Caldeira para aquecimento de piso radiante: parâmetros de seleção, como calcular a potência, diagramas de ligação e instruções de instalação.

Como aquecer uma casa durante o inverno é uma dúvida comum a todos os proprietários. Muitos optam pelo aquecimento de piso radiante hidráulico. Mas, para um funcionamento eficaz, é necessária uma fonte de água quente — uma caldeira para aquecimento de piso radiante — e esta deve ser eficiente.

Hoje vamos analisar os diferentes tipos de caldeiras e discutir quais são adequadas para sistemas de aquecimento de piso radiante. Você aprenderá como calcular a capacidade da caldeira e como instalá-la você mesmo.

Tipos de caldeiras para aquecimento de piso radiante

Existe uma ampla variedade de equipamentos para caldeiras no mercado. As caldeiras variam de acordo com o tipo de combustível que utilizam — gás, diesel, eletricidade e combustível sólido. São fabricadas com diversos materiais, incluindo ferro fundido e aço.

Eles também diferem no método de instalação:

1. As unidades de chão podem ter uma potência de saída de até 120 kW. Elas exigem espaço adicional para instalação, por isso são colocadas em uma sala separada.
2. As unidades de parede têm uma capacidade de até 35 kW, são mais fáceis de instalar e mais baratas. Elas já vêm com um sistema integrado. bomba que proporciona circulação de líquidoPara ligar o aparelho, é necessário conectá-lo à tubulação de aquecimento.

Além disso, as caldeiras de aquecimento possuem um número variável de circuitos, podendo ser de circuito simples ou de circuito duplo.

circuito único — são projetados exclusivamente para aquecer o fluido refrigerante para aquecimento doméstico. Para ampliar sua gama de aplicações, componentes adicionais (caldeira, trocador de calor, etc.) são necessários.

Circuito duplo — unidades multifuncionais que aquecem simultaneamente a água para o sistema de aquecimento e para água quente sanitária. Esta última função é desempenhada por uma caldeira de acumulação integrada e um permutador de calor de fluxo contínuo.

Gás

As caldeiras a gás têm corpos feitos de ferro fundido ou aço. As caldeiras de ferro fundido pesam o dobro das caldeiras de aço com a mesma potência. São volumosas e caras. As caldeiras de aço são leves, compactas e fáceis de reparar.

Os modernos aquecedores a gás de chão funcionam com gás natural e gás liquefeito de petróleo. No entanto, os mini-modelos de parede são mais convenientes de instalar; não ocupam espaço e sua potência (7-30 kW) é suficiente para aquecer uma pequena residência.

As caldeiras a gás convencionais só funcionam com máxima eficiência quando a água é aquecida à sua temperatura máxima — 70 a 90 graus —, o que é inaceitável para aquecimento de piso radiante.

Operar equipamentos a gás em baixas temperaturas pode causar condensação, o que pode afetar sua vida útil. Essas caldeiras podem ser convertidas para aquecimento de piso radiante com algumas modificações.

As caldeiras a gás mais adequadas são as caldeiras de condensação projetadas para aquecimento de piso radiante. Elas possuem uma alimentação adicional proveniente do condensado gerado. Mesmo operando em baixas temperaturas, sua eficiência se aproxima de 100%.

As unidades a gás estão disponíveis em modelos de circuito simples e duplo. O aquecimento de piso radiante é conectado a uma caldeira de circuito duplo através de um coletor hidráulico.

Combustível sólido

As caldeiras a combustível sólido funcionam de forma semelhante aos fogões a lenha ou carvão. No entanto, a caldeira queima madeira na ausência de ar, produzindo gás de madeira que aquece o fluido refrigerante. Esses geradores são problemáticos quando conectados a sistemas de aquecimento de piso radiante, pois exigem atenção e manutenção constantes.

A exceção são as caldeiras a pellets com controles automáticos, pois possuem um longo período de combustão. No entanto, elas também exigem mais atenção do que as unidades a gás ou elétricas.

