Uma introdução aos aquecedores de água sem tanque

Jorge Garcia

28 mai 2021 • 9 min de leitura

A água fria que entra na unidade é chamada de aumento de temperatura — 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.

Em uma casa moderna com chuveiros expansivos, máquinas de lavar de grande capacidade e talvez até mais de uma lava-louças, o aquecedor de água tradicional com tanque de armazenamento pode não ser grande o suficiente para atender às demandas. Ao decidir sobre uma atualização, leve em consideração um aquecedor de água sem tanque. Aquecedores de água sem tanque, também conhecidos como aquecedores de água sob demanda, porque geralmente não armazenam água quente, criam água quente sob demanda, permanecendo inativos quando não há necessidade. O tipo que você seleciona é baseado em seu uso pretendido - e seu uso pretendido terá ainda mais a ver com o custo dessas unidades.

Mas, apesar de todo o entusiasmo em torno desses aparelhos, existem algumas limitações e compensações a serem consideradas antes de você realmente decidir se um aquecedor de água quente sem tanque é para você. Mas considere sua escolha com cuidado; usados indevidamente, são decepcionantes e caros.

Os aquecedores de água sem tanque vêm com dois designs principais: versões para ponto de uso e para toda a casa. Em cada categoria, existem 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.

Há muitos fatores a serem considerados com essas unidades, então os exemplos a seguir mostrarão o que você precisa saber.

Como funciona um aquecedor de água sem tanque

O aquecedor de água sem tanque funciona aquecendo água diretamente quando necessário, conforme necessário. Ao contrário dos aquecedores de água quente tradicionais que usam um tanque de armazenamento, as unidades tankless não têm tanques de armazenamento e, portanto, não têm perda de calor em espera - o calor perdido e energia desperdiçada pelo aquecimento de água apenas para armazená-la em um tanque, uma falha de caráter dos aquecedores de água quente tradicionais. Evitar a perda de calor em modo de espera é principalmente como os aquecedores de água sem tanque afirmam ser eficientes em termos de energia.

Quer um aquecedor de água sem tanque seja 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 de fluxo ativado. O trocador de calor pode ser bobinas de aquecimento por resistência elétrica ou um queimador a gás usando gás natural ou propano. (As unidades a gás geralmente têm mais capacidade de aquecimento, e as unidades maiores de toda a casa são normalmente movidas a gás.)

Existem três variáveis que devem ser consideradas no dimensionamento da unidade.

O volume de água que a unidade deve 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 saindo da unidade.

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

Aquecedor de água sem tanque no ponto de uso

O aquecedor de água tankless point-of-use é relativamente pequeno e normalmente caberá dentro de um armário de pia ou em um armário. Eles são normalmente aquecedores de uso dedicado, o que significa que a unidade serve uma pia / torneira ou um chuveiro, etc.

Aquecedores de água sem tanque no ponto de uso são mais baratos do que unidades de uma casa inteira e custam cerca de algumas centenas de dólares pela unidade (sem instalação). Eles são boas escolhas para algumas aplicações, como quando seu aquecedor de água padrão (com tanque) está em bom estado, mas não tem capacidade suficiente para servir acessórios extras.

Aquecedor de água sem tanque para toda a casa

As unidades de toda a casa têm capacidade de taxa de fluxo GPM mais alta e podem lidar com a demanda por mais de um acessório por vez. Por exemplo, uma unidade pode ter capacidade suficiente para lidar com dois chuveiros ao mesmo tempo, ou uma máquina de lavar louça, pia de cozinha e torneira de água quente ao mesmo tempo. Por que o número diferente de luminárias? Porque diferentes aparelhos usam diferentes quantidades 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 a casa inteira de que você precisa serão em grande parte determinados pela taxa de fluxo, que é determinada pelo número e tipos de acessórios que você pode ter em funcionamento 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 em uma casa inteira conectado em paralelo para atender às suas demandas de água quente, especialmente para uso simultâneo no chuveiro.

As unidades de uma casa inteira 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 tipo de luminárias que você deseja atender simultaneamente pelo aquecedor de água sem tanque, você também deverá considerar a temperatura da água subterrânea. E isso é determinado pelo local do país em que você mora.

Este gráfico delineia o que é geralmente aceito como a linha divisória fria / quente de cerca de 13°C de águas subterrâneas. Quanto mais fria a água subterrânea fica, menos água quente pode ser produzida por uma unidade para uma determinada taxa de fluxo GPM. Isso significa que um aquecedor de água sem tanque em Michigan precisa ser 33 a 50 por cento maior do que na Flórida para atender ao mesmo número e tipos de acessórios.

Isso ocorre porque o aquecedor da unidade sem tanque tem que trabalhar mais para aquecer a água fria que entra, uma vez que a água subterrânea que entra na unidade pode ser -1°C mais fria em Michigan (6°C) do que na Flórida (22°C).

O aquecedor de água sem tanque funciona aquecendo água diretamente quando necessário, conforme necessário.

