Novas tecnologias de aquecimento – um radiador em vez de um rodapé

Neste artigo: As origens do aquecimento do rodapé; instalação de sistema de aquecimento de rodapé; radiadores de água e de rodapé elétricos; o princípio do aquecimento do rodapé; por que apenas cobre e alumínio são usados ​​na construção de radiadores de rodapé; prós e contras do aquecimento do plinto.

Novas tecnologias de aquecimento - um radiador em vez de um rodapé

Com o início do frio do outono e até meados da primavera, somos forçados a aquecer adicionalmente nossos corpos, apesar dos dispositivos de aquecimento funcionando regularmente. Como é que os radiadores do sistema de aquecimento e aquecedores elétricos aquecem ao máximo, mas os pés ainda estão frios? É tudo uma questão de convecção de ar – o ar mais quente, que recebe calor de radiadores e aquecedores, sobe até o teto, e o frio está sempre perto do chão. Para resolver o problema de aquecimento e congelamento dos pés pelas forças do sistema “plinto quente”, e de fato as salas são aquecidas não por seus radiadores, mas pela radiação de calor que emana das paredes aquecidas por eles.

A história do aquecimento de rodapé

Sem dúvida, o fundador deste método de aquecimento pode ser considerado um engenheiro de aquecimento russo, o professor Vyacheslav Avgustovich Yakhimovich. No início do século passado, desenvolveu e patenteou um sistema de aquecimento a vapor-concreto – tubos por onde circulava o vapor quente e, em alguns casos, a água era conduzida pelas paredes e ao longo delas, cobertas por gesso, concreto ou painéis de madeira. O aquecimento de concreto a vapor de Yakhimovich tinha uma série de vantagens sobre o aquecimento de água de circulação natural que estava ganhando popularidade na época – o calor era transferido do refrigerante para a camada de gesso ou concreto do acabamento, e esses materiais o seguravam bem e o entregavam às instalações na forma de radiação térmica por um longo tempo, o que possibilitava lidar com freqüentes mau funcionamento dos sistemas de aquecimento. As desvantagens do aquecimento do concreto a vapor, ou seja, a necessidade de reforma das paredes em caso de qualquer vazamento dos tubos de aquecimento, a complexa instalação do sistema de tubos, que requer muitos dias de trabalho com moldagem de estuque, e a alta perda de calor dos próprios edifícios, impediram sua propagação na Rússia. Enquanto isso, na Europa, o painel ou aquecimento radiante, baseado nos desenvolvimentos de Jachimovich, gozou de grande popularidade no século XX..

Aquecimento de rodapé moderno

No entanto, na URSS, ainda existiam sistemas de aquecimento semelhantes – tubos de aço de aquecimento ou de ferro fundido eram colocados ao longo das paredes ao longo da linha do pedestal, a parte superior era coberta com concreto, a partir do qual o pedestal era formado. Em meados do século passado, esse aquecimento de rodapé era usado em instituições infantis e médicas da União Soviética..

Na Europa, os sistemas de aquecimento de rodapé desenvolveram-se mais – foram desenvolvidos painéis ocos na forma de um rodapé clássico, cobrindo tubos de aquecimento equipados com nervuras verticais em todo o comprimento. As nervuras permitiram aumentar a transferência de calor dos radiadores de rodapé em mais de 60% em comparação com os painéis de aquecimento planos e redondos sem nervuras.

Como funciona o sistema de aquecimento do rodapé

O aquecimento dos rodapés é subdividido em água quente e aquecimento elétrico. Os principais componentes de um sistema refrigerado a água são um bloco de radiador para um pedestal quente, um coletor de distribuição e tubos de plástico à prova de oxigênio, colocados dentro de um tubo XLPE corrugado.

Rodapé com água quente

O bloco do radiador consiste em um trocador de calor e uma caixa de alumínio. O trocador de calor é feito de dois tubos de cobre, com diâmetro externo de 13 mm e espessura de parede de 2 mm, com lamelas verticais de alumínio ou latão fixadas nos mesmos. A caixa de alumínio é composta por três faixas, perfiladas por extrusão a quente – faixa de fixação inferior, tampa superior e frontal. Largura da caixa – 28 mm, altura – 140 mm. O trocador de calor é montado dentro da caixa usando suportes de design especial.

