Na realidade de hoje, o simples fato de aquecer não é suficiente, o aquecimento deve ser confortável e poder ser ajustado individualmente. No contexto dos sistemas de aquecimento hidráulico, a melhor forma de melhorar a ergonomia de controle é a utilização de válvulas termostáticas, a que se dedica nossa análise..
Princípios operacionais de sistemas de aquecimento hidráulico
Qualquer fonte de aquecimento precisa de dispositivos de regulação. Os condicionadores de ar, os elementos de piso radiante e os convetores possuem um termostato mecânico embutido que desliga a energia do dispositivo quando a marca de temperatura exigida é atingida. E quais meios técnicos são usados nas redes de radiadores de sistemas de aquecimento hidráulico?
Por outro lado, quase todas as caldeiras de aquecimento possuem um sensor integrado que monitora a temperatura do refrigerante. No entanto, não pode ser considerado o principal meio de regulação da temperatura do ar, uma vez que os ambientes aquecidos por sistemas líquidos diferem em volume e quantidade de perda de calor. Assim, a função principal do sistema de termorregulação da caldeira é evitar o sobreaquecimento do portador de calor. Além disso, não devemos esquecer as caldeiras de combustível sólido, muitas das quais simplesmente não são capazes de mudar os modos de combustão dependendo da temperatura do fluido de trabalho..
Para garantir uma temperatura confortável do ar em instalações habitadas, é necessário controlar a intensidade da transferência de calor nos próprios reguladores. Para isso, é fornecida uma ampla gama de válvulas de fechamento e controle, classificadas como cabeçotes térmicos para sistemas de aquecimento hidráulico. Eles diferem no método de controle e estrutura interna, enquanto o princípio básico de operação é bastante simples de entender.
A essência do trabalho de válvulas e conexões
Para usar dispositivos de controle de temperatura corretamente, você precisa entender como funciona um radiador hidráulico. A fonte de calor, que é finalmente transferida para a atmosfera da sala, é um refrigerante que circula em um circuito fechado e fica saturado de calor ao passar pela parte geradora do sistema. Ao entrar no radiador, o refrigerante libera energia para o corpo, que, por sua vez, a emite no espectro infravermelho e também transfere parte do calor para o fluxo de ar que passa pelo sistema de aletas.
Assim, é possível distinguir duas maneiras pelas quais a transferência de energia do refrigerante para o ar é limitada. A primeira e mais comum é reduzir o fluxo do refrigerante nos canais do radiador. Se um volume menor de fluido de trabalho flui através do radiador, consequentemente, a quantidade de energia térmica fornecida ao dispositivo de aquecimento será menor. Na prática, isso é implementado diminuindo artificialmente o diâmetro nominal do tubo na conexão do radiador.
O segundo método de regulação é normalizar a temperatura do transportador de calor de entrada, o que parece mais lógico, mas na prática causa dificuldades técnicas adicionais. A única maneira de reduzir a temperatura de alimentação é misturá-la com parte do refrigerante de retorno. No entanto, isso não pode ser feito com a pressão diferencial real do sistema hidráulico padrão. Portanto, este método de ajuste requer a instalação de uma unidade com uma válvula de mistura de fluxo e uma bomba de circulação adicional, o que na realidade é relevante não para um radiador separado, mas para todo o grupo..
Problemas de equilíbrio
Se a rede do radiador for construída com base no princípio de uma conexão de dois tubos com um fluxo de retorno do refrigerante, será necessário balanceamento. A essência deste último é limitar o fluxo através dos radiadores localizados mais próximos da unidade térmica, de modo que o fluido de trabalho aquecido flua para os radiadores mais distantes sem esforços adicionais.
Para um equilíbrio preciso, é necessário que a taxa de fluxo do refrigerante em cada radiador permaneça inalterada, o que é impossível com o primeiro dos métodos de termostato descritos. Se forem usados cabeçotes térmicos que regulam o fluxo, alguns erros na configuração do sistema hidráulico simplesmente terão que ser superados. Deve-se notar que com um número limitado de radiadores – cerca de 10-12 em uma asa, o efeito da mudança do fluxo não afeta significativamente a operação do sistema como um todo.
No entanto, para circuitos longos com um número significativo de radiadores, esta abordagem não pode ser aplicada. Mesmo o menor aumento na taxa de fluxo nos dispositivos de aquecimento do grupo mais próximo causa falhas graves, portanto, em tais sistemas, existem duas alternativas para sair da situação:
- Divisão da rede do radiador em várias alas com instalação de bombas de circulação individuais.
- Regulação da taxa de transferência de calor por controle de temperatura usando unidades de mistura de fluxo.
É impossível dizer de forma inequívoca qual das opções é a melhor. Por exemplo, a configuração da tubulação e os locais do radiador podem simplesmente não permitir que o sistema seja dividido em várias asas. Ao mesmo tempo, a instalação de unidades de mistura em fluxo é mais cara, portanto o projeto dos sistemas é sempre realizado de forma individual, levando em consideração os requisitos acima..
Tipos de cabeças termostáticas e seu princípio de operação
As válvulas de corte e controle apresentam-se no mercado hidráulico com um sortimento impressionante, embora as diferenças fundamentais nem sempre sejam óbvias para o comprador, pois em geral a aparência e a descrição geral dos dispositivos não são muito diferentes. No entanto, para tais produtos, uma classificação muito específica é aplicável de acordo com o mecanismo de ação e tipo de controle de temperatura..
