Sistemas de aquecimento de ar para uma casa particular

Bombas de calor e condicionadores de ar dutos

Às vezes, você pode encontrar sistemas combinados de controle climático, que incluem componentes como:

• Condicionador de ar canalizado, que, dependendo do clima, é capaz de aquecer, resfriar e desumidificar o ar.
• Filtro de pó.
• Um filtro ultravioleta que desinfeta o ar.
• Sistema de ventilação de alimentação e exaustão.

Condicionadores de ar de duto

Neste caso, a fonte de energia térmica é a energia elétrica. Estudando as revisões, pode-se notar que esse esquema de trabalho é muito conveniente. Afinal, você tem apenas uma unidade de controle que controla absolutamente todas as características de um ponto. Comparado com o sistema tradicional, onde o ventilador está em algum lugar do sótão, os condicionadores de ar estão nos quartos e o aquecimento do ar através dos tubos está em outro lugar, esse sistema parece ser mais atencioso e aprimorado.

Além disso, com esse sistema combinado, você pode salvar o interior das instalações.De fato, neste caso, apenas as grades de ventilação serão visíveis, pois o aquecimento do ar, como visto na foto, não requer a instalação de fiação e radiadores.

Saída de ar quente para sistema de aquecimento de ar

Claro, existem várias desvantagens desse tipo de esquema. O custo do sistema acabado é bastante alto. Por exemplo, se pegarmos os condicionadores de ar chineses com uma potência de aquecimento de 15 kWh para aquecimento, eles custarão cerca de 70.000 rublos.

A unidade exterior, que absorve calor do ar atmosférico, pode funcionar a uma temperatura não inferior a -15 - -25 graus Celsius. E com uma queda na temperatura externa, a eficiência do sistema só diminuirá.

Uma alternativa a esse sistema é uma bomba de calor geotérmica. Portanto, se no inverno o ar esfria a um regime de temperatura muito baixa, abaixo da profundidade de congelamento a terra é constantemente aquecida até 8 a 12 graus. Um trocador de calor com área suficiente está imerso no solo - e você terá um recurso quase infinito de calor que precisa ser bombeado para sua casa.

Os mais recentes sistemas de aquecimento

Um exemplo de sistema bastante acessível e ao mesmo tempo eficaz, adequado tanto para uma casa de campo quanto para um apartamento, é um piso radiante elétrico. Tendo incorrido em despesas relativamente pequenas para a instalação desse aquecimento, é possível fornecer calor a uma casa e não comprar caldeiras. A única desvantagem é o custo da eletricidade. Mas dado que o piso aquecido moderno é bastante econômico, sim, se você tiver um medidor multitarifário, essa opção pode ser aceitável.

Para referência.Ao instalar um piso radiante elétrico, são utilizados 2 tipos de aquecedores: um filme fino de polímero com elementos de carbono revestidos ou um cabo de aquecimento.

Nas regiões do sul com alta atividade solar, outro sistema de aquecimento moderno funciona bem. São coletores solares de água instalados no telhado de edifícios ou outros locais abertos. Neles, com perdas mínimas, a água é aquecida diretamente do sol, após o que é alimentada na casa. Um problema - os coletores são absolutamente inúteis à noite, assim como nas regiões do norte.

Vários sistemas solares que retiram calor da terra, água e ar e o transferem para uma casa particular são instalações nas quais são implementadas as mais modernas tecnologias de aquecimento. Consumindo apenas 3-5 kW de eletricidade, essas unidades são capazes de "bombear" de fora 5 a 10 vezes mais calor, daí o nome - bombas de calor. Além disso, com a ajuda dessa energia térmica, você pode aquecer o refrigerante ou o ar - a seu critério.

Um exemplo de bomba de calor a ar é um ar condicionado convencional, o princípio de operação é o mesmo para eles. Apenas o sistema solar aquece igualmente bem uma casa de campo no inverno e esfria no verão.

É um fato bem conhecido que quanto mais eficiente for uma inovação em um sistema de aquecimento, mais cara ela será, embora exija menores custos operacionais. Por outro lado, sistemas de aquecimento elétrico de alta tecnologia que são baratos de instalar nos fazem pagar mais tarde pela eletricidade que usamos. As bombas de calor são tão caras que não estão disponíveis para a maioria dos cidadãos do espaço pós-soviético.