Para manter a temperatura do fluido refrigerante no nível necessário, o sistema de automação precisa desligar a fornalha periodicamente, o que leva a uma perda de eficiência da caldeira. A instalação de um tanque de acumulação ajudará a evitar esse problema.

Assim, a unidade poderá utilizar todo o seu potencial, transferindo água aquecida para o tanque de armazenamento, e o piso a utilizará dali no volume necessário. Isso resultará em economia, pois o intervalo entre as alimentações de combustível para a fornalha será maior.

Elétrico

As caldeiras elétricas são os aquecedores de água mais eficientes para sistemas de aquecimento de piso radiante. Estão disponíveis com diversos tipos de resistências, incluindo resistências iônicas e de indução. Convertem energia elétrica em calor. São totalmente automatizadas, fáceis de instalar e ajustar, e podem ser configuradas remotamente. Estas unidades mantêm a temperatura da água num nível predefinido sem perda de eficiência.

Os elementos de aquecimento de parede são comumente usados ​​devido ao seu design simples e fácil instalação. Eles são equipados com um tanque de expansão e uma bomba.

Se a área do cômodo não for grande, os circuitos TP podem ser conectados diretamente ao gerador de calor.

Ao instalar um sistema de piso aquecido a partir de uma caldeira de aquecimento em uma casa particular de grandes dimensões, será necessário realizar a instalação. unidade de mistura e distribuição.

Entre as desvantagens, destaca-se o alto custo da energia. Para reduzir os custos de aquecimento, recomenda-se a utilização de um sistema com reservatório de água externo e medidor de energia com tarifa dupla.

Diesel

As caldeiras a diesel, alimentadas por óleo diesel, funcionam com um princípio semelhante ao das caldeiras a gás. O seu processo de combustão é totalmente automatizado. Oferecem alto desempenho com baixo consumo de combustível, são fáceis de instalar e de manter. Além disso, são ecológicas e económicas.

A desvantagem desses modelos — o cheiro de combustível diesel, por isso são instalados em uma sala separada (sala da caldeira). Além disso, são necessários um tanque de combustível e uma bomba para abastecê-lo.

Como escolher uma caldeira

Não existem aquecedores de água especificamente projetados para aquecimento de piso. Alguns fabricantes produzem unidades com função de "piso aquecido", mas isso apenas limita a temperatura da água. Além disso, é importante considerar o tipo de fluido refrigerante aprovado para cada modelo. Algumas unidades não podem ser usadas com anticongelante, conforme indicado nas instruções.

Em princípio, qualquer modelo de aquecedor de água pode ser usado com piso aquecido; o principal é instalar e conectar o sistema corretamente.

Quais são as características a considerar ao escolher um aquecedor de água e em que deve prestar atenção?

1. É compatível com aquecimento de piso? É capaz de manter a temperatura do fluido refrigerante necessária? Caso contrário, será preciso selecionar equipamentos adicionais.
2. A eficiência com que o sistema funciona afeta o consumo de recursos (combustível).
3. É fácil de manter e operar? Quanto tempo leva para atingir o nível de aquecimento desejado?
4. Há alguma dificuldade com a instalação? Você conseguirá instalá-lo sozinho?

Além disso, os geradores de calor devem ser selecionados de acordo com a área e as condições de operação, atentando-se para:

1. A potência nominal é determinada com base no tamanho do cômodo a ser aquecido e no seu nível de isolamento. Os documentos especificam a área que o aparelho foi projetado para aquecer, considerando um isolamento adequado. Se você não sabe qual é a perda de calor da sua casaNesse caso, a potência deve ser fornecida com uma reserva de 25%. Exceder excessivamente o desempenho exigido pode levar ao superaquecimento e à falha do equipamento.
2. Controle de potência — as caldeiras a gás geralmente possuem esse recurso. A regulação pode ser feita manual ou automaticamente. Os modelos automáticos são mais econômicos; basta definir alguns parâmetros e a automação mantém a temperatura no nível definido e desliga o aquecimento.
3. Dependência energética - o uso de uma bomba elétrica para forçar a movimentação do líquido aumenta o desempenho da caldeira, mas a torna menos autônoma e mais dependente de recursos energéticos.
4. Tipo de aquecimento: Se o equipamento for necessário não apenas para aquecimento ambiente, mas também para fornecimento de água quente, é preciso uma caldeira instantânea de circuito duplo. Se precisar aquecer um grande volume de água, um modelo de acumulação é mais adequado.

