Ficha 02 · Aquecimento, AQS, regulação e bomba de calor

Exercício 1 · Vaso de expansão e pré-carga

Um circuito de piso radiante e radiadores tem 220 l de água e trabalha entre 20 e 70 °C (expansão de cerca de 2,1%). A válvula de segurança está tarada a 3 bar e usa-se uma margem de 0,5 bar. O vaso existente é de 12 l e tem pré-carga de 1,5 bar. (a) Calcula o volume mínimo do vaso. (b) O vaso existente serve? (c) Descreve, por ordem, como verificarias a pré-carga.

Exercício 2 · Energia de AQS de uma moradia

Uma moradia tem 5 ocupantes. Considera 40 l por pessoa e por dia a 60 °C e água fria a 12 °C. (a) Calcula a energia útil diária e anual. (b) Quanto consome por dia uma resistência de 3 kW e quanto tempo trabalha? (c) E uma bomba de calor AQS com COP médio de 3,2? (d) Se um sistema solar cobrir 55% da necessidade anual, quantos kWh por ano evita?

Exercício 3 · Esquentador para um duche exigente

Um duche com misturadora deve dar 9 l/min a 38 °C. A água fria da rede está a 13 °C. (a) Que potência útil é necessária? (b) Um esquentador de 14 kW de potência útil chega? (c) Qual o caudal máximo a 38 °C que esse esquentador daria?

Exercício 4 · Glicol num circuito solar

O circuito primário de um sistema solar térmico leva 300 l/h de uma mistura de propilenoglicol com água, com ΔT de 12 K entre a saída e a entrada do coletor. Pela ficha do fabricante, a mistura tem calor específico de 3,70 kJ/kg·K e densidade de 1,03 kg/l (dados do enunciado). (a) Que potência transporta a mistura? (b) Que potência transportaria o mesmo caudal de água pura (4,18 kJ/kg·K, 1 kg/l) com o mesmo ΔT? (c) Que caudal de mistura é preciso para transportar a potência da alínea (b)? (d) Que duas consequências tem esta mistura para a bomba de circulação e para a perda de carga do circuito, e onde se confirma a temperatura máxima e o inibidor da mistura?

Exercício 5 · Afinar uma curva de aquecimento

Uma caldeira de condensação com radiadores tem a curva definida por dois pontos: ida 30 °C com exterior a 20 °C e ida 65 °C com exterior a -5 °C. (a) Calcula o declive e a ida para exterior a 10 °C. (b) A utilizadora diz que a casa está fria só nos dias de geada. Que parâmetro mexes e em que sentido? (c) Se subires o paralelo em 3 K, qual a nova ida para exterior a 0 °C? (d) Por que só mudas um parâmetro de cada vez?

Exercício 6 · A bomba de calor que aquece o lado errado

Numa bomba de calor ar/água, em modo de aquecimento, o técnico mede com um termómetro de contacto: tubo de descarga do compressor muito quente a chegar à bateria exterior, que está quente, e o permutador de água (lado do edifício) quase frio. (a) Em que modo está o ciclo na realidade? (b) Por onde devia passar o gás quente de descarga em aquecimento? (c) Indica duas causas possíveis e como verificarias cada uma por fora. (d) Que alteração acontece no degelo?

Exercício 7 · Dois circuitos, dois sintomas

Dois circuitos novos foram enchidos pela mesma equipa. Circuito A: ensaio de estanquidade a 2,0 bar; ao fim de 30 minutos a temperatura da água é igual e a pressão desceu para 1,6 bar; há uma poça sob o coletor. Circuito B: enchido a 1,3 bar a frio; ao aquecer a 70 °C a pressão sobe para 3 bar, a válvula de segurança pinga, e ao arrefecer a pressão volta a 0,6 bar. (a) Interpreta cada situação. (b) Qual o primeiro passo em cada um? (c) Qual o critério de aceitação do ensaio de estanquidade?

Exercício 8 · Combinar sistemas numa reabilitação

Numa moradia reabilitada ficam os radiadores existentes no 1.º piso (dimensionados para 70/50 °C) e faz-se piso radiante novo no rés-do-chão. Há uma caldeira a gás de condensação e telhado a sul. O proprietário quer reduzir consumo e manter conforto. (a) Como alimentas os dois circuitos com temperaturas diferentes? (b) Que complemento propões para o AQS? (c) Com os radiadores a trabalhar no regime de projeto, qual o ΔT esperado, que caudal circula para 6 kW e a caldeira consegue condensar?