A segunda razão pela qual os proprietários gravitam em torno dos sistemas tradicionais é a dependência direta dos modernos equipamentos de aquecimento da disponibilidade de eletricidade.Para os moradores de áreas remotas, esse fato desempenha um grande papel, porque eles preferem construir fornos de tijolos e aquecer a casa com lenha.

O princípio de operação e tipos de aquecimento de ar

Você precisa saber que existem dois tipos diferentes de aquecimento do tipo ar, cada um dos quais pode ser usado na prática.

O primeiro é implementado em sistemas com aquecedor. É essencialmente semelhante ao aquecimento com um transportador de calor líquido, com a diferença de que o ar aquecido é usado em vez de um líquido. O aquecedor de duto aquece o ar que se move através de tubos especiais para salas aquecidas.

Os dutos de ar cheios de ar quente aquecem a sala. Tais sistemas são pouco utilizados hoje, pois os canais são inevitavelmente danificados durante a operação. A partir da alternância de aquecimento com resfriamento, os dutos de ar se expandem ou se estreitam, o que enfraquece as juntas e aparecem rachaduras nas paredes.

Isso leva a uma violação do processo de distribuição de ar e, como resultado, a um aquecimento desigual das instalações, o que é indesejável. Um sistema de aquecimento ao ar livre é considerado mais prático.

O dispositivo de aquecimento de ar tem muito em comum com o tipo tradicional de água e o vapor menos comumente usado. A principal diferença é a ausência de dispositivos de aquecimento padrão - radiadores.

O princípio de seu funcionamento é o seguinte. O gerador de calor aquece o ar, que é fornecido através de um sistema de tubulação para as salas aquecidas. Aqui ele sai e se mistura com o ar presente na sala, aumentando assim a temperatura nela.

O ar resfriado é enviado para baixo, onde entra em tubos especiais e, através deles, entra novamente no gerador de calor para aquecimento.

O refrigerante dos sistemas de aquecimento de ar pertence à categoria de secundário, porque. antes disso, é aquecido pelo refrigerante primário - vapor ou água (+)

De acordo com o raio de ação do sistema de aquecimento com ar aquecido, eles são divididos em locais e centrais. Os primeiros incluem circuitos destinados a servir um objeto (casa de campo, quarto, duas ou mais instalações adjacentes), os segundos são edifícios de apartamentos, instalações públicas e industriais

Todos os sistemas são divididos em esquemas com recirculação completa do refrigerante, com recirculação parcial e fluxo direto.

Os sistemas locais com recirculação de ar completa são dutos (a) e sem dutos (b). Estes são esquemas com o movimento natural do ar aquecido. Se o aquecimento for combinado com ventilação, outros esquemas (c, d) com recirculação parcial serão usados. De acordo com qual parte do ar é misturada com a massa de ar na sala sem se mover pelos canais

Todos os sistemas centrais pertencem à categoria de fluxo direto. Para eles, o refrigerante de ar é aquecido no centro de aquecimento do edifício e depois entregue às instalações através de distribuidores de ar. Esquemas centrais são apenas canal.

Os sistemas de passagem única de ar são muito caros para o setor privado. Eles estão dispostos onde a ventilação está sendo construída que processa uma massa de ar igual em volume à massa de ar necessária para o aquecimento.

O aquecimento central do ar está disposto em indústrias que produzem ou utilizam na fabricação de inflamáveis, tóxicos, explosivos, etc. substâncias.No arranjo de casas de campo, esse tipo é usado se for necessário o transporte de ar aquecido por uma longa distância.

A organização do esquema para comerciantes privados é impraticável devido à necessidade de usar equipamentos de ventilação potentes.

Como funciona?