Vamos ver como isso realmente afeta a determinação do tamanho da unidade e o aumento da temperatura.

Calculando o aumento de temperatura

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

O volume de água que a unidade deve aquecer, medido como GPM .
A temperatura da água fria que entra na unidade.
A temperatura desejada da água quente saindo da unidade.

Determine 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 deseja um banho de até 43°C e mora no sul da Flórida com águas subterrâneas a 22°C, é necessário um aumento de temperatura de 3°C (110-72 = 38).

Um aquecedor de água sem tanque é dimensionado classificando seu aumento de temperatura em um determinado GPM. Portanto, uma unidade poderia ser avaliada em um aumento de temperatura de 1°C a 2,0 GPM. Com base nos dados do fabricante, esta mesma unidade também pode fornecer um aumento de temperatura de 18°C a 1,0 GPM.

Veja, quanto mais lento o fluxo de água na unidade, mais a água pode ser aquecida.

Calculando a taxa de fluxo

A Lei de Política Energética Federal de 1992 exigia que todas as torneiras / chuveiros fabricados na Europa tivessem uma taxa de fluxo de no máximo 2,2 GPM a 60 PSI. Freqüentemente, você pode obter menos de 2,2 GPM com aeradores de baixo fluxo, mas antes de 1992, os aparelhos mais antigos usavam muito mais água do que 2,2 GPM. Para determinar seu GPM necessário, some quantas luminárias de que tipo você terá servido pelo aquecedor de água sem tanque:

Torneira de banheiro:

Fluxo baixo: 0,5-1,5 GPM
Atende ao Padrão Código / 1992: 2,2 GPM
Torneira pré-1992: 3,0-5,0 GPM

Torneira de cozinha:

Baixo fluxo: não apropriado para limpeza de pratos
Atende ao Padrão Código / 1992: 2,2 GPM
Torneira pré-1992: 3,0-7,0 GPM

Lavar a cabeça:

Fluxo baixo: 1,0-2,0 GPM
Atende ao Padrão Código / 1992: 2,2 GPM
Torneira pré-1992: 4,0-8,0 GPM

Como você pode ver, torneiras e chuveiros anteriores a 1992 podem exigir um fluxo de água muito grande. Portanto, para dimensionar com precisão o seu aquecedor de água, você precisa medir o fluxo real de água de suas torneiras e chuveiros.

É útil fazer esse exercício simples para uma torneira de banheiro, chuveiro e torneiras de pia de cozinha - mesmo as relativamente novas. Uma vez que a Lei de Política Energética Federal de 1992 não é fortemente monitorada, tem havido problemas com torneiras que excedem suas classificações declaradas de 2,2 GPM. Se for esse o caso, você precisa saber antes de dimensionar e instalar seu aquecedor de água sem tanque.

Dimensionando o aquecedor de água tankless (ou aquecedores)

Agora, você sabe o aumento de temperatura necessário (temperatura desejada da água quente menos a temperatura da água subterrânea de entrada é igual ao aumento da temperatura); e você somou as taxas de fluxo necessárias para todas as torneiras e chuveiros a serem aquecidos pela unidade que pode estar ligada ao mesmo tempo.

Por exemplo, digamos que você precise de 11 GPM para acomodar dois chuveiros (um pré-1992 a 4 GPM, um a 2,2 GPM), uma torneira de banheiro a 2,2 GPM e a torneira da cozinha a 2,2 GPM. Com base na seção anterior, você precisa de um aumento de temperatura de 3°C se mora no sul da Flórida. Então, você precisa de uma unidade de toda a casa capaz de lidar com 11 GPM (4 + 2,2 + 2,2 + 2,2 = 11) em um aumento de 3°C , e você gostaria de um modelo elétrico.

Essa capacidade é bastante grande para um aquecedor elétrico de água sem tanque, mas um modelo Tempra 29 de 240 volts da Stiebel Eltron (por exemplo) pode produzir cerca de 5,5 GPM com um aumento de 3°C. 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 chega será muito mais fria do que em nosso exemplo da Flórida. Provavelmente pelo menos -1°C mais frio, o que significa que você estará procurando por uma unidade que possa suportar um aumento de temperatura de 20°C. Assim que precisar de uma unidade maior como essa, você terá que mudar para um aquecedor ou aquecedores de água sem tanque movidos a gás ou propano.

Fabricantes de aquecedores de água sem tanque

Existem muitos fabricantes para considerar o seu novo aquecedor de água sem tanque. A seguir estão alguns dos fabricantes que você deve verificar:

Outras ideias de economia de energia

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

Reduza o uso de água quente
Temperatura mais baixa de aquecimento de água
Isole os canos de água quente
Sistema de recuperação de calor de água de drenagem

Algumas boas idéias a serem consideradas - mas não se esqueça da óbvia: mudar as torneiras e chuveiros anteriores a 1992 para os modelos atuais de 2,2 GPM.