Indicações gerais simples que podem ajudar quem deseja ver como projetar um sistema de aquecimento de A a Z
Projetar um sistema de aquecimento eficaz e eficiente é um processo que requer uma abordagem estratégica, conhecimento técnico e uma compreensão profunda das necessidades do ambiente e dos utilizadores. Num contexto onde a eficiência energética e a otimização de recursos se tornaram prioridades fundamentais, a conceção de um sistema de aquecimento exige um cuidadoso equilíbrio entre conforto térmico, consumo de energia e impacto ambiental.
Este guia tem como objetivo fornecer uma visão abrangente das principais etapas envolvidas no processo de projeto do sistema de aquecimento, oferecendo diretrizes e conselhos práticos para enfrentar desafios comuns e alcançar resultados de alta qualidade. Desde a avaliação das necessidades térmicas do edifício à seleção dos equipamentos, desde a conceção do sistema até à sua colocação em funcionamento, exploraremos cada etapa com atenção ao detalhe e à procura de soluções inovadoras.
Será essencial compreender as diversas tecnologias disponíveis, desde sistemas tradicionais de caldeiras até soluções de aquecimento radiante e sistemas de bombas de calor, considerando as vantagens e desvantagens de cada opção com base no contexto específico.
A colaboração com profissionais da indústria, como engenheiros termotécnicos e projetistas de sistemas, é essencial para garantir que o projeto esteja alinhado com os padrões e regulamentos de segurança atuais. No entanto, uma boa compreensão dos princípios básicos da concepção de sistemas de aquecimento permitirá aos gestores de projecto envolvidos participar activamente no processo de tomada de decisão e contribuir significativamente para as soluções finais.
COMO PROJETAR UM SISTEMA DE AQUECIMENTO
Lembramos que o principal objetivo na concepção de um sistema de aquecimento é conseguir um equilíbrio entre o conforto dos ocupantes, a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental. Através deste guia exploraremos as estratégias e metodologias que permitem atingir este objetivo, facilitando a criação de ambientes interiores acolhedores, eficientes e amigos do ambiente.
Antes de mergulharmos no detalhes, É importante sublinhar que a concepção de um sistema de aquecimento requer uma abordagem multidisciplinar e uma atenção constante à inovação e às melhores práticas do sector. Neste espírito, convidamos os leitores a explorar os vários aspectos do design de sistemas de aquecimento e a enfrentar este desafio com entusiasmo e determinação, para criar ambientes confortáveis e sustentáveis para as gerações presentes e futuras.
COMO PROJETAR UM SISTEMA DE AQUECIMENTO
Indicações gerais simples que podem ser úteis para quem pretende ver como proceder na concepção de um sistema de aquecimento de A a Z.
O sistema de aquecimento (veja a legislação atual) é efectuada com base num projecto elaborado por um engenheiro térmico (salvo potências inferiores a 15 kW), tendo em consideração as características do local, a exposição, a zona climática e as necessidades pessoais de cada um.
Os sistemas de aquecimento doméstico são divididos em dois tipos principais:
- centralizado
- autônomo
Nesta exposição, os sistemas autônomos serão tratados em particular.
Um sistema de aquecimento é um complexo de elementos e equipamentos projetados para manter valores de temperatura superiores aos externos em determinados ambientes.
Principais componentes de um esquema típico para uso doméstico:
- gerador de calor;
- Bomba de circulação;
- manifold de distribuição de água quente;
- coletor de distribuição de retorno de água quente;
- elementos terminais;
- tanque de expansão;
- tubos de distribuição de água quente;
- tubos de retorno de água quente;
- energia elétrica e painel de controle.
Geradores de calor
Os geradores de calor diferem uns dos outros pela fonte de energia com a qual são alimentados
Principais fontes de energia:
- O metano é o mais utilizado pela maioria das famílias italianas, devido a sua ampla distribuição e baixo custo em relação aos demais combustíveis.
- O gás liquefeito de petróleo (GLP) é usado principalmente onde o metano não chega. Não é nada barato.
- O óleo diesel ainda é usado em alguns casos especiais e também não é barato.
