Na construção de qualquer sistema de aquecimento, diferentes tipos de radiadores são usados. Qualquer sistema de aquecimento deve ser projetado levando em consideração o número de radiadores e seu volume interno. Cada seção do radiador tem um determinado volume e, ao instalar o sistema de aquecimento, é necessário saber com certeza o número de seções da bateria. A eficiência e o correto funcionamento do sistema de aquecimento dependem do cálculo correto do número de seções.
Que tipos de radiadores existem?
Hoje, os seguintes tipos de radiadores são mais comumente usados:
- radiadores de ferro fundido;
- radiadores de liga de alumínio;
- radiadores bimetálicos.
Variedades de baterias de aquecimento
Padrão
Esses dispositivos estão disponíveis em uma variedade de alturas, normalmente de 300 a 750 mm, com a maior variedade de comprimentos e configurações em alturas de 450 a 600 mm de altura. O comprimento varia de 200 mm a 3 m ou mais, com o maior intervalo de 450 mm a 2 m de comprimento.
Painéis e convectores
Esses radiadores geralmente consistem em um ou dois painéis, mas às vezes são encontrados os de 3 painéis. Os radiadores modernos de painel único têm um painel corrugado que forma uma série de aletas (chamadas de "convetores") presas ao lado traseiro (voltado para a parede) do painel, o que aumenta a potência de convecção da bateria. Estes são comumente conhecidos como "convector único" (SC). Os radiadores que consistem em dois painéis com aletas empilhadas um em cima do outro (com aletas no meio) são conhecidos como radiadores de "convetor duplo" (DC). Existem também radiadores duplos, constituídos por um painel com aletas e um painel sem aletas. Os radiadores de estilo antigo consistiam em um ou dois painéis sem qualquer aleta de convecção.
Um dissipador de calor padrão tradicional tem costuras na parte superior, nas laterais e na parte inferior de cada painel (onde as folhas de aço prensadas são unidas). Hoje em dia, a maioria das baterias de costura é vendida com painéis decorativos instalados na parte superior e nas laterais (as superiores possuem aberturas para a circulação de ar), e são conhecidas como baterias "compactas". A alternativa do radiador de costura superior usa uma única folha de aço prensado e essa folha é enrolada na parte superior do radiador.
Baterias de baixa temperatura de superfície
A maioria desses radiadores é projetada de forma que suas superfícies radiantes tenham temperaturas relativamente baixas nas temperaturas normais do sistema de aquecimento. Eles são usados onde houver risco de queimaduras - mais frequentemente em creches, lares de idosos, hospitais e hospitais.
Baterias de designer
Há uma grande variedade de designs de radiadores disponíveis que podem ser mais agradáveis à vista do que seus equivalentes regulares. Algumas baterias projetadas estão disponíveis em configurações altas e estreitas que podem ser adequadas para salas com, por exemplo, paredes estreitas próximas a portas, onde radiadores convencionais não podem fornecer energia suficiente com espaço limitado de parede disponível.
Radiadores de rodapé
Esses dispositivos geralmente são disfarçados como rodapés. A operação desses radiadores é semelhante ao efeito de “piso aquecido”, pois o olho do usuário não percebe nenhuma seção do radiador nas paredes. A instalação de rodapés permite poupar o espaço interior da divisão.
Toalheiros aquecidos
Esses radiadores são especialmente projetados para secar toalhas, bem como para drenar banheiras e chuveiros.No entanto, a produção de calor dos aquecedores de toalhas é significativamente reduzida quando cobertos com toalhas e, mesmo que não sejam cobertos com toalhas, os aquecedores de toalhas são capazes de dissipar muito menos calor do que as baterias convencionais de tamanho semelhante. Normalmente, toalheiros aquecidos não são suficientes para aquecer as instalações. Eles são usados apenas em banheiros relativamente pequenos e bem isolados. Alguns projetos de radiadores de toalha contêm um radiador convencional com porta-toalhas acima e, às vezes, nas laterais do radiador. Esses dispositivos têm a melhor saída de calor.
A essência do método
O método em si consiste na seleção do radiador ideal, que terá potência suficiente para aquecer o ambiente. Para isso, basta conhecer o calor, indicado no passaporte pelo fabricante, fornecido por uma seção.
Cálculo quadrado
De acordo com os padrões sanitários, 100 W de energia térmica são necessários para aquecer um metro quadrado de um edifício residencial. Assim, para descobrir quantas seções de um radiador de alumínio são necessárias, você precisa multiplicar a área da sala por esse valor - assim, você pode descobrir quanto calor em watts é necessário para aquecer toda a casa ou apartamento. Depois disso, o resultado é dividido pela produtividade de uma seção e o total é arredondado.