Cada pessoa determina o custo de um aquecedor para si, com base na fonte de energia mais barata. Para alguns, é o gás; para outros, a lenha. Se a residência tiver um medidor com tarifas diferenciadas, a eletricidade será mais econômica.

Uma caldeira elétrica é a mais adequada para pisos aquecidos, pois consegue manter a temperatura desejada com baixo consumo de energia. 1 kW de eletricidade é convertido em 1 kW de calor. Se a área a ser aquecida for pequena, pode ser conectada diretamente.

Para conectar uma casa de campo de área impressionante, Será necessária uma unidade de mistura.Na instalação de equipamentos a gás, uma unidade de distribuição é essencial, pois a ligação direta não é recomendada. Alimentar o sistema de aquecimento de piso radiante a partir de uma caldeira a combustível sólido aumenta os custos devido à necessidade de adquirir componentes adicionais.

Além disso, a instalação de caldeiras a gás ou a combustível sólido requer a construção de uma sala de caldeiras.

Como calcular a potência

A caldeira ideal para aquecimento de piso radiante precisa ser econômica, por isso a escolha se baseia no seu desempenho. Para selecionar o modelo certo, precisamos calcular sua potência.

A potência média de um aparelho de aquecimento para uma casa de campo é de 1 kW por 10 m², o que significa uma potência específica de 100 W por m². No entanto, esta é uma estimativa bastante aproximada, adequada para uma construção de tijolos com perdas mínimas de calor.

Ao instalar equipamentos a gás, é necessário preparar e coordenar o projeto com os órgãos governamentais e obter a autorização da autoridade competente em matéria de gás. O projeto inclui uma seção que especifica o cálculo da capacidade do aparelho.

Se você planeja instalar uma caldeira elétrica ou de pirólise, utilize a fórmula de cálculo para a carga térmica da residência. Essa fórmula é adequada para regiões temperadas; se o apartamento estiver localizado em regiões mais ao norte, utilize um fator de correção de 1,2 ou 1,3. Caso o isolamento ou o fornecimento de água quente sejam deficientes, utilize também um fator de 1,2.

Мк = 0,1*По*к1*к2*к3, onde:

Vamos calcular a potência de saída do gerador para uma casa de 250 m² na região norte, com isolamento e fornecimento de água quente deficientes, usando o exemplo abaixo:

Мк = 0,1*250*1,2*1,2*1,3= 46,8 kW

Se as instalações estiverem localizadas na área central, o cálculo do indicador será feito da seguinte forma:

Мк = 0,1*250*1,2*1,2= 36,8 kW

Se o cômodo for bem isolado e não houver necessidade de água quente, então:

Mk = 0,1*250 = 25 kW

Não é recomendável criar uma grande reserva de energia, pois isso não só aumentará o custo da energia térmica, como também poderá levar ao superaquecimento da subestação transformadora e à sua falha.

Diagrama de fiação para conectar um piso aquecido a água a uma caldeira.

Existem diferentes maneiras de conectar uma caldeira a um sistema de aquecimento de piso radiante. Cada uma tem suas vantagens e desvantagens e é projetada para condições específicas. Vamos analisar os métodos mais populares para conectar um sistema de aquecimento de piso radiante hidráulico a uma caldeira.

Diagrama de válvula de três vias

Um projeto comum para um sistema de múltiplos circuitos com diferentes dispositivos de aquecimento é a válvula de três vias. Ela é adequada para sistemas de aquecimento combinados — radiadores com temperatura da água de 80 graus Celsius e aquecimento de piso com temperatura de 45 graus Celsius.

