Descrição, dispositivo e esquema da automatização de instalações de caldeiras

Saudações e bem-vindo ao nosso guia de automatização de instalações de caldeiras! Neste post, vamos analisar os fundamentos da automatização de um sistema de caldeira para que a sua casa fique devidamente isolada e aquecida. A automatização de instalações de caldeiras é a aplicação de tecnologia de ponta para maximizar a eficiência energética e melhorar o desempenho da caldeira, proporcionando um maior controlo sobre os processos de aquecimento.

As partes importantes dos sistemas de aquecimento são as caldeiras, que queimam combustível como gás, óleo ou biomassa para produzir calor. A automatização das caldeiras implica a integração de vários controlos e sensores para regular automaticamente a temperatura da água, a entrada de ar e o fornecimento de combustível. Esta automatização reduz significativamente os custos e promove a sustentabilidade ambiental, para além de melhorar a comodidade.

É necessário conhecer os principais componentes do sistema de automatização da caldeira e o seu funcionamento. Um sistema de caldeira automatizado tem, normalmente, sensores para controlar coisas como os níveis de combustível, a pressão e a temperatura. Uma unidade de controlo central recebe dados em tempo real destes sensores, processa-os e modifica as definições para manter o desempenho máximo.

O controlo preciso do processo de aquecimento é o principal objetivo da automatização de instalações de caldeiras. A automatização de processos como a modulação do combustível, a regulação do caudal de água e a ignição permite que o sistema se ajuste dinamicamente às flutuações das necessidades de aquecimento. Esta adaptabilidade minimiza o desperdício de energia e garante um nível de conforto constante em toda a casa.

São necessárias estratégias de controlo complexas para que a automatização das instalações de caldeiras funcione de forma eficiente. Os controladores baseados em microprocessadores ou controladores lógicos programáveis (PLCs) são frequentemente utilizados em sistemas modernos para controlar as operações. Estes controladores asseguram que a caldeira funciona eficazmente numa variedade de condições, aplicando algoritmos predefinidos para regular os ciclos de aquecimento.

Os avanços na automatização de caldeiras alteraram completamente os sistemas de aquecimento, proporcionando aos proprietários níveis nunca antes vistos de conveniência e poupança de energia. As tecnologias domésticas inteligentes podem ser integradas nas caldeiras automatizadas para permitir a monitorização e o controlo remotos por computador ou smartphone. Para além de melhorar a experiência do utilizador, esta conetividade torna possível a manutenção proactiva e a resolução de problemas.

Em suma, a automatização da instalação de caldeiras é um desenvolvimento crítico na tecnologia de aquecimento contemporânea. Através da implementação de controlos inteligentes e da automatização de processos críticos, os proprietários podem usufruir de maior conforto, menores despesas de energia e menor impacto ambiental. Nas secções seguintes, abordaremos em pormenor a automatização de instalações de caldeiras, as configurações dos dispositivos, os princípios de funcionamento e as considerações de implementação no mundo real.

Construção do esquema de instalação

Existem vários níveis de automatização de caldeiras. Estes são atribuíveis a:

• І nível – existem termostatos e reguladores que mantêm a temperatura do ar, bem como a possibilidade de programação de aquecimento.
• Nível ІІ – a todas as funções da primeira categoria são adicionados mais reguladores de potência do equipamento, bem como os seus controladores e a possibilidade de ligação em cascata e os seus reguladores.
• ІІІІ nível – tem um painel de controle, que exibe todas as leituras de sensores e reguladores na tela.

Figura. 2: Um armário metálico automático

A estação de caldeira automática deve ser instalada num armário metálico único.

Este plano é composto por:

• Controladores que são programáveis;
• Fontes de alimentação secundárias;
• Alimentação eléctrica ininterrupta do sistema;
• Concentrador;
• Painel do operador;
• Equipamento de comutação;
• Computador.

O painel de automação do operador para o arroz.

Caldeira eléctrica para uma sala de caldeiras privada

A caldeira eléctrica é o tipo de caldeira mais seguro para utilizar numa residência privada. Não requer o equipamento de uma sala de caldeiras separada. O líquido de refrigeração não necessita de ventilação durante o aquecimento porque não liberta quaisquer produtos de combustão.