Fórmula para cálculo de seções de alumínio por metros quadrados:
N = (100 * S) / Qc, onde
- N é o número necessário de seções, pcs;
- 100 - calor necessário para aquecimento de 1 m2;
- S é a área da divisão em m2, que se obtém multiplicando o comprimento da divisão pela sua largura;
- Qc é o desempenho dado a uma seção do radiador.
Por exemplo, dado um quarto com dimensões de 3,5 x 4 m. Sua área será S = 3,5 * 4 = 14 m2. A dissipação de calor padrão de uma seção de alumínio é 190 W. Assim, para aquecer esta sala, é necessário:
N = (100 * 14) / 190 = 7,34 ≈ 8 seções.
A principal desvantagem do cálculo do número de seções de um radiador de aquecimento de alumínio para quadrados é que ele não leva em consideração a altura da sala, uma vez que foi projetado para uma altura padrão de 2,7 m. Seu resultado será próximo da verdade em casas de painel típicas, mas não adequadas para casas particulares ou apartamentos fora do padrão.
Cálculo por cubos
A fim de preencher até certo ponto a lacuna essencial do método de cálculo anterior, foi desenvolvido um método para a seleção das seções pelo volume da sala. Para calculá-lo, basta multiplicar a área da sala pela sua altura.
Para aquecer 1 m3 de uma casa de painéis de acordo com os mesmos padrões, é necessário gastar 41 W de energia térmica (para uma casa de alvenaria - 35 W). A fórmula é ligeiramente modificada em comparação com a anterior:
N = (41 * V) / Qc, onde
- V é o volume da sala.
Para comparar os dois métodos, vamos pegar a mesma sala com uma altura de teto de 2,7 m, a quantidade de calor gerada por uma seção permanece a mesma:
N = (41 * 14 * 2,7) / 190 = 8,156 ≈ 9 seções.
Quanto ao cálculo do número de seções de um radiador de aquecimento de alumínio em uma casa de alvenaria, basta alterar o valor do padrão na fórmula de 41 W para 35 W.
Como você pode ver, métodos diferentes para a mesma sala fornecem resultados diferentes. Quanto maior a sala, mais eles serão diferentes. Além disso, eles não levam em consideração muitos pontos essenciais: clima, localização em relação ao sol, método de conexão e perda de calor.
Para descobrir com a maior precisão possível quantas seções são necessárias para o aquecimento, é necessário inserir fatores de correção que descreverão essas nuances.
Cálculo refinado
A fórmula para este método é considerada como cálculo por quadrados, mas com adições:
N = (100 * S * R1 * R2 * R3 * R4 * R5 * R6 * R7 * R8 * R9 * R10) / Qc
- R1 - o número de paredes externas, ou seja, aquelas atrás das quais já existe uma rua. Para um cômodo comum, será 1, do final do prédio - 2, e para uma casa particular de um cômodo - 4. O coeficiente para cada caso pode ser encontrado na tabela:
| Número de paredes externas | Valor K1 |
| 1 | 1 |
| 2 | 1,2 |
| 3 | 1,3 |
| 4 | 1,4 |
- R2 leva em consideração de que lado as janelas estão viradas. E embora sejam diferentes para as direções sul e norte, costuma-se tomar seu valor igual a 1,05.
- R3 descreve como o calor é perdido através das paredes. Quanto maior esse coeficiente, mais rápido a casa esfria. Se as paredes forem isoladas, considera-se igual a 0,85, paredes padrão com dois tijolos de espessura - 1, e para paredes não isoladas - 1,27.
- R4 depende da zona climática, mais precisamente, da temperatura negativa mínima no inverno.
| Temperatura mínima no inverno, 0С | Valor R4 |
| -35 | 1,5 |
| -25 a -35 | 1,3 |
| - 20 e menos | 1,1 |
| -15 ou menos | 0,9 |
| -10 ou menos | 0,7 |
- R5 depende da altura da sala.
| Altura do teto, m | Valor R5 |
| 2,7 | 1,0 |
| 2,8 – 3,0 | 1,05 |
| 3,1 – 3,5 | 1,1 |
| 3,6 – 4,0 | 1,15 |
| Mais de 4,0 | 1,2 |
- O R6 leva em consideração a perda de calor pelo telhado. Se esta é uma casa privada com um sótão sem aquecimento, então é 1,0; se for isolada, então 0,9. Se houver uma sala aquecida no topo, R5 é considerado igual a 0,7.
- O calor sai da sala e pelas janelas, para levar em conta este fator importante, R7 existe. Os menos confiáveis deste ponto de vista são os de madeira, caso em que o coeficiente será igual a 1,27. Seguem-se as janelas de plástico com uma unidade de vidro único - 1,0 e fechadas com uma unidade de vidro duplo - 1,27.