O princípio de operação do sistema de ar é baseado no uso de um gerador de calor, no trocador de calor do qual o ar é aquecido a valores ideais de 50-60C. Em seguida, os fluxos quentes são distribuídos pelo duto e movidos para as salas, aquecendo-as uniformemente. O sistema também possui em seu projeto aberturas especiais em forma de grades embutidas nas paredes ou no piso. Através deles, o ar resfriado retorna ao gerador de calor por meio de dutos de ar. Assim, podemos dizer que tal dispositivo atua simultaneamente como elemento de aquecimento, ventilador e trocador de calor.

Os sistemas de ar geralmente operam usando uma bomba de calor ou um queimador a gás, mas às vezes o ar é aquecido por água quente proveniente das comunicações centrais. A velocidade das salas de aquecimento, como regra, depende do tamanho. Portanto, a vazão de ar pode ser de 1.000 a 4.000 m3 por hora, desde que a pressão no sistema seja de pelo menos 150 Pa. Para minimizar as perdas de calor em grandes salas, o dispositivo é complementado com elementos térmicos auxiliares. Além disso, recomenda-se a instalação de dutos de ar de até 30 m de comprimento, eles encurtam o caminho de passagem do ar, mantendo sua temperatura.

O efeito operacional do sistema também é aumentado com a instalação de unidades de ar condicionado. Graças a este esquema, na estação fria, as instalações aquecerão bem e no verão - frescas.Isso manterá um microclima constante que é favorável para viver na casa.

1 Aquecimento de ar em casa - há muitas vantagens, mas poucas desvantagens

Muitos sistemas de aquecimento modernos têm deficiências bastante sérias. Isso força os proprietários a procurar opções de aquecimento mais eficientes. Nos últimos anos, os sistemas de ar começaram a ganhar popularidade considerável, que aquecem igualmente grandes instalações (residenciais e industriais ou administrativas) e casas muito pequenas com vários quartos. Este tipo de aquecimento é caracterizado pelas seguintes vantagens:

1. 1. Não há necessidade de gastar dinheiro na compra de tubos e radiadores, bem como na sua instalação.
2. 2. A eficiência dos sistemas de ar está se aproximando de 90%.
3. 3. A possibilidade de organizar, no âmbito de um projeto, um complexo combinado para manter a temperatura necessária em uma casa particular (ar condicionado mais aquecimento).
4. 4. Segurança total da operação do equipamento. Os sistemas que estamos considerando estão equipados com automação altamente sensível. É ela quem controla a operação de aquecimento a cada segundo. Assim que houver alguma falha, houver perigo de vazamento, a automação desliga as instalações de ar usadas.
5. 5. Baixo consumo de energia, custo acessível e retorno rápido do equipamento de aquecimento instalado. O aquecimento de ar para qualquer casa particular será realmente lucrativo e econômico.
6. 6. Estética. A habitação não precisa estar cheia de radiadores e estradas que os conectam. Devido a isso, todo o espaço livre nos quartos pode ser usado para criar interiores chiques.
7. 7. Operação fácil.A partida do sistema, a seleção do modo de operação necessário, a parada do equipamento e muitos outros processos são realizados no modo de controle automático. A probabilidade de cometer um erro por parte de uma pessoa ao usar o aquecimento do ar é reduzida, de fato, a zero.

Além disso, o tipo de aquecimento descrito é durável e confiável. Se o projeto de aquecimento for elaborado corretamente, a instalação for concluída sem erros e a manutenção regular for feita no prazo, a rede durará 20 a 25 anos sem o menor acidente. Também notamos a taxa excepcionalmente alta de aquecimento do ar. Nos casos em que a temperatura da sala era zero ou negativa, após a partida do equipamento, leva no máximo 30 a 40 minutos para aquecer totalmente a sala.

Aquecimento de ar em casa

A desvantagem do aquecimento do ar é a necessidade de manutenção bastante frequente (e necessariamente regular). Outra desvantagem é a dependência energética dos complexos descritos. O equipamento é alimentado por eletricidade. Se não houver luz na casa, o sistema irá parar. Existe apenas uma maneira de resolver esse problema - cuidar da instalação de uma fonte adicional (autônoma) de energia elétrica.

Aquecimento a vapor

a caldeira aquece a água à temperatura em que a água se transforma em vapor.coletivo e direto.