- Pellets e madeira, mais e mais pessoas estão recorrendo a esta fonte de energia que oferece economias consideráveis na operação, mesmo que seu uso envolva trabalho adicional por parte do usuário (mas você quer dizer como é fascinante assistir a chama queimar?) .
- Bombas de calor (pretendidas como ar condicionado operando em ciclo reverso), cada vez mais utilizadas e com custos de operação entre as mais baixas das energias distribuídas.
Nesta discussão, o uso de bombas de calor não é examinado em profundidade, pois, para um mesmo ambiente, o projeto é realizado no regime de verão, o que permanece válido também para o de inverno. Consulte a seção: "Como projetar um sistema de ar condicionado".
Nota: note-se que o aquecimento com bomba de calor estabelece limites: quanto mais baixas forem as temperaturas externas, menor será o rendimento proporcional (quanto mais frio, menor será o rendimento da bomba de calor).
O programa a seguir analisa o custo operacional para cada tipo de energia utilizada em relação ao potencial necessário para o meio ambiente:
Nota: é aconselhável calcular a capacidade do gerador de calor antes de usar o programa.
Para calcular a capacidade do gerador de calor a ser instalado em um ambiente, consulte o seguinte programa:
Com o mesmo programa também é possível calcular os radiadores e determinar o seu preço
A linha final indica o valor em Watts que o gerador de calor deve fornecer ao sistema (26.484 W = 26,5 kW).
As eletrobombas de circulação
Eles são necessários para a circulação de fluidos dentro do circuito hidráulico.
Os sistemas de circulação natural (radiadores) nos quais o movimento da água é causado por diferenças de temperatura não são usados há anos.
Atualmente, são utilizados apenas sistemas de circulação forçada, que é realizada por meio de bombas elétricas de circulação de fluidos.
As bombas de circulação desempenham a função de superar quedas de pressão localizadas e distribuídas. O que vamos considerar são bombas exclusivamente centrífugas.
Uma bomba é caracterizada por dois parâmetros: vazão e altura manométrica que determinam sua escolha.
A vazão é determinada pelas necessidades térmicas (energia) do local e pela diferença térmica entre as temperaturas de entrada e saída da água.
Enquanto os circuladores (pequenas bombas elétricas de circulação) já estão inseridos em quase todas as caldeiras de uso doméstico, caso seja necessário fazer um cálculo preciso das bombas elétricas, pode-se utilizar o seguinte programa:
A partir daqui obtemos os metros cúbicos por hora que devem circular (neste caso 2,3 mc / h) no circuito para fornecer os kW (térmicos) necessários e com o delta t (∆t 10) necessário.
Adicionando o cálculo da altura manométrica, é possível determinar a potência da bomba a ser instalada.
Para calcular a carga necessária para o circuito, pode-se rastrear até ele calculando as perdas de carga obtidas com os seguintes programas (válido também para o dimensionamento das tubulações):
aço
cobre
Nota: a soma das perdas de carga localizadas deve incluir outras perdas que não as das tubagens (caldeira, radiador, convector, curvas, etc.). Na prática, com uma velocidade da água de cerca de 1,5 m/s, o valor é de 335 mm aprox por unidade).
Elementos terminais
Eles têm a função de fornecer ao ambiente a ser aquecido a energia térmica necessária para satisfazer a carga térmica.
Em sistemas de aquecimento, os tipos de elementos terminais são:
- radiadores;
- fan coils;
- painéis radiantes.
- aquecedores de ar
Radiadores
Os elementos terminais mais comuns são radiadores (também chamados de: radiadores). Eles são fornecidos na maioria dos casos com água quente a uma temperatura de entrada de cerca de 75 ÷ 85 ° C.
Os radiadores trocam calor principalmente por radiação e, em menor grau, por convecção.
São classificados de acordo com o material em que são constituídos: ferro fundido, aço e alumínio.
Fan coils
Eles consistem em um invólucro de metal contendo uma bobina aletada geralmente em cobre-alumínio, um filtro e um ventilador de múltiplas velocidades. A bobina do ventilador também pode ser usada para resfriamento de verão.
