Em nosso programa educacional para você, procuramos destacar com o máximo de detalhes possível uma das questões fundamentais no projeto de sistemas de aquecimento de água. Quais são os radiadores, quais são suas diferenças fundamentais e qual é o tipo certo para você, o que procurar na hora de comprar.
Noções básicas de física térmica
Para entender como um tipo particular de radiador se comportará em um sistema de aquecimento específico, você precisa entender vários aspectos da operação de aquecimento de líquido. Em particular, a cadeia de conversão de calor da fonte de aquecimento para o ar direto na sala é importante..
A transferência de calor é realizada quanto mais rápido, quanto maior a área de contato de dois corpos com temperaturas diferentes e quanto maior a diferença entre essas temperaturas. Portanto, a opção é considerada ideal quando a água de uma temperatura extremamente baixa entra no trocador de calor da caldeira, de modo que a maior parte do calor dos produtos de combustão será literalmente “absorvido” no refrigerante.
Na realidade, esta abordagem é usada apenas nos sistemas em que a potência da unidade de aquecimento não é regulada, como é o caso das caldeiras de combustível sólido. A maioria dos equipamentos de aquecimento modernos possui um sistema de automação suficientemente flexível, que permite alcançar rapidamente um modo de operação equilibrado. Nesse caso, a caldeira emite exatamente tanta energia quanto os radiadores do sistema podem dissipar..
Este é o principal equívoco de designers novatos: é mais óbvio que o radiador deve aquecer o ar, embora na verdade sua tarefa principal seja resfriar o refrigerante. A taxa de transferência de calor pode ser facilmente ajustada por convecção forçada e sua regulação local. Portanto, ao escolher e calcular o número de radiadores de aquecimento, a principal tarefa é repor a perda de calor nas instalações, e não lutar para equilibrar o circuito de troca de calor.
Componente de convecção da estrutura
A alta eficiência dos radiadores modernos se deve ao primeiro fator que afeta a taxa de transferência de calor – a área de superfície. Numerosas nervuras feitas de material termicamente condutor garantem um resfriamento muito rápido do refrigerante, o efeito é potencializado pela alta velocidade do fluxo de ar que passa pelo radiador.
O líder indiscutível neste aspecto são os radiadores bimetálicos e de alumínio. Além de vários dutos de ar, eles têm uma curva na parte superior das costelas, que efetivamente redireciona o fluxo de ar para o centro da sala e o faz circular. Portanto, este tipo de radiador é instalado principalmente sob janelas com peitoris largos ou dentro de nichos tecnológicos..
Os radiadores de painel de aço têm uma capacidade de convecção ligeiramente menos eficaz. Um a três painéis nervurados fornecem boa transferência de calor, mas o ar aquecido é direcionado principalmente na vertical. Os radiadores de ferro fundido têm a menor transferência de calor. Entre as baterias do modelo antigo, os melhores indicadores neste aspecto são caracterizados por seções com inserções internas oblíquas, os radiadores modernos de ferro fundido são ligeiramente superiores a eles. Mas, como você verá mais tarde, o ferro fundido tem outras vantagens..
Materiais e sua capacidade térmica
Consideremos com mais detalhes a variante de funcionamento do sistema a valores médios da temperatura do refrigerante, quando não há tempo para resfriar ao nível do ar da sala. Neste caso, as partes superior e inferior do radiador terão uma ligeira diferença de temperatura e a caldeira aquecerá apenas ligeiramente o refrigerante..
A solidez dos radiadores de ferro fundido permite a operação neste modo. Aquecidos até 50-60? С, eles conseguem dar bastante calor ao ar ambiente e ao mesmo tempo fornecer um aquecimento estável sem diferenças perceptíveis. Esta é a principal diferença do modo de operação dos radiadores de alumínio: eles operam em um modo cíclico, seja aquecendo a sala na potência máxima, ou esfriando rapidamente.
Os radiadores de ferro fundido e aço têm outra característica interessante: transferem calor não apenas por convecção, mas também por radiação direta. No entanto, para aquecer tal massa de metal, é necessário tempo, às vezes bastante longo. Em termos da velocidade de alcance do modo e da quantidade de calor emitida por unidade de tempo, os radiadores de ferro fundido são inferiores aos outros tipos. É benéfico instalá-los em uma casa particular com bom isolamento, mas quando conectados a um sistema de aquecimento centralizado, não haverá nenhum benefício tangível do ferro fundido. Atendendo ao facto de nos apartamentos o número de secções e o espaço para a sua instalação serem muito limitados, é preferível dar preferência ao aço ou ao metal.
Pressão de design, forro
Uma limitação adicional na escolha de radiadores de aquecimento é sempre a qualidade do refrigerante e os parâmetros técnicos do sistema. Os radiadores de alumínio não são adequados para substituir os radiadores antigos em um apartamento, eles simplesmente não são projetados para pressões acima de 6 a 8 atm. Em substituição, pelo menos os bimetálicos são adequados, mas é melhor dar preferência aos de aço. Eles podem ser chamados com segurança de os mais despretensiosos entre outras variedades..
A qualidade da água ou outro meio de aquecimento também limita severamente o uso de radiadores de alumínio. Certifique-se de que a água não contém altas concentrações de íons dissolvidos. Também é importante excluir qualquer manifestação de emissão elétrica, que é possível durante o aterramento / aterramento a elementos metálicos do sistema de abastecimento de água de aquecimento. Sob tais condições, o alumínio sofre corrosão extremamente rápida, o que é acompanhado por uma formação de gás pronunciada e arejamento do sistema..