- Quanto maiores forem as janelas, mais forte será a fuga de calor. É esse fator que leva em consideração o coeficiente R8. Para descobrir, você precisa calcular a área total da superfície das janelas da sala e dividir o resultado pela área da sala. Então você pode verificar a tabela.
| Área da janela / área da sala | Valor R8 |
| Menos de 0,1 | 0,8 |
| 0,11 – 0,2 | 0,9 |
| 0,21 – 0,3 | 1,0 |
| 0,31 – 0,4 | 1,1 |
| 0,41 – 0,5 | 1,2 |
- É isso para perda de calor. Resta levar em consideração o esquema de conexão do radiador planejado através do coeficiente R9. Em outras palavras, a transferência de calor de uma bateria de alumínio dependerá de como a água quente flui por ela.
O esquema de conexão diagonal é o mais eficaz, pois o coeficiente R9 assume um valor de 1,0
O esquema de conexão lateral é um pouco pior em termos de transferência de calor, então, neste caso, R9 será 1,03
Com o esquema de conexão inferior, a transferência de calor será muito pior e, portanto, aqui o coeficiente R9 é 1,13
- O R10 leva em consideração a eficiência do processo de convecção. Quanto mais obstáculos houver no ar em seu caminho de ida e volta para o radiador, mais lento será o aquecimento da sala. Se a bateria não estiver coberta por nada, ela será de 0,9. Uma bateria bem fechada dá um valor R10 de 1,2, mas se houver um peitoril da janela e um painel no topo - 1,12.
A quantidade de refrigerante na bateria de aquecimento
O volume de líquido refrigerante corretamente selecionado na seção permite que o radiador de aquecimento funcione de forma otimizada. A quantidade de água no radiador afeta não só o funcionamento da caldeira, mas também a eficiência de todos os elementos do sistema de aquecimento. A escolha mais racional do resto do equipamento que está incluído no sistema de aquecimento também depende do cálculo correto do volume de água ou anticongelante.
O volume do refrigerante no sistema também precisa ser conhecido para escolher o tanque de expansão correto. Para casas com sistema de aquecimento central, o volume dos radiadores não é tão importante, mas para sistemas de aquecimento autônomos, o volume de água nas seções do radiador precisa ser conhecido com certeza. Também é necessário levar em consideração o volume das tubulações do sistema de aquecimento para que a caldeira de aquecimento funcione no modo correto. Existem tabelas especiais para o cálculo do volume interno das tubulações no sistema de aquecimento. Só é necessário medir corretamente o comprimento dos tubos do circuito de aquecimento.
Hoje, os radiadores mais exigidos são feitos de liga de bimetal e alumínio. A seção bimetálica do radiador com altura de 300 milímetros tem um volume interno de 0,3 l / m, e a seção com altura de 500 milímetros tem um volume de 0,39 l / m. Os mesmos indicadores são para a seção do radiador feita de liga de alumínio.
Além disso, radiadores de ferro fundido ainda estão em uso.A seção de ferro fundido importado, com 300 milímetros de altura, tem volume interno de 0,5 l / m, e a mesma seção com altura de 500 mm já tem volume interno de 0,6 l / m. As baterias de ferro fundido de fabricação nacional com 300 mm de altura têm um volume interno de 3 l / me uma seção com 500 mm de altura tem um volume de 4 l / m.
Água ou anticongelante
Água comum é mais frequentemente usada como refrigerante, mas anticongelante e destilado também são usados. O anticongelante é usado apenas se a residência não for permanente. O anticongelante é necessário quando o sistema de aquecimento não funciona durante o inverno. Usar anticongelante como refrigerante é muito mais caro do que usar água comum. Para não gastar dinheiro extra ao usar anticongelante como refrigerante, você precisa saber exatamente o volume do sistema de aquecimento. O número de seções do radiador deve ser contado, e o volume dos radiadores deve ser calculado usando os parâmetros acima. O volume do pipeline é determinado por meio de uma tabela especial. Mas, para isso, primeiro você precisa medir o comprimento dos tubos com uma fita métrica comum.
Ao final dos cálculos somam-se o volume dos dutos e o volume dos radiadores de aquecimento, e já com base nesses dados se adquire a quantidade necessária de anticongelante. Além disso, esses dados serão úteis para determinar a quantidade de água que será usada no sistema de aquecimento. Esta informação permitirá a configuração mais flexível da caldeira, bem como de outros elementos do circuito de aquecimento.
Variedades de radiadores bimetálicos
Os radiadores bimetálicos são de dois tipos: monolíticos e seccionais.
Os seccionais são constituídos por seções, cada uma das quais possui uma rosca multidirecional dentro das seções horizontais do tubo em ambos os lados, através da qual são aparafusados os bicos de conexão com juntas de vedação.
