Para resolver corretamente este problema e determinar quantas seções de radiadores de aquecimento (bimetálicos, de aço, de ferro fundido, etc.) são necessárias, é preciso fazer um cálculo preciso com base na área do cômodo. usando a calculadora online abaixo.
Insira o diagrama de ligação do radiador na calculadora online.
Na construção de qualquer edifício, calcular a capacidade dos radiadores de aquecimento e dimensionar o permutador de calor é uma consideração importante. Os proprietários de casas enfrentam o mesmo problema ao substituir radiadores.
Neste artigo, exploraremos todos os diferentes tipos de convectores e calcularemos o desempenho do radiador com base na área usando uma fórmula, sem necessidade de calculadora.
Detalhes específicos dos cálculos de aquecimento
Um modelo comum para aquecimento de edifícios é o radiador com espaçamento padrão de 50 cm entre as seções. A emissão de calor de uma única seção é afetada pelo material de que é feita:
- Ferro fundido - 120 W;
- aço - 90;
- alumínio - 180;
- material bimetálico - 190.
Mas esses valores são médios e, na vida real, são afetados pelas condições de funcionamento, pelo tamanho do ambiente e pelo grau de aquecimento da água na entrada e na saída; à medida que esse grau diminui, a transferência de calor também diminui.
Portanto, para calcular a potência térmica de um radiador de aquecimento em condições específicas, é necessário conhecer a diferença de temperatura na tubulação principal – ou seja, a diferença de temperatura entre o ar no ambiente e o aparelho de aquecimento.
A temperatura no dispositivo é a média aritmética das temperaturas de entrada e saída. A diferença de temperatura pode ser calculada usando uma calculadora online ou a fórmula.
DT = (T de alimentação + T de retorno) / 2 - T ambiente, onde:
DT — diferença de temperatura
A ficha técnica do dispositivo especifica a diferença de temperatura calculada, localizada ao lado da potência nominal. Por exemplo: 2000 W, 90/70 (entrada e retorno). Isso significa que, ao resfriar água de 90 para 70 graus, a potência térmica do convector é de 2000 W.
Ao instalar um dispositivo deste tipo em um sistema de baixa ou média temperatura, a produção de calor será menor do que a indicada e deverá ser recalculada. Isso pode ser feito usando uma calculadora online ou a seguinte fórmula:
Pf = Pn x (DTf / DTn) elevado a 1/3, onde:
- Pf e Pn — potência térmica real e padrão em W;
- DTf e Dtn são as diferenças de temperatura real e padrão, respectivamente.
Em um ambiente aquecido, o indicador de pressão padrão corresponde a 20 graus.
O consumo médio de calor por metro quadrado é de 60 a 150 quilowatts, dependendo das condições climáticas e do andar em que o cômodo aquecido está localizado. Se você não inserir esse valor no campo "Energia térmica estimada por metro quadrado", a calculadora considerará uma média de 100 watts.
Tipos de trocadores de calor
Um radiador de aquecimento é um dispositivo composto por seções combinadas em uma única unidade, através das quais circula um fluido refrigerante aquecido — geralmente água. Cada seção é um elemento do radiador, tipicamente uma estrutura de dois tubos fundidos, capaz de irradiar calor, que é transferido para o ar circundante, criando uma atmosfera confortável no apartamento.
Os sistemas de aquecimento são projetados como painéis ou unidades seccionais. Existem também grelhas de aquecimento — um elemento tubular de grande diâmetro — ou serpentinas moldadas (como um toalheiro aquecido em um banheiro) que são instaladas no sistema.
Os aparelhos de aquecimento são fabricados em aço, ferro fundido, alumínio e cobre. Os itens de ferro fundido que estamos acostumados a ver em nossas casas precisam ser pintados para manter sua aparência.
Atenção! Existem convectores elétricos — eles consistem em uma carcaça com um elemento de aquecimento interno, equipado com um termostato com escala de temperatura e LEDs.