Termostato mecânico na seção
A montagem das válvulas de controle é representada diretamente pelo cabeçote regulador e pela válvula sobre a qual atua. A cabeça termostática pode usar a expansão térmica do fluido de trabalho, tais dispositivos são chamados de semi-automáticos. Líquido, gás ou sólido pode ser usado como meio de trabalho. Cabeças térmicas líquidas e de parafina têm a resposta mais rápida, mas as de gás são caracterizadas por uma vida útil mais longa às custas de uma alta taxa de reação.
Termostato de condensado de gás radiador: 1 – regulador de fluxo; 2 – conexão destacável; 3 – haste da válvula; 4 – fole; 5 – caixa da cabeça térmica; 6 – caixa de espanque; 7 – caixa do guindaste; 8 – cone da válvula; 9 – corpo da válvula
A unidade eletrônica também pode controlar o grau de pressão na válvula, caso em que estamos falando de cabeças térmicas digitais. A pressão direta na válvula é fornecida por um servoacionamento, respectivamente, uma fonte de alimentação é necessária para o dispositivo operar. A principal vantagem dos acessórios digitais é a sua elevada ergonomia: a temperatura é ajustada quase em tempo real, além disso, é possível programar modos diários para definir pontos individuais de temperatura durante o sono e ausência de casa. Além disso, o custo das cabeças digitais é 1,5-2 vezes maior do que a ação mecânica semiautomática.
Cabeça térmica digital
Dependendo do tipo de válvula na qual a cabeça térmica está instalada, diferentes tipos de correção de temperatura ambiente estão em vigor. O método, que consiste em limitar a vazão, é implementado por meio de uma válvula de duas vias, uma de três vias é utilizada quando o circuito é executado na unidade de mistura de vazão. Quase todos os tipos de válvulas são projetados para caber em todos os tipos de cabeçotes térmicos, pelo menos a compatibilidade total é garantida na lista de preços de um fabricante.
Servo de cabeça térmica eletrônica
Uma diferença adicional é a localização do sensor de temperatura. Em algumas cabeças térmicas, ele está localizado na caixa do dispositivo, em outras pode ser localizado remotamente: para controladores de temperatura digitais, a distância de remoção é praticamente ilimitada, enquanto para dispositivos mecânicos, a remoção contribui para um tempo de resposta mais curto e, portanto, o sensor geralmente está localizado a partir do dispositivo de controle térmico não mais de 1 -1,5 m. Além disso, notamos que existe a possibilidade de localização remota do sensor de temperatura para acessórios que controlam o aquecimento do ar e do refrigerante.
Recursos de instalação e configurações
Na versão mais simples, a cabeça termostática é instalada no tubo de alimentação do radiador. É importante certificar-se de que a seta no corpo da válvula corresponde à direção real do movimento do refrigerante. A maioria das válvulas tem um arranjo conveniente de conexões: uma rosca externa na saída para aparafusar na luva e uma rosca interna na entrada para fácil instalação de uma conexão porca de união. Se necessário, o conjunto termostático pode ser usado para substituir a válvula de corte superior do radiador, mas para isso a própria válvula deve ter uma conexão de saída no estilo americano.
Válvulas de três vias são usadas para instalação na unidade de mistura de fluxo. Neste caso, as torneiras do fluxo principal cortam na linha de alimentação de acordo com a direção do movimento do refrigerante, enquanto a saída secundária é conectada ao tubo de derivação no qual a bomba de circulação está instalada. Aqui, todos os mesmos tipos de cabeçotes térmicos podem ser usados para a instalação em um radiador: com controle de temperatura do ar ou do refrigerante e com uma localização diferente do sensor, dependendo se a instalação é realizada abertamente ou em um nicho tecnológico.
Existem várias regras simples, mas obrigatórias para a instalação de cabeças térmicas. Na maior parte, eles se referem a garantir o funcionamento correto do termostato: a cabeça deve ser soprada livremente por convecção indireta, não deve ser colocada em áreas sem saída, sob cortinas, bem como em locais expostos a correntes de ar ou aquecimento de terceiros, por exemplo, por luz solar aberta. Naturalmente, se estamos falando de cabeças com sensor remoto, todas as opções acima se aplicam diretamente ao elemento sensível à temperatura. A posição horizontal do regulador é considerada ideal, então o ar flui livremente através da grade de proteção e sopra o fluido de trabalho, e o aquecimento dos tubos de conexão tem um efeito mínimo.
Termostatos ou cabeças térmicas para radiadores de aquecimento
Os termostatos e as cabeças térmicas para radiadores de aquecimento são dispositivos essenciais para o bom funcionamento de um sistema de aquecimento. Além de proporcionarem maior segurança e conforto, possibilitam economizar significativamente em serviços de aquecimento. São equipamentos duráveis, de fácil montagem e possuem um sistema moderno de controle.
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Qual é a opção mais eficiente e econômica para um sistema de aquecimento: termostatos ou cabeças térmicas para radiadores? Qual a diferença entre eles e como escolher a melhor opção para meu ambiente? Obrigado!