É esse design que é uma das deficiências mais importantes das baterias bimetálicas. A desvantagem é que frequentemente aparecem defeitos nas juntas, por exemplo, de um refrigerante de baixa qualidade. Como resultado, o período de operação dos radiadores é reduzido.
Além disso, nas áreas onde as seções estão conectadas, podem ser observados vazamentos sob a influência de altas temperaturas. Para evitar esses momentos desagradáveis, outra tecnologia para a produção de radiadores de aquecimento bimetálicos foi criada. Sua essência reside no fato de que inicialmente um coletor soldado de uma só peça é feito de aço, depois é colocado em uma forma especial e, sob a influência de alta pressão, é derramado alumínio sobre ele. Esses radiadores são chamados de monolíticos.
Ambas as variedades têm suas próprias vantagens e desvantagens. Já mencionamos as desvantagens das seções seccionais, mas sua vantagem é que, se uma seção estiver danificada, basta substituí-la. Mas se ocorrer uma quebra ou vazamento em uma estrutura monolítica, você terá que comprar um novo radiador.
Vamos fazer uma análise comparativa de radiadores bimetálicos monolíticos e seccionais.
| Características de desempenho | Radiadores seccionais bimetálicos | Radiadores bimetálicos monolíticos |
| Vida útil, anos | 25-30 | até 50 |
| Pressão de trabalho, Bar | 20-25 | até 100 |
| Potência térmica de uma seção, W | 100-200 | 100-200 |
O custo de um radiador monolítico é superior ao de um seccional, em cerca de 20%.
Dados médios
Se, por algum motivo, o usuário não puder determinar o volume exato de água ou anticongelante nos radiadores de aquecimento, então os dados médios podem ser usados, aplicáveis a certos tipos de radiadores de aquecimento. Se, digamos, pegarmos um radiador de painel do tipo 22 ou 11, então para cada 10 cm desse dispositivo de aquecimento haverá 0,5-0,25 litros de refrigerante.
Se você precisar determinar "a olho" o volume de uma seção de um radiador de ferro fundido, então, para as amostras soviéticas, o volume variará de 1,11 a 1,45 litros de água ou anticongelante.Se seções de ferro fundido importadas forem usadas no sistema de aquecimento, essa seção terá uma capacidade de 0,12 a 0,15 litros de água ou anticongelante.
Existe outra maneira de determinar o volume interno da seção do radiador - fechar os gargalos inferiores e despejar água ou anticongelante na seção através dos superiores - até o topo. Mas isso nem sempre funciona, já que os radiadores de liga de alumínio têm uma estrutura interna bastante complexa. Em tal projeto, não é tão fácil remover o ar de todas as cavidades internas, portanto, este método de medição do volume interno para radiadores de alumínio não pode ser considerado preciso.
O que é radiador de alumínio
A rigor, existem dois tipos de radiadores de alumínio:
- na verdade, alumínio;
- bimetálico, feito de aço e alumínio.
Estruturalmente, esse radiador é um tubo montado na forma de um acordeão através do qual flui água quente. Elementos planos são fixados ao tubo, que são aquecidos pelo refrigerante e aquecem o ar do ambiente.
A descrição das vantagens e desvantagens de cada tipo de radiador foge ao escopo deste artigo, entretanto, vários fatores importantes podem ser apontados. Ao contrário do ferro fundido tradicional, as baterias de alumínio são aquecidas principalmente por convecção: o ar aquecido sobe e uma porção fresca de ar frio toma seu lugar. Devido a esse processo, acaba esquentando a sala muito mais rápido.
A isso se soma o baixo peso e a facilidade de instalação dos produtos de alumínio, bem como seu relativo baixo custo.
Cálculo correto
Também é necessário levar em consideração o fato de que o trocador de calor da caldeira de aquecimento também contém uma certa quantidade de transportador de calor. O trocador de calor de uma caldeira de aquecimento de parede pode conter de 3 a 6 litros de água, e os dispositivos de aquecimento de piso podem conter de 9 a 30 litros.
Tendo descoberto com certeza o volume interno de todos os radiadores de aquecimento, tubulações e um trocador de calor, você pode prosseguir para a seleção de um tanque de expansão. Este elemento do sistema de aquecimento é muito importante, pois depende dele para manter a pressão ideal no circuito de aquecimento.
Resultado
A determinação precisa do volume total do sistema de aquecimento determina seu correto funcionamento e eficiência, bem como o funcionamento em modo ideal de outros elementos do sistema. O mais importante para a determinação correta do volume do circuito de aquecimento é que cada caldeira seja projetada para um determinado volume do meio de aquecimento. Se o volume do sistema de aquecimento for excessivo, a caldeira funcionará continuamente. Isso reduzirá significativamente a vida útil do dispositivo de aquecimento e implicará em custos não planejados. O volume do circuito de aquecimento deve ser calculado corretamente.