Estas caldeiras são fáceis de instalar, silenciosas quando estão a funcionar e requerem pouca manutenção. As caldeiras eléctricas são muito eficientes – até 99% em determinadas situações. As desvantagens incluem os elevados requisitos de energia da rede e a dependência de um funcionamento estável.

Desde que seja conveniente, a caldeira eléctrica pode ser colocada em qualquer canto da casa. É sobretudo utilizada como fonte de calor suplementar e consome muita eletricidade.

A caldeira eléctrica é ligada através de vários esquemas: os radiadores são ligados a ela e é fornecida uma opção de instalação em cascata, caso seja necessário aquecer uma grande área. São utilizados dois esquemas para a tubagem: o esquema de mistura e o esquema direto. Um queimador controla a temperatura no primeiro cenário, enquanto um misturador com um servo acionamento controla a temperatura no segundo.

Requisitos para salas com caldeira de combustível sólido

Existem vários requisitos para as instalações que têm caldeiras instaladas, que são descritos em documentos normativos.

O que é necessário na sala da caldeira:

• o volume da sala da caldeira depende da capacidade da caldeira: para uma caldeira com uma capacidade até 30 kW, é necessária uma área de 7 m2 para a sala.5 m2, com uma capacidade de 60 kW – 13.5 m2, com uma potência até 200 kW – 15 m2;
• uma caldeira com uma potência superior a 30 kW deve estar localizada no centro da sala preparada para uma melhor circulação de ar e máxima eficiência de trabalho;
• O chão, as paredes, as divisórias e os tectos da sala da caldeira devem ser feitos de materiais incombustíveis e resistentes ao fogo, utilizando revestimentos impermeáveis;
• o tambor da caldeira é instalado numa fundação ou num pedestal especial feito de materiais incombustíveis;
• Para caldeiras com uma capacidade inferior a 30 kW, é possível utilizar um pedestal feito de materiais combustíveis, mas utilizando uma chapa de aço sobre ele;
• a reserva principal de combustível deve ser armazenada numa sala vizinha;
• o abastecimento diário de combustível pode ser armazenado a uma distância de 1 metro ou mais da caldeira;
• ventilação.

Funcionamento e dispositivo da caldeira de água quente

Todos os equipamentos funcionam da mesma forma, independentemente do modelo: o calor é transferido para o sistema de aquecimento através do aquecimento do líquido de refrigeração até à temperatura necessária.

Distinguir entre os seguintes tipos de unidades de água quente:

• Gás.
• Combustível líquido
• Elétrico
• Combustível sólido.

Dependendo do tipo de caldeira escolhido, o dispositivo da caldeira de água quente tem uma composição estrutural diferente. Consequentemente, são utilizados queimadores diferentes para diferentes tipos de combustível. Podem ser sobrealimentados substituíveis ou atmosféricos incorporados. Os queimadores incorporados permitem a utilização de vários tipos de combustível. Os práticos queimadores intercambiáveis facilitam a transição entre diferentes tipos de combustível quando necessário.

O que é uma caldeira inteligente

É necessário investir mais dinheiro para implementar o plano de automatização da sala da caldeira privada. Enquanto os sistemas programáveis são muito mais caros, uma válvula termostática de base pode ser comprada por relativamente pouco dinheiro. Uma caldeira tradicional que funciona continuamente num único modo requer recursos energéticos e financeiros significativos para funcionar. Por conseguinte, o custo de aquisição de uma unidade de automatização é rapidamente recuperado durante a utilização.

A automatização de uma sala de caldeira privada garante que o sistema de aquecimento funcione da forma mais eficiente possível, permitindo a manutenção de condições de vida confortáveis para os ocupantes.

