Aquecimento e arrefecimento de superfícies e suas características

Uma tendência popular na construção contemporânea são os sistemas de suporte de vida totalmente ocultos. Não existem tubos ou fios na propriedade. Nem sequer têm ar condicionado ou radiadores de aquecimento; em vez disso, o calor é gerado pelo teto, pelas paredes e pelo chão. Chamamos a este tipo de transferência de calor superfície. Pensa-se que é melhor para o estado natural do corpo humano. Naturalmente, os sistemas de aquecimento por painéis radiantes também consomem menos energia do que as técnicas convencionais de aquecimento e arrefecimento de divisões e não alteram a disposição do interior de uma casa.

O microclima na sala será mais confortável quanto maior for a área de superfície do radiador e quanto mais baixa for a temperatura do líquido de refrigeração numa potência de aquecimento.

crise de temperatura

O homem é uma criatura de sangue quente. O corpo humano irradia calor para o ambiente e, para funcionar normalmente, o corpo deve manter a sua temperatura a 36.6 °C. O sistema de termoregulação ativa a proteção contra o sobreaquecimento quando fica quente. Também faz com que a pele fique molhada e transpire mais, o que faz com que a superfície da pele arrefeça à medida que o líquido se evapora. É libertado mais calor para aquecimento quando o frio arrepia. Os mecanismos de proteção funcionam mais vigorosamente e gastam mais energia em resposta a um maior diferencial de temperatura.

E, além disso, uma pessoa sente-se desconfortável mesmo quando está no quarto. Afinal de contas, está frio perto do ar condicionado e o radiador está quente. E tudo porque as fontes tradicionais de aquecimento ou arrefecimento da casa – radiadores, convectores, aparelhos de ar condicionado – têm uma localização local. Fornecem a temperatura desejada na casa, na maior parte dos casos, por convecção, ou seja, movendo o ar aquecido/arrefecido. Enquanto que para uma pessoa a forma natural e mais favorável de aquecimento é a radiação térmica, como a energia do sol. Naturalmente, a pressão atmosférica, a humidade e a velocidade do ar também afectam o bem-estar, para além da temperatura do ar. Mas o fator temperatura, nas condições do clima terrestre, é decisivo.

O carácter ideal do aquecimento

A transferência de energia térmica nos sistemas de aquecimento/arrefecimento radiante faz-se principalmente através da libertação de energia radiante. Devido à grande área de permuta de calor (chão, paredes e, ocasionalmente, teto), existe um menor diferencial de temperatura entre o ar da divisão e a fonte de calor ou de frio do que nos sistemas tradicionais. Ocorre uma ligeira troca de calor, o que é bom para a termoregulação regular do corpo. A pessoa não só se sente fantástica, como também se torna mais produtiva.

Outra vantagem é que, com uma diminuição acentuada da proporção da radiação convectiva, o pó não sobe e, mais ainda, não se queima na superfície do dispositivo de aquecimento, como acontece com os radiadores quentes. Outra vantagem dos sistemas de aquecimento por painéis radiantes: têm uma longa vida útil. Este facto deve-se tanto à baixa temperatura de funcionamento do líquido de refrigeração utilizado, como às propriedades do material polimérico de que são normalmente feitos os elementos estruturais do sistema. A parede interior lisa da tubagem não corrói e é resistente à formação de depósitos, pelo que não há receio de que a secção transversal do tubo "cresça demasiado" com o tempo. Os mesmos tubos podem funcionar tanto para aquecimento como para arrefecimento, consoante a estação do ano.

A transferência de calor por superfície macia é tecnologicamente mais avançada do que a transferência de calor local. Por fim, o modo de baixa temperatura permite a utilização de aparelhos de poupança de energia, como uma bomba de calor geotérmica. Estes sistemas fornecem mais energia do que os dispositivos de aquecimento convencionais por unidade de energia eléctrica consumida, absorvendo e transferindo a energia do solo através de permutadores de calor.

Além disso, o sistema tem um impacto ambiental mínimo porque não liberta monóxido de carbono para a atmosfera e obtém a sua energia de fontes renováveis. Além disso, é evidente que as bombas de calor geotérmicas são o caminho do futuro, apesar de a sua conceção e instalação custarem atualmente muito mais do que qualquer sistema de aquecimento convencional.

Como funciona

As formas de aquecimento e arrefecimento de uma divisão estão organizadas de forma diferente. Para começar, o ar quente sobe e torna-se mais fácil de arrefecer. Assim, o chão e as paredes são os melhores locais para o aquecimento de superfícies, e o teto e as paredes são os melhores locais para o arrefecimento de superfícies.