Uma válvula de três vias com bomba de circulação pode ajudar a garantir essa diferença de temperatura. O nível de aquecimento desejado do fluido refrigerante é obtido pela mistura da água proveniente da caldeira com a água da linha de retorno. A quantidade de água fria adicionada é controlada pela abertura ou fechamento da válvula.

Esquema com unidade de mistura

Este método foi projetado para sistemas combinados — um radiador e uma subestação de aquecimento. Aqui, uma unidade de mistura por bomba é instalada em vez de uma válvula termostática.

A ligação do coletor à caldeira é um esquema energeticamente eficiente no qual, através de uma válvula de balanceamento, a água quente e a água fria são misturadas em proporções rigorosas.

Diagrama de circuito com termostato eletrônico

O sistema de fornecimento TP opera utilizando unidades de aquecimento termoiónicas de pequenas dimensões; estas podem fornecer o funcionamento de apenas um circuito de aquecimento para uma área de no máximo 20 m2.

Um termostato é um pequeno dispositivo com uma caixa de plástico que contém:

O princípio de funcionamento é simples: o líquido aquecido é alimentado diretamente da caldeira para o circuito, sem necessidade de adição de água. O controle da temperatura é feito por meio de um regulador integrado.

O sistema aciona uma válvula eletromecânica, que controla o fornecimento de gás para a caldeira. A água circula pelo circuito sem a ajuda de uma bomba e é resfriada diretamente dentro do próprio circuito.

O circuito é simples e este chicote de fios é barato, mas não permite ajustes precisos. É adequado para:

Diagrama de conexão direta

Para abastecer o piso com este sistema, utiliza-se um separador hidráulico. Este método difere do anterior, pois, ao conectar o aquecimento de piso a uma caldeira com bomba, o circuito desta deve possuir uma unidade de bombeamento que funcione em conjunto com um termostato. Estas unidades regulam a vazão do fluido com base na temperatura do ar.

O processo é o seguinte: a água aquecida da caldeira entra no coletor hidráulico, onde é distribuída ao longo dos contornos do piso. Após passar pelos circuitos, retorna ao aquecedor através do tubo de retorno.

Este método é utilizado principalmente em unidades de condensação, pois não reduz a temperatura no tubo de alimentação. Se uma caldeira a gás convencional for instalada, operar neste modo levará rapidamente à falha do permutador de calor.

Ao instalar uma caldeira a combustível sólido, para garantir o funcionamento adequado do sistema, será necessário instalar um tanque de acumulação, que limitará o nível de temperatura.

Ligação do sistema de aquecimento por piso radiante a uma caldeira de aquecimento.

As caldeiras elétricas são as mais fáceis de instalar e operar. Portanto, explicaremos como conectar uma caldeira elétrica a um coletor de aquecimento de piso radiante.

Vamos conectar um elemento de aquecimento de 3 kW a um piso aquecido de 30 m² através de uma válvula de três vias. Para isso, compraremos uma caldeira de recirculação equipada com saídas para conexão de mangueiras de água fria e quente. O tamanho padrão da saída é de 2,6 cm. Para evitar contratempos, providenciaremos todas as ferramentas necessárias com antecedência.

Antes de começar a instalar a caldeira, É necessário colocar uma camada de piso aquecido..

Em seguida, instale unidade de distribuição à qual os circuitos de piso hidráulico estão conectadosUma extremidade da mangueira conectada à água fria e a outra à água quente.

Agora você pode prosseguir diretamente para a tubulação da caldeira, que foi instalada no local planejado:

Após a conexão, certifique-se de verificar se há vazamentos no piso realizando um teste. Este teste deve ser feito durante 24 horas com o sistema sob pressão de operação.

Só então a argamassa de contrapiso pode ser vertida e os materiais de acabamento (azulejos ou ripas) colocados. O sistema deve ser ligado após a argamassa estar completamente seca.

Para garantir o bom funcionamento de um piso aquecido a água, qualquer modelo de aquecedor pode ser instalado. Afinal, todos os parâmetros — potência, desempenho, etc. — são calculados da mesma forma para todos os tipos. É importante conectar o equipamento corretamente.