O proprietário pode modificar o processo de aquecimento de acordo com as suas necessidades, instalando a automatização. As facturas de energia serão reduzidas para metade. É possível quando o controlo da caldeira está em modo automático:

1. Desligar a caldeira no caso de uma situação atípica. Efectuam o arranque ou a paragem automática da caldeira no modo de funcionamento. Depender da temperatura exterior para definir a temperatura de aquecimento.
2. Controla os ramos de aquecimento e de aquecimento da água da caldeira com 1 câmara de combustão.
3. Regular a temperatura da água ou de outro meio de transferência de calor.
4. Efetuar ajustes no funcionamento das bombas de circulação ou de recirculação, se o aquecimento da casa estiver organizado de acordo com o esquema fechado. Neste caso, sem automatização, o funcionamento do sistema é impossível.

O termóstato é o elemento mais importante do sistema de aquecimento. A sua função é controlar a temperatura de uma determinada divisão, bem como de toda a casa. Os termóstatos existem em várias formas, desde os mecânicos simples aos dependentes das condições climatéricas. Este último é o mais vantajoso em termos de tecnologia, mas é também muito dispendioso.

Um controlador de temperatura, um atuador, um sensor de temperatura do líquido de refrigeração, um visor para ligação a um sistema de controlo externo, uma bomba de circulação do líquido de refrigeração e circuitos de consumo constituem o sistema de controlo do aquecimento (+)

O tipo de caldeira utilizada, a presença de um piso aquecido, a presença de colectores solares, etc., todos afectam o custo da automatização. Para evitar o desperdício de dinheiro, comparar as características de cada plano e descobrir quanto custará. Apesar de ser bastante difícil fazê-lo você mesmo, pode sempre consultar especialistas quando tiver este tipo de problema.

Tarefas e objectivos

Sem o envolvimento direto do operador, os sistemas modernos de automatização da sala de caldeiras podem assegurar o funcionamento do equipamento de forma suave e eficiente. A única coisa que resta aos humanos é monitorizar online os parâmetros e o funcionamento de todo o complexo de dispositivos. As seguintes tarefas são resolvidas pela automatização da sala da caldeira:

• Arranque e paragem automáticos dos grupos de caldeiras.
• Regulação da saída da caldeira (controlo em cascata) de acordo com as configurações primárias definidas.
• Controlo das bombas de compensação, controlo dos níveis do meio de aquecimento nos circuitos de trabalho e de consumo.
• Paragem de emergência e ativação de dispositivos de sinalização, no caso de os valores de funcionamento do sistema excederem os limites estabelecidos.

Sala da caldeira com caldeira de combustível sólido

Apenas os edifícios não residenciais podem instalar caldeiras de combustível sólido devido aos regulamentos de construção. Se a unidade tiver uma grande capacidade, será necessário construir uma sala de caldeiras separada. O espaço necessário para uma caldeira de combustível sólido deve cumprir uma série de requisitos:

• a distância mais pequena entre a porta do forno e a parede é de 1.2 para 1.5 m;
• distância mínima entre as paredes laterais da caldeira e a parede feita de material incombustível ou protegida por uma tela especial – 1 m;
• a distância entre a parede traseira da caldeira com ligação traseira e a parede feita de material combustível com uma tela de proteção – 0,5 m;
• não podem ser construídas extensões adicionais por cima da sala da caldeira;
• a sala deve ter uma ventilação de abastecimento na parte inferior da sala sob a forma de um espaço entre a porta e o chão ou um buraco na parede.

O tubo por detrás da caldeira pode ser fixado à parede com suportes se a parede for construída com material que cumpra os regulamentos de segurança contra incêndios. Um TC que tem parâmetros de base de 1×0.8 m deve ser instalado num espaço de 2.8 x 2.5 m para poder funcionar confortavelmente. A área da sala da caldeira aumenta proporcionalmente ao tamanho da unidade.

Para permitir a construção antecipada da chaminé, a instalação de uma caldeira a combustível sólido deve ser planeada durante a construção da casa.

A sala da caldeira deve ser encostada a uma parede branca se for concebida como um anexo. Deve haver um mínimo de um metro entre janelas e portas, tanto num plano vertical como horizontal. Deve ser instalada uma porta que abra para o exterior se a sala da caldeira estiver situada no primeiro andar, na cave ou em ambos.

Equipamento da sala da caldeira de combustível sólido

Uma sala de caldeiras bem concebida e funcional, com uma caldeira