A forma do sistema é composta por tubos de re-ha (ou outro tubo de polietileno cosido). As propriedades da tubagem leve e de preço razoável (fabricantes: Rehau, Uponor, Viega) incluem estabilidade, tempos de instalação rápidos, resistência a meios químicos agressivos, resistência à corrosão e a temperaturas elevadas. Devido à capacidade especial do material para se lembrar da sua forma, a instalação do tubo em espaços confinados pode ser feita sem preocupações com potenciais fracturas do tubo. Se a rutura ainda estiver a ocorrer, pode ser utilizado um secador de cabelo de construção para repor o tubo na sua forma original numa questão de minutos.

Existem várias formas de fixar os tubos, que são colocados em "serpente" padrão em incrementos de 50 mm: em pneus de polímero resistente ao impacto, em tapetes especiais, em redes de reforço e com grampos de arpão. O coletor de distribuição é depois ligado ao circuito de aquecimento. Apenas "húmido" as instalações em que a tubagem é totalmente preenchida com betonilha ou coberta com gesso são adequadas para este tipo de fixação.

No entanto, há casos em que os tubos "húmidos" A instalação de um sistema de tectos radiantes não é adequada, por exemplo, em estruturas mais antigas com pavimentos de madeira ou divisões de salas com estrutura leve. Existem painéis de fibra de gesso pré-fabricados com tubos integrados para utilização em tectos, paredes de madeira e caixilhos.

No entanto, os sistemas de aquecimento elétrico por cabo e outros tipos de tubos de água, como os de cobre e metal-plástico (que, obviamente, têm uma ligação permanente), também são adequados para a instalação de pavimentos aquecidos. No entanto, em termos de atributos para o consumidor, os tubos de polietileno reticulado continuam a ser superiores a estes últimos.

Os sistemas de teto com permuta de calor por painéis radiantes não são aconselhados em salas com tectos baixos, uma vez que a radiação de fundo pode causar sobreaquecimento radiante ou hipotermia em pessoas muito sensíveis a essa radiação.

É possível ligar sistemas de aquecimento de superfície e radiadores a uma única rede de aquecimento?? Sim, um único gerador de calor pode fornecer aquecimento por radiador e por piso radiante. Os sistemas de aquecimento de superfície, por outro lado, necessitam de uma temperatura de alimentação mais baixa. Assim, através de uma unidade de mistura REHAU – estações de controlo de temperatura TRS-U FWRS, TRS 20 e TRS 25 – podem ser ligadas a uma rede de distribuição de alta temperatura. Ao combinarem a água de retorno do sistema de aquecimento de superfície, permitem reduzir a temperatura de alimentação e mantê-la automaticamente.

Como é que a temperatura ambiente é regulada durante a troca de calor de superfície???
A transferência de calor dos sistemas de aquecimento de superfície pode ser regulada quer pela temperatura do ar na divisão que está a ser servida, quer pela temperatura da superfície da estrutura do edifício onde os elementos de aquecimento estão colocados. A regulação é efectuada com os sistemas NEA H, NT ou NST REHAU. Neste caso, o termóstato instalado na divisão tem um sensor de temperatura do ar incorporado. Pode ser ligado um sensor remoto, que mede a temperatura do ar noutro local da divisão. Se esse sensor estiver montado numa estrutura do edifício (por exemplo, no chão), a regulação será efectuada de acordo com a temperatura exigida por essa estrutura.

Os tapetes capilares feitos de polipropileno Clina (Alemanha) são uma opção adicional para o equipamento de permuta de calor de superfície; podem ser montados em paredes, pavimentos e tectos. A sua conceção baseia-se no princípio do sistema de circulação sanguínea humana, em que o fluxo total é dividido em múltiplos canais capilares ligados em paralelo. Se um capilar for danificado, os restantes capilares permanecem selados e não perdem energia.

Os sistemas podem ser identificados pela sua espessura mínima de instalação de 8 mm e pela sua diferença de temperatura mínima de 6-8 °C entre o refrigerador e a temperatura ambiente. Colocar tapetes por baixo dos painéis amovíveis. Não há hipótese de condensação porque cada zona tem um sensor de ponto de orvalho. A válvula fecha-se, interrompendo momentaneamente a circulação, assim que o sensor detecta o início da condensação. No entanto, se o sistema de arrefecimento for utilizado em conjunto com um sistema de ventilação e humidificação do ar fresco, essas condições são raras.

Tenha em atenção que o aquecimento da superfície requer um projeto de design rigoroso; por conseguinte, a colocação do mobiliário deve ser decidida de antemão.