Ferro fundido
Os produtos de ferro fundido são os mais comuns; possuem formato e design simples. Podem ser fixados na parede ou usados como peças independentes.
Fabricadas por meio de fundição, essas são estruturas maciças que retêm o calor por um longo período e oferecem a operação mais econômica.
Prós:
- Transmite bem o calor;
- resistente à corrosão;
- durável, com vida útil de pelo menos 30 anos;
- Não sou exigente quanto à qualidade da água.
Contras:
- pesado, difícil de instalar;
- Design ruim.
Aço
Os permutadores de calor de aço podem ser do tipo painel ou tubular.
Os modelos de painel são fabricados em metal com 1,5 mm de espessura, o que lhes confere uma baixa capacidade térmica. Essa característica permite um ajuste rápido da temperatura. São eficientes, atingindo uma eficiência de até 75%. Entre suas vantagens estão o baixo custo e a facilidade de uso. Uma desvantagem é a baixa resistência à corrosão.
Os modelos tubulares têm todas as vantagens dos modelos de painel, mas, ao contrário destes, suportam uma pressão mais elevada, de 9 a 16 bar, enquanto os primeiros suportam de 7 a 9 bar. A potência de aquecimento (120 a 1600 W) e a potência de aquecimento de água (120 W) são as mesmas para ambos os modelos.
A gama de radiadores de aço é ampla em tamanho (comprimento), permitindo-lhe escolher um para qualquer área.
Alumínio
Os permutadores de calor de alumínio são recomendados para edifícios residenciais com sistemas de aquecimento independentes. Este modelo não se destina a sistemas de aquecimento centralizados, pois é suscetível a danos causados por fluido de transferência de calor de má qualidade. São comercializados na Rússia pela Rifara.
As baterias de alumínio estão disponíveis em formatos fundidos e extrudados:
- Os recipientes fundidos possuem vários compartimentos, são duráveis, com paredes mais grossas e canais largos para a água;
- Extrusão - de acordo com a tecnologia de produção, o dispositivo é prensado mecanicamente a partir de uma liga de alumínio, resultando em um produto único, sendo que o número de compartimentos não pode ser aumentado.
Todos os radiadores de alumínio oferecem alto desempenho térmico, são leves e fáceis de instalar. Além disso, possuem uma aparência visualmente atraente. Em termos de pressão e temperatura, são comparáveis aos produtos de aço.
Os pontos fracos desses dispositivos são as juntas entre os compartimentos e as conexões dos tubos, que podem causar vazamentos após o término de sua vida útil. Além disso, eles não são resistentes a impactos. Sua vida útil é de apenas 3 a 5 anos.
Bimetálico
O trocador de calor bimetálico possui um núcleo tubular de aço e uma carcaça de alumínio. É durável e confiável, capaz de suportar alta pressão. Apesar de sua baixa inércia, oferece maior transferência de calor com baixo consumo de água. Possui um design atraente e é fácil de manter.
A principal desvantagem é o preço elevado.
Cobre
O cobre é usado há muito tempo na fabricação de trocadores de calor, mas esses modelos só recentemente ganharam ampla utilização. Os sistemas de aquecimento exigem uma forma refinada de cobre, e as novas tecnologias tornaram sua produção mais barata.
Apesar de oferecerem as mesmas especificações técnicas que outros modelos, são mais leves e produzem maior calor. Essa característica reduz significativamente os custos de energia elétrica.
O cobre possui maior resistência mecânica, permitindo que os tubos sejam utilizados com água aquecida a 150 graus e pressão de 16 atmosferas.
Qual radiador devo escolher?
Antes de comprar componentes de aquecimento, é preciso saber do que o sistema completo é composto. Um sistema de aquecimento padrão inclui:
- caldeira - esta pode ser uma caldeira elétrica ou uma que funcione a gás ou combustível sólido;
- bateria;
- canos;
- bomba elétrica, se prevista no projeto;
- tanque de expansão.
