Consumo de energia elétrica do chuveiro depende da vazão da água?

5 de outubro, 2015 às 15:27 | Postado em Eletricidade, Termologia, termodinâmica

Olá Professor, td bem? Eu estou trabalhando eletricidade com alunos do terceiro ano, abordando a questão dos custos de energia e surgiu uma dúvida quando vi os testes do INMETRO. O consumo (kWh) de um chuveiro depende da vazão da água?

Considerei uma quantidade de água esquentando em determinando tempo.

Pot = densidadexvazãoxcalor_esp_águaxDeltaT

Isso  é a potência para esquentar a água. Mas me refiro ao consumo do aparelho em kWh. Não sei se fui claro. Muito obrigado

 

Minha resposta inicial: Um chuveiro com maior vazão demanda mais potência para produzir o mesmo aquecimento na água, mesmo deltaT. Esta é a consequência da expressão que corretamente utilizaste.  Usado durante o mesmo tempo implica em maior consumo para o chuveiro com maior vazão.

Réplica do professor: Ok, professor. Concordo com isso. Inclusive estava conversando com outro professor (eng. elétrico) aqui da escola do curso técnico. A questão é que a potência de um resistor pode ser dada por V^2/R, e se não mudamos o resistor ela deve permanecer inalterada e independente da vazão. Entretanto pelo que vi nos materiais do INMETRO o consumo máximo deve ser avaliado com uma vazão de 3,0 L/min, durante 8 min por dia, ao longo de um mês. Vide as etiquetas abaixo.

A minha dúvida é a razão pela qual a vazão deve ser necessariamente de 3,0 L/min para avaliar o consumo máximo.

Minha nova resposta: A tua suposição de que sendo o mesmo resistor a vazão não é relevante é aproximadamente correta; de fato a vazão pode ter efeito sobre a potência e, portanto, sobre o consumo, pois a vazão afeta a temperatura de operação da “resistência” do chuveiro. Se a medida de consumo em um banho de 8 min for realizada com vazão mais baixa, o consumo será menor. O metal utilizado no resistor operará com uma temperatura menor ao se aumentar a vazão. Como é bem sabido, aumentando (dimininuindo) a temperatura a resistência de um condutor metálico aumenta (diminui) e, consequentemente, diminui (aumenta) a potência em acordo com a expressão que diz que a potência é igual a V^2/R. Diminuindo a potência, diminui o consumo energético no banho de 8 min.

Como bem notaste o INMETRO exige que a vazão seja de 3,0 L/min na determinação do consumo mensal máximo. Esta exigência é necessária principalmente para que a outra informação que consta na etiqueta acima (elevação da temperatura da água que passa pelo chuveiro) seja comparável entre os diversos chuveiros encontrados no mercado. O aumento (a diminuiçao) da vazão diminui (aumenta) esta diferença de temperatura, mesmo que a potência não seja afetada, conforme é fácil de se concluir a partir da expressão da potência por ti apresentada.

Comentário adicional: A forma mais eficiente de reduzir o consumo energético em banhos é obviamente pela redução do tempo do banho! É um desperdício energético banhos que durem mais do que poucos minutos.

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“Docendo discimus.” (Sêneca)

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