Características da refrigeração nacional

Com o aquecimento de superfície, tudo é mais ou menos transparente. Um gerador de calor (bomba de calor ou caldeira) é ligado a um circuito integrado no chão e nas paredes. O regime de temperatura é controlado por controlo manual ou por automação com compensação meteorológica. Estes sistemas já são muito utilizados, nomeadamente os pavimentos quentes.

Mesmo atualmente, o arrefecimento de superfícies quase nunca é utilizado. Em última análise, as ondas de calor excessivo nas nossas latitudes causam problemas aos residentes de apartamentos urbanos, mas não aos proprietários de casas de campo privadas. Além disso, o método atual de arrefecimento das salas, o ar condicionado, funciona com base na ideia de uma bomba de calor. Através da convecção, remove o calor da rua e transfere o frio para o fluxo de ar dentro da divisão, utilizando a energia das transições de fase do refrigerante, evaporação e condensação. Aparentemente, o que mais??

No entanto, faz sentido prever o arrefecimento da divisão se nos basearmos na troca de calor à superfície. Quando uma bomba de calor é capaz de funcionar em modo inverso – ou seja, fornecendo frio em vez de calor – não há problemas. Quando o líquido de arrefecimento circula entre o poço e o circuito de permuta de calor e o compressor da bomba de calor não está a funcionar, a opção mais económica é conhecida como arrefecimento passivo.

A eficácia deste método é óbvia. O ciclo mais caro e que consome mais energia – evaporação e condensação do refrigerante – é excluído da cadeia de transformações de energia. Quando existe uma caldeira para aquecimento numa casa de campo e sistemas de permuta de calor de superfície nas paredes, para arrefecer as instalações, para além do refrigerador (normalmente apenas com um modo de arrefecimento), é aconselhável utilizar a frescura da água subterrânea, que é abundante nas profundezas da planície russa central. Organize o fornecimento de água de um poço ou poço, naturalmente não diretamente, mas através de um trocador de calor, você pode usar a bomba e os sensores de condensação. É verdade que você precisa recorrer aos serviços de um especialista em aquecimento.

O que interfere?

Embora as inovações sejam apelativas, surgem rapidamente questões sobre os custos do projeto, o equipamento, a instalação, a eficiência energética e a funcionalidade do sistema. E o primeiro obstáculo é a complexidade da instalação em relação aos trabalhos de construção e de acabamento. Para quem está a começar a construir uma casa ou se a habitação tiver de ser reconstruída, o aquecimento ou arrefecimento superficial é, portanto, bastante interessante.

O equipamento está oculto, pelo que faz sentido que sejam profissionais qualificados a projectá-lo e a instalá-lo. Sabemos que quando ocorre um acidente com um radiador, os danos são imediatamente evidentes e o aparelho é imediatamente reparado ou substituído. Uma vez que a tubagem entra nas paredes na conceção actualizada, a probabilidade de uma avaria deve aproximar-se de zero.

É também necessário um cálculo preciso para evitar o sobreaquecimento ou o sobrearrefecimento, assegurando que o líquido de refrigeração flui através de uma tubagem longa, fina e sinuosa, sem formar zonas de estagnação. Afinal de contas, radiadores idênticos são frequentemente instalados "a olho" um em cada divisão, especialmente os modelos mais recentes que têm opções de regulação eléctrica.

No entanto, durante as reparações ou reconstruções parciais, vale a pena aproveitar a oportunidade de combinar o aquecimento convencional com o aquecimento de ponta. É necessário ter em conta o facto de o novo sistema e os radiadores exigirem temperaturas de refrigeração diferentes.

Os sistemas de aquecimento e arrefecimento baseados na superfície proporcionam um novo meio de preservar o conforto interior, controlando a temperatura através das paredes, do teto ou do chão. Ao eliminar a necessidade de sistemas AVAC convencionais que fazem circular o pó e os alergénios, estes sistemas melhoram a qualidade do ar interior, são eficientes em termos energéticos e oferecem um aquecimento e arrefecimento consistentes. Constituem uma solução subtil e prática para casas e locais de trabalho contemporâneos, aumentando o conforto e a sustentabilidade através de uma integração perfeita na arquitetura do edifício.

A instalação de uma unidade de mistura que arrefece a água demasiado quente antes de entrar no circuito adicional é a solução. Os pavimentos aquecidos a água são preferidos na maioria das vezes, e para eles, a temperatura na área onde as pessoas vivem permanentemente não deve ultrapassar os 26 C, de acordo com as normas de higiene actuais.

Vídeo sobre o tema

Webinar _ Produtos USYSTEMS em sistemas de aquecimento/arrefecimento de superfícies

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