Painéis radiantes
Fabricado com superfícies muito grandes que trocam calor por radiação.
Os mais comuns são os sistemas de piso radiante, com tubos plásticos colocados acima de uma camada de material isolante e recobertos pela mesa e pelo piso.
Aquecedores de ar
Composto por baterias de tubos com aletas que podem ser alimentadas por água quente ou vapor. São atravessados por fluxos de ar movidos por ventiladores e suas características são baixo custo e alto ruído. Eles são de alto potencial e adequados para ambientes industriais.
Vaso de expansão
O tanque de expansão deve ser inserido no circuito hidráulico do sistema de água quente. É um dispositivo que serve para absorver a variação do volume de água ocasionada pelo aumento da temperatura, e permite o correto funcionamento de um sistema de aquecimento em todas as suas fases de operação, evitando sobrepressões que possam danificar o próprio sistema.
Os vasos de expansão são divididos em vasos abertos e vasos de membrana.
Para o seu cálculo é necessário saber quanto volume de água está presente no sistema. Pode ser calculado acessando o seguinte programa:
Para calcular o vaso de expansão aberto e fechado, acesse o seguinte programa:
Tubos de distribuição e retorno de água quente
Eles geralmente são feitos de cobre ou aço
O cobre tem uma notável manobrabilidade e trabalhabilidade (dobragem à mão) e a possibilidade de encontrar no mercado tubos com diâmetros reduzidos. Eles são usados quase exclusivamente onde pequenos diâmetros de tubulação são necessários (menos de 20 mm). A possibilidade de adaptar os tubos de cobre às necessidades do edifício permite uma redução de peças especiais. Se necessário, existem acessórios de cobre e bronze que podem ser soldados ao cobre por brasagem.
Para tubos com diâmetro superior a 20 mm, geralmente se utiliza aço, o que facilita a confecção de peças especiais. Dentre os diferentes tipos de aço, aquele sem solda deve ser considerado o melhor para fins de engenharia de instalações. Para curvas, cantos e encaixes, estão disponíveis no mercado peças especiais especiais para serem instaladas com rosca ou soldagem.
Seu dimensionamento é realizado utilizando os programas já indicados acima:
Dimensionamento de redes de tubos - aço
Dimensionamento de redes de tubulação de cobre
Se você também deseja calcular o peso. O teor de água e outros parâmetros, observe que dentro do site www.itieffe.com existem programas dedicados:
Energia elétrica e painel de controle
Em sistemas pequenos, ele é substituído por uma tomada com plugue (ou interruptor duplo) e um termostato que regula a temperatura ambiente.
conclusões
Então, vamos recapitular, temos:
- deu uma olhada no legislação em vigor;
- observou o esquema de uma planta de apartamento simples;
- comparou os vários tipos de combustíveis para aquecimento através do programa: "Cálculo do custo do combustível para aquecimento";
- com o programa "Necessidade de calor e radiadores"Fiz os cálculos necessários para rastrear o potencial do gerador de calor e dos radiadores;
- visto como as bombas elétricas de circulação são dimensionadas (Dimensionamento de bombas elétricas);
- dimensionar os tubos em cobre o aço com os programasDimensionamento da tubulação" Com o mesmo programa, o cabeçote necessário para o circuito foi calculado para reduzir as quedas de pressão;
- comparou alguns dos tipos de terminais mais usado;
- calculou a quantidade de água presente no circuito com o programa: "Cálculo do volume de água do sistema";
- dimensionamento do vaso de expansão com o programa: "Cálculo do volume do vaso de expansão";
- observou as redes de distribuição, considerando sempre que para o seu dimensionamento foram utilizados os seguintes programas: "Dimensionamento da tubulação"
- finalmente, vimos como a caldeira é alimentada eletricamente e como a temperatura é regulada inserindo um termostato na sala.
Todas as indicações dadas neste artigo podem ser úteis para os termotécnicos, instaladores e encanadores mas, sobretudo, são publicadas a título informativo para todos aqueles que pretendem mandar construir um sistema de aquecimento e primeiro ter um "conhecimento" do material.
Bom trabalho a todos
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