Trocador de calor para rodapé quente

O coletor de distribuição consiste em dois tubos de aço paralelos entre si, equipados com saídas, entradas, saídas de ar, válvulas térmicas de fechamento e drenagem – o tubo superior é projetado para ser conectado a uma fonte de fornecimento de transportador de calor e sua fiação adicional através de tubos de plástico para radiadores de aquecimento, através do inferior, o transportador de calor resfriado é retornado para a caldeira de aquecimento ou, no caso de aquecimento central, para o tubo de retorno.

Ao construir um aquecimento de rodapé, um tubo de plástico, com a ajuda do qual o refrigerante é fornecido e removido dos radiadores de aquecimento, é colocado em um tubo corrugado. Uma vez que parte do circuito de aquecimento terá que ser colocado no chão e passado através das paredes, o tubo corrugado externo permitirá que você substitua o interno sem abrir o chão – simplesmente removendo este último do canal corrugado e inserindo um novo tubo PEX nele. No entanto, a completa ausência de ar dentro do sistema de aquecimento do rodapé e a imunidade dos tubos de plástico aos sais contidos na água permitirão que funcione sem problemas por um longo tempo.

Sistema de aquecimento de rodapé

A temperatura mais alta da água ou do anticongelante usado no sistema de aquecimento da placa de base como refrigerante não deve exceder 85 ° C, a pressão de operação não deve exceder 3 atmosferas, caso contrário, os tubos de plástico reticulados perderão a resistência. Uma vez que a temperatura da água no sistema de aquecimento central pode ser superior a 85 ° C e a pressão de funcionamento pode ultrapassar 9 atmosferas (ao testar o sistema de aquecimento com um martelo de aríete), são necessárias medidas adicionais. Em vez de tubos de plástico, pode-se usar tubos de metal-plástico ou cobre, ligados entre si por solda, como opção, usar um trocador de calor, tendo-o integrado como receptor de energia térmica da rede de aquecimento central, transferindo-a para o refrigerante para o sistema de aquecimento de rodapé através de placas de cobre. A última medida é especialmente eficaz, pois permite manter altas características operacionais do aquecimento de rodapé e protegê-lo completamente da temperatura e dos efeitos hidráulicos do aquecimento central.

Radiador de aquecimento de rodapé

Ao instalar um sistema de aquecimento de placa de base, pode ser necessário equipá-lo com equipamentos adicionais, tais como: termomecânicos ou termoelétricos para cada grupo de radiadores de aquecimento, um servomotor no coletor de distribuição, uma bomba de circulação, um manômetro e um termômetro na entrada do refrigerante para o coletor.

Radiador de pedestal com termostato

O aquecimento elétrico de rodapé é baseado em blocos radiadores com elementos de aquecimento de ar embutidos, ou seja, sua instalação é muito mais fácil do que em sistemas com portador de calor líquido. A aparência dos radiadores elétricos de placa de base é completamente idêntica à dos líquidos, a diferença está na ausência de tubos que fornecem o refrigerante, o elemento de aquecimento é embutido no tubo de cobre inferior do radiador e o cabo de alimentação é colocado no superior em isolamento de silicone resistente ao calor. A potência dos elementos de aquecimento é de 200 W para cada medidor em funcionamento, a fonte de energia para eles é uma rede elétrica doméstica regular. Apesar do alto nível de proteção contra umidade, os radiadores elétricos de placa de base não devem ser instalados em ambientes com alta umidade do ar..

Rodapé aquecido elétrico

O princípio de operação do aquecimento do rodapé

Os radiadores de aquecimento do plinto não são capazes de aquecer a atmosfera da sala por convecção de ar, uma vez que estão localizados próximos aos planos das paredes e o fluxo convectivo de ar que emana deles é influenciado pelo efeito Coanda.