O cálculo das baterias para aquecimento de qualquer área e sua seleção são influenciados por:
- Pressão de trabalho - seu valor máximo;
- Poder;
- Projeto do dispositivo.
Além disso, você precisará calcular o número de seções de radiadores por metro quadrado, levando em consideração o número de cômodos a serem aquecidos. Isso pode ser feito usando uma fórmula ou uma calculadora.
Métodos para calcular a seção transversal de radiadores com base na área do cômodo sem o uso de calculadora.
Os cálculos térmicos baseados no volume do cômodo são considerados os mais complexos na indústria da construção. Para calcular o número de seções de radiadores — sejam eles bimetálicos, de alumínio ou de ferro fundido — você pode usar uma calculadora online ou a fórmula:
- Por área do cômodo;
- Por perda de calor.
O primeiro método para calcular o número de seções de um aparelho de aquecimento, sem usar calculadora, utilizando uma fórmula, é o seguinte:
k = P1/P2, onde:
- P1 — nível de potência necessário em W;
- P2 é a potência térmica de um compartimento em W.
Para calcular a potência total necessária para aquecer um apartamento inteiro, é preciso multiplicar o valor padrão por metro cúbico pela área do edifício. No entanto, como não existem normas específicas para esse fim em documentos regulamentares, utilizam-se valores aproximados nos cálculos. Para uma casa de alvenaria, o valor padrão é de 0,037 kW por metro cúbico; para uma casa de painéis pré-fabricados, o valor padrão é de 0,041 kW/m³; para casas de madeira, utiliza-se um valor inferior.
Além disso, dependendo do método de conexão do dispositivo, aplicam-se os seguintes ajustes:
- Para um lado só:
- aquecimento e retorno por baixo - 1,28;
- servir de cima e retornar de baixo - 1.03.
- Para impressão em ambos os lados:
- aquecimento e retorno por baixo em ambos os lados - 1,13;
- alimentação e retorno por baixo em um lado - 1,28.
- Para diagonal:
- aquecimento e retorno por baixo - 1,00;
- servir de cima e retornar de baixo - 1,25.
O segundo método de cálculo sem o auxílio de uma calculadora consiste em usar uma fórmula que leve em consideração a perda de calor.
k = Q / P2, onde:
- Q — perda de calor em W;
- P2 é a potência térmica de um compartimento em W.
A potência de uma seção é mostrada na tabela:
| Visualizar | Transferência de calor do compartimento em função da folga axial |
| Aço | 85 - 120 |
| Ferro fundido | 100 - 160 |
| Alumínio | 140 - 185 |
| Biométrico | 150 - 210 |
Você pode calcular o número de compartimentos de baterias para aquecimento de uma residência particular da seguinte maneira.
N = S/t*100*w*h*r, onde:
- N — número de compartimentos;
- S — tamanho do edifício;
- t é a energia térmica necessária para aquecer o cômodo;
- w é um índice que leva em consideração a área e o modelo das janelas: tipo padrão - 1,1, ou plástico com vidro duplo - 1;
- h — altura do teto: até 2,7 m — 1, de 2,7 a 3,5 m — 1,5;
- r é um valor de correção, que depende do número de paredes externas: quarto de canto – 1, outros tipos – 1.
Dependendo da área, o cálculo do desempenho do radiador de aquecimento por metro quadrado é determinado pela fórmula:
t = S*100 W, onde
- 100 W é a energia térmica necessária para aquecer 1 m² de um cômodo.
A eficiência de um sistema de aquecimento é influenciada por muitos fatores. É essencial calcular com precisão a potência e a vazão térmica do sistema utilizado para aquecer uma determinada área do cômodo.
Se você não tiver certeza de que consegue realizar os cálculos corretamente usando a fórmula, é melhor usar uma calculadora ou procurar a ajuda de profissionais.