As baterias de ferro fundido não são de forma alguma sensíveis a substâncias agressivas e canais de dutos suficientemente largos permitem um conteúdo significativo de impurezas mecânicas. Os radiadores de aço podem ser um tanto suscetíveis à sedimentação de partículas não dissolvidas nas paredes internas, portanto, a água para eles precisa ser filtrada e amolecida.
Deslocamento, energia térmica convencional
A transferência de calor e a capacidade potencial de regular o fluxo localmente dependem de quanto volume passa pelo radiador por unidade de tempo. Para radiadores de ferro fundido, uma capacidade de tubulação ligeiramente maior é necessária do que para aço e alumínio. E isso significa uma superavaliação deliberada da potência da caldeira e do tamanho do tanque de expansão..
Um grande deslocamento e reserva de energia por um certo tempo continuam sendo um investimento razoável. Neste modo, o sistema de aquecimento consome a vida útil muito mais lentamente, há um pequeno aumento na eficiência da unidade de aquecimento e a alta capacidade de calor intrínseca suaviza as quedas de temperatura. Porém, não vale a pena aumentar infinitamente o volume interno do sistema, pelo menos por causa da indesejável inércia do sistema, além disso, resta a tarefa final de aquecer o ar da sala, e não a água das tubulações..
O método moderno de cálculo do sistema de aquecimento implica a ordem inversa dos cálculos. Em primeiro lugar, é determinado quantos radiadores precisam ser instalados para repor as perdas de calor e, em seguida, uma caldeira de aquecimento é selecionada para uma determinada potência total. Neste caso, o cálculo em cada sala deve ser realizado usando um fator de redundância de 1,1 a 1,5, dependendo das condições climáticas, características de isolamento e da densidade dos radiadores.
Observe que os valores de dissipação de energia são valores puramente relativos. Assim, o fabricante indica quanto calor o radiador é capaz de dissipar em princípio, como se estivesse conectado a um sistema de aquecimento ideal. Na verdade, os modos de operação sempre diferem dos ideais e, portanto, alterações especiais devem ser feitas, observando o nível de temperatura real do projeto. Os valores indicados da área aquecida também levam em consideração a capacidade de convecção dos radiadores..
dimensões
Na escolha dos radiadores, também é necessário levar em consideração as condições de instalação: será possível inserir no espaço disponível um trocador de calor com a potência de dissipação necessária. Por conveniência, o conceito de densidade de energia pode ser introduzido aqui: será o maior para radiadores de alumínio, seguido de bimetal, então as baterias de aço e ferro fundido são as menos lucrativas. É bastante fácil avaliar a possibilidade de colocação de um determinado tipo de radiador, uma vez que são bem padronizados.
O problema mais simples são os radiadores bimetálicos e de alumínio. Eles são montados a partir de seções, cada uma com um indicador definido para dissipação de energia, deslocamento e área aquecida. A largura padrão da seção é de 80 mm, a altura pode variar de 13,5 a 117,5 cm em incrementos de cerca de 10 cm. Existem seis tipos de seções em profundidade, dependendo do número de canais de fluxo (colunas). Existe uma relação diretamente proporcional entre o tamanho da seção, sua eficiência térmica e de convecção..
Os radiadores de aço, além das dimensões, possuem uma marcação adicional de dois dígitos. O primeiro é o número de painéis de dissipação, o segundo é o número de bobinas de troca de calor. Dependendo disso, a profundidade do radiador muda: de 47 para 155 mm. Os radiadores de aço não são montados a partir de seções, portanto seu comprimento é determinado individualmente para cada produto na faixa de 40 cm a 3 metros. Em altura, os radiadores de aço podem ter 300 mm ou 500 mm com raras exceções.
Os radiadores de ferro fundido têm a padronização menos clara em termos de dimensões. Alguns fabricantes aderem às dimensões geralmente aceitas para radiadores de alumínio e bimetálicos, alguns produtos correspondem às dimensões das seções de baterias de ferro fundido antigas: 90×580 mm a uma profundidade de 90 ou 140 mm.
Como escolher um radiador de aquecimento
O radiador de aquecimento é uma parte importante do seu sistema de aquecimento doméstico e contribui para o seu conforto térmico. Escolher um adequado pode ser desafiador, mas vale a pena prestar atenção aos materiais, design e capacidade de aquecimento. Os radiadores de aquecimento são à base de água, eletricidade ou gás, cada tipo com suas próprias vantagens. Um radiador de aquecimento irá fornecer calor de forma mais eficiente e economizar energia quando selecionado da forma correta e para atender às suas necessidades.
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Como escolher um radiador de aquecimento que seja eficiente e adequado para o meu ambiente? Existem diferentes opções disponíveis no mercado, como radiadores elétricos, radiadores a gás ou radiadores de água quente. Quais são as vantagens e desvantagens de cada tipo? Quais fatores devo considerar ao selecionar o tamanho e a potência do radiador? Como posso calcular a quantidade de calor necessária para aquecer o espaço desejado? Quais marcas e modelos são confiáveis e duráveis? Agradeço desde já por qualquer orientação ou sugestão que possam fornecer.
Gostaria de saber qual o melhor critério a se considerar ao escolher um radiador de aquecimento para minha casa. Quais características devo observar? A potência é importante? Quais materiais são mais eficientes? E a instalação, é complexa? Agradeço desde já pela ajuda!