O estranho comportamento de um jato de ar quente de uma vela acesa – sua aspiração a qualquer superfície próxima – foi notado pelo físico inglês Thomas Jung, que mencionou isso em um relatório que deu na Royal Society de Londres em 1800.

Um estudo detalhado do efeito de “grudar” do fluxo de ar nas superfícies próximas foi realizado pelo cientista romeno Henry Coanda, que o descobriu acidentalmente no início do século 20, um dos primeiros pesquisadores da aerodinâmica. Durante experimentos com uma turbina a jato, criada de acordo com seu projeto, Coanda descobriu o mesmo efeito físico de Jung 100 anos atrás – o fluxo de fluido de uma turbina em funcionamento corria para a parede localizada na lateral dela e parecia aderir à sua superfície. Depois de conduzir experimentos adicionais, o cientista descobriu que o fluxo de ar se comporta da mesma maneira. Em 1934, Henry Coanda nomeou o efeito que descobriu em sua homenagem, explicando-o da seguinte forma – uma zona de formação de pressão reduzida perto de superfícies, causada por sua impermeabilidade e livre acesso de ar de apenas um lado. Ao mesmo tempo, o fluxo de ar de cobertura se espalha por uma grande área, desenvolvendo-se apenas ao longo da superfície envolvente.

O princípio de operação do aquecimento do rodapé

Os radiadores do sistema de plinto aquecido são instalados ao longo das paredes externas (um lado voltado para o exterior do edifício). A caixa formada por tiras de alumínio possui duas fendas horizontais em todo o seu comprimento – uma fica no chão, no painel frontal, a segunda fica na parte superior, mais próxima à parede. O ar frio penetra no interior da caixa, aquece e sobe, como acontece com qualquer equipamento de aquecimento cujo princípio de aquecimento se baseia na convecção do ar, mas neste caso o fluxo de ar obedece ao efeito Coanda e se espalha apenas pela superfície da parede. Como resultado, o calor do ar é transferido não para a atmosfera de ar da sala, mas para o material estrutural da parede, que, como aquecedores infravermelhos, emite calor uniforme na forma de raios infravermelhos à medida que aquece.

Como o aquecimento da sala não ocorre por convecção, não há necessidade de alto aquecimento do refrigerante – no projeto de radiadores é necessário apenas utilizar materiais com alto coeficiente de condutividade térmica. Isso explica o uso de cobre e alumínio, cuja condutividade térmica é de 390 e 236 W / mK, respectivamente. Por exemplo, para o ferro, esse coeficiente é de apenas 92 W / m K, e para metal-plástico, 0,43 W / m K, ou seja, cobre e alumínio são os materiais mais adequados para radiadores de rodapé..

Rodapé quente no interior

A temperatura máxima da caixa de alumínio do rodapé quente durante o funcionamento deste sistema de aquecimento não será superior a 40 ° C, e a superfície da parede, junto à qual está instalado o radiador, não será aquecida acima de 37 ° C – não será possível queimar-se contra eles com todo o desejo.

Características de aquecimento da placa de base – prós e contras

Propriedades positivas de um sistema de aquecimento baseado em radiadores de placa base:

  • falta de movimento do ar de convecção, acompanhado de pesagem de poeira;
  • calor infravermelho percebido positivamente pelo corpo humano;
  • distribuição uniforme de calor em toda a sala, apenas objetos opacos na sala são expostos ao aquecimento infravermelho;
  • O ar quente não se acumula perto do teto, o que geralmente é o caso do aquecimento por convecção. A mesma temperatura é definida em todo o volume de ar da sala;
  • as superfícies que envolvem o ambiente possuem temperatura aceitável para humanos, ou seja, não roubam calor do corpo humano;
  • o problema da deposição de umidade nas superfícies das paredes e do teto está completamente resolvido – estarão sempre secos, o que significa que nem o mofo nem o desgaste dos materiais de acabamento os ameaçam mais;
  • a instalação do sistema de aquecimento de rodapé é feita de forma rápida, independentemente da idade do edifício. Os rodapés, embora sejam um pouco maiores do que um rodapé de madeira, não são tão marcantes quanto os radiadores de ferro fundido ou bimetálicos, geralmente instalados sob uma abertura de janela;
  • a ausência da necessidade de alta temperatura do refrigerante pode reduzir significativamente o consumo de combustível gasto em seu aquecimento – a economia será de cerca de 30–40% em comparação com as necessidades dos sistemas de aquecimento clássicos. Além disso, a economia de combustível é obtida pela redução da temperatura do ar nas instalações – se as paredes forem aquecidas a +22 ° C, a temperatura do ar confortável será de +16 ° C, em comparação com +20 ° C do ar e as paredes com temperatura de +18 ° C, que retiram calor de membros da família;
  • elevada manutenibilidade dos elementos do sistema, o que permite dispensar a desmontagem dos acabamentos em caso de necessidade de reparação;
  • equipar com termostatos permite que você defina a temperatura ideal em cada sala equipada com radiadores de rodapé, separadamente.