Vantagens do aquecimento a vapor:

• instalação barata e dimensões compactas
• sem perda de calor em trocadores de calor
• alta transferência de calor
• o vapor, ao contrário da água, não congela nas tubulações
• economia

Desvantagens do aquecimento a vapor:

• o vapor destrói gradualmente os tubos
• é impossível regular suavemente a temperatura na visita
• a superfície dos radiadores aquece a uma temperatura alta e, se tocada acidentalmente, você pode se queimar

Etapas de preparação para a instalação do aquecimento a vapor:

1ª etapa: escolha uma caldeira a vapor. Seu poder é semelhante ao de uma caldeira de água. Também funciona com gás natural, combustíveis sólidos e líquidos.

2ª etapa: escolha as tubulações por onde o vapor irá fluir. Os tubos de aço são bons para todos, mas têm baixas propriedades anticorrosivas. As tubulações galvanizadas e inoxidáveis ​​resistem bem à corrosão, mas são bastante caras. Os tubos de cobre têm a mesma desvantagem, mas são fáceis de embutir nas paredes, suportam bem a alta temperatura e a pressão. Os tubos de plástico são perigosos de usar porque não suportam pressão. A principal condição, independentemente do material do tubo, é comprar tubos fabricados na fábrica. É necessário montá-los entre si no prédio, e não na rua.

3ª etapa: fazemos um diagrama do dispositivo do futuro sistema de aquecimento. O comprimento total da tubulação com todas as ramificações, o material do qual será feita, instrumentação, válvulas de segurança e fechamento, o número de tês e transições são levados em consideração. Novamente, tudo isso pode ser feito por funcionários da empresa, onde você comprará tudo o que precisa.

4ª etapa: instalar uma caldeira a vapor. A sala onde será colocada deve ter pelo menos 2,2 metros de altura. A distância da parede à caldeira deve ser de pelo menos um metro. As paredes devem ser de tijolo ou revestidas com telhas resistentes ao fogo. A sala deve ter uma janela e um sistema de ventilação. A caldeira é montada abaixo do nível dos radiadores. Isso permitirá que o vapor suba e o condensado acumulado será drenado automaticamente de volta para a caldeira.Juntamente com a caldeira, são instalados sensores, válvulas, fusíveis e outros dispositivos.

5ª etapa: é realizada a instalação dos radiadores. Eles devem ter pelo menos 7 joelhos. Eles podem ser fixados na parede com uma furadeira, perfurador e chaves de fenda. Os radiadores são montados no sistema de aquecimento por meio de uma conexão roscada ou soldagem. A firmeza é vital! Caso contrário, os radiadores vazarão vapor. A instalação dos tubos é realizada não antes da instalação dos radiadores.

Características do sistema de aquecimento de fluxo direto

Em um sistema de fluxo direto, o ar é retirado da rua, aquecido por um aquecedor e, depois de distribuído pela casa, é novamente removido para a rua através dos dutos de exaustão. Esse esquema é bom porque o ar limpo e fresco é constantemente fornecido às instalações, e a poluição, odores desagradáveis ​​e excesso de umidade são removidos irrevogavelmente.

Mas junto com eles, uma parte substancial do calor também voa para o tubo, o que leva a um consumo excessivo de combustível. Para eliminar essa deficiência, são utilizados sistemas com recuperação, nos quais o calor do ar removido através do ar de exaustão em um trocador de calor especial é transferido para o ar fresco recém-entrado.

Como conectar uma caldeira de combustível sólido

O esquema canônico para conectar uma caldeira a combustível sólido contém dois elementos principais que permitem que ela funcione de maneira confiável no sistema de aquecimento de uma casa particular. Trata-se de um grupo de segurança e uma unidade de mistura baseada em uma válvula de três vias com cabeçote térmico e sensor de temperatura, mostrado na figura:

Observação. O tanque de expansão convencionalmente não é mostrado aqui, pois pode ser localizado em diferentes locais em diferentes sistemas de aquecimento.

