem uma medida de eficiência que é o rendimento (também evidenciado na Etiqueta Nacional de Conservação de Energia). Nem toda a energia gerada consegue ser transmitida para a água na forma de calor, há uma certa perda de energia para o ambiente e para a estrutura do aquecedor, mas a maior parte da energia não absorvida sai junto com os produtos da combustão. Esse calor perdido na verdade é necessário para o bom funcionamento da exaustão, pois caso esses produtos da combustão esfriem eles se condensam (viram líquido) e geram corrosão nos dutos e no aquecedor.

Nosso aquecedor de exemplo tem 86% de rendimento (o que lhe coloca na classificação A de eficiência no Programa Brasileiro de Etiquetagem). Com 86% de rendimento, a potência útil dele é 29.000 x 86% = 24.940 kcal/h.

Uma caloria é a energia necessária para aquecer 1g de água em 1º C (à pressão de 1atm). 1g de água é igual a 1ml, e, portanto, 1 quilocaloria (x1000) aquece 1000ml (1 litro) de água em 1º C. Sendo assim:

29.000 kcal/h
x 86% eficiência
= 24.940 kcal/h
÷ 20 20ºC de incremento
= 1.247 kcal/h
÷ 60 minutos em 1 hora
= 20,8 litros por minuto

Este é um aquecedor com capacidade de 21 litros por minuto de acordo a padronização adotada pela certificação no Brasil. Mas, no caso de necessitarmos de um incremento de 25º C na temperatura da água, qual seria a capacidade máxima que poderíamos esperar deste aquecedor?

29.000 kcal/h
x 86% eficiência
= 24.940 kcal/h
÷ 25 25ºC de incremento
= 997,6 kcal/h
÷ 60 minutos em 1 hora
= 16,6 litros por minuto

Aproximadamente 16,5 litros por minuto, como obtivemos na simples “regra de três” citada acima. Este raciocínio nos indica que os aquecedores podem ter desempenhos diferentes dependendo da região onde estão sendo utilizados, pois em regiões de clima mais frio e/ou determinadas épocas do ano o incremento de temperatura desejado pode ultrapassar os 20º C.

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Privilégio de vazão ou privilégio de temperatura em aquecedores digitais

Esta é uma característica de aquecedores um pouco mais difícil de ser avaliada pois dificilmente ela se encontra em materiais de divulgação, normalmente sendo domínio do conhecimento dos vendedores e técnicos responsáveis pela instalação.

Em aquecedores mecânicos e em alguns aquecedores digitais, se diz que o aparelho “prioriza a vazão”. Isso significa que, se o aquecedor já chegou em sua potência máxima e a demanda de água dos pontos de consumo aumenta, o aparelho não restringe automaticamente a vazão de água (a não ser, claro, pela limitação “natural” de sua tubulação). Isso significa que o atingimento da temperatura desejada pode ser afetado:

Já alguns aparelhos digitais possuem um dispositivo para priorização da temperatura, conhecido como “servoválvula”. Esse dispositivo analisa a temperatura de saída da água com relação à demanda de vazão e a sua potência máxima. No caso, se a placa eletrônica deste aquecedor detecta que a demanda no momento implicaria em queda de temperatura, a servoválvula fará a restrição da vazão ao(s) ponto(s) de consumo(s) de forma a manter a temperatura ajustada.

Mais uma vez, se ilustra a questão física de que potência, capacidade de vazão e incremento de temperatura estão interligados e que um aumento na demanda de vazão implica na queda da temperatura. A diferença entre os dois tipos de aparelho é se o ajuste de vazão para não causar queda na temperatura é automático (determinado pelo aquecedor) ou manual (determinado pelo usuário).

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