Instalação de um pedestal quente

De referir que o sistema de aquecimento de rodapé também pode ser utilizado para arrefecimento do local, se for preenchido com um portador líquido frio – o efeito Coanda irá funcionar neste caso, apenas com menor eficiência. Ao usar um sistema de resfriamento, é importante manter a temperatura do líquido no sistema em um nível superior ao ponto de orvalho nessas condições (dependendo da umidade do ar e de sua temperatura), caso contrário, a condensação se formará nas superfícies do circuito, que deve ser removida em algum lugar.

Sistema de aquecimento de rodapé

As desvantagens do sistema incluem:

  • alto custo – cerca de 3.000 rublos. por metro do sistema de aquecimento com a sua instalação. No entanto, esse preço se deve a materiais caros que são extremamente necessários no aquecimento de rodapés;
  • a instalação do sistema é realizada apenas por profissionais que possuam os certificados adequados dos fabricantes de sistemas de aquecimento de rodapé. Uma abordagem amadora à instalação não permitirá atingir as características termofísicas exigidas, reduzirá significativamente a vida útil;
  • o comprimento máximo de um circuito de aquecimento não deve exceder 15 metros corridos – uma das razões pelas quais o sistema deve ser equipado com um coletor de distribuição. Com uma extensão maior do circuito, a eficiência de aquecimento diminui acentuadamente;
  • não é permitida a instalação de vários revestimentos decorativos na caixa do radiador, pois reduzem a transferência de calor;
  • ajuste mais apertado dos radiadores de rodapé à superfície da parede, o que permite o aproveitamento total do efeito Coanda, eventualmente leva ao empenamento da decoração da parede do filme;
  • é necessário manter a sala aquecida por radiadores de rodapé o mais livre possível, sem bloquear as superfícies dos rodapés e paredes com móveis de gabinete, pois isso evita a convecção e radiação infravermelha, distorcendo o fluxo de ar e absorvendo o calor infravermelho emitido pelas paredes.

No século passado, o aquecimento de rodapé, como o aquecimento radiante em geral, não era muito popular devido à alta perda de calor dos materiais de construção – era mais fácil aquecer o ar por convecção, o que tornava possível compensar rapidamente as perdas de calor, apesar das desvantagens óbvias de tal aquecimento. A propósito, é por esta razão que radiadores de aquecimento foram instalados sob as aberturas das janelas – através das fissuras nas esquadrias e na área envidraçada, o frio penetrava de forma especialmente rápida.

Rodapé quente

Hoje, existem materiais de construção e acabamento para fachadas que podem reduzir significativamente a perda de calor através das estruturas de fechamento, e as esquadrias modernas equipadas com unidades de vidro de retenção térmica não permitem a passagem de ar. Tudo isso permite mudar dos sistemas clássicos de aquecimento por convecção para um aquecimento radiante mais eficiente, melhorando significativamente a qualidade de vida em nossas casas e apartamentos. Nos próximos anos, os tubos e radiadores de aquecimento, comuns em sistemas com circulação forçada e natural (gravitacional) do refrigerante, irão desaparecer de nossas casas – serão substituídos por equipamentos de aquecimento mais avançados.

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