O diagrama apresentado mostra como conectar a unidade corretamente e deve sempre acompanhar qualquer caldeira a combustível sólido, de preferência mesmo a pellets. Você pode encontrar vários esquemas gerais de aquecimento em qualquer lugar - com um acumulador de calor, uma caldeira de aquecimento indireto ou uma seta hidráulica, na qual esta unidade não é mostrada, mas deve estar lá. Mais sobre isso no vídeo:

A tarefa do grupo de segurança, instalado diretamente na saída do tubo de entrada da caldeira de combustível sólido, é aliviar automaticamente a pressão na rede quando ela ultrapassa o valor definido (geralmente 3 bar). Isso é feito por uma válvula de segurança e, além disso, o elemento é equipado com um purgador de ar automático e um manômetro. O primeiro libera o ar que aparece no refrigerante, o segundo serve para controlar a pressão.

Atenção! Na seção da tubulação entre o grupo de segurança e a caldeira, não é permitido instalar nenhuma válvula de fechamento

Como funciona o esquema

A unidade de mistura, que protege o gerador de calor da condensação e temperaturas extremas, funciona de acordo com o seguinte algoritmo, a partir da ignição:

1. A lenha está apenas queimando, a bomba está ligada, a válvula na lateral do sistema de aquecimento está fechada. O refrigerante circula em um pequeno círculo através do bypass.
2. Quando a temperatura na tubulação de retorno sobe para 50-55 °C, onde está localizado o sensor aéreo do tipo remoto, a cabeça térmica, ao seu comando, começa a pressionar a haste da válvula de três vias.
3. A válvula abre-se lentamente e a água fria entra gradualmente na caldeira, misturando-se com a água quente do bypass.
4. À medida que todos os radiadores aquecem, a temperatura geral aumenta e, em seguida, a válvula fecha completamente o bypass, passando todo o refrigerante através do permutador de calor da unidade.

Este esquema de tubulação é o mais simples e confiável, você mesmo pode instalá-lo com segurança e, assim, garantir a operação segura da caldeira de combustível sólido. Em relação a isso, existem algumas recomendações, especialmente ao amarrar um aquecedor a lenha em uma casa particular com tubos de polipropileno ou outros tubos de polímero:

1. Faça uma seção do tubo da caldeira para o grupo de segurança de metal e, em seguida, coloque o plástico.
2. O polipropileno de paredes espessas não conduz bem o calor, e é por isso que o sensor suspenso ficará francamente e a válvula de três vias atrasará. Para que a unidade funcione corretamente, a área entre a bomba e o gerador de calor, onde fica a lâmpada de cobre, também deve ser metálica.

Outro ponto é o local de instalação da bomba de circulação. É melhor que ele fique onde está mostrado no diagrama - na linha de retorno em frente à caldeira a lenha. Em geral, você pode colocar a bomba na alimentação, mas lembre-se do que foi dito acima: em uma emergência, pode aparecer vapor na tubulação de alimentação. A bomba não pode bombear gases, portanto, se o vapor entrar nela, a circulação do refrigerante será interrompida. Isso acelerará a possível explosão da caldeira, pois ela não será resfriada pela água que flui do retorno.

Maneira de reduzir o custo de cintagem

O esquema de proteção de condensado pode ser reduzido em custo com a instalação de uma válvula misturadora de três vias de design simplificado que não requer a conexão de um sensor de temperatura acoplado e uma cabeça térmica. Um elemento termostático já está instalado nele, ajustado para uma temperatura de mistura fixa de 55 ou 60 ° C, conforme mostrado na figura:

Válvula especial de 3 vias para unidades de aquecimento de combustível sólido HERZ-Teplomix

Observação. Válvulas semelhantes que mantêm uma temperatura fixa da água misturada na saída e são projetadas para instalação no circuito primário de uma caldeira de combustível sólido são produzidas por muitas marcas conhecidas - Herz Armaturen, Danfoss, Regulus e outras.

A instalação de tal elemento definitivamente permite economizar na tubulação de uma caldeira TT. Mas, ao mesmo tempo, perde-se a possibilidade de alterar a temperatura do refrigerante com a ajuda de uma cabeça térmica e seu desvio na saída pode atingir 1 a 2 ° C. Na maioria dos casos, essas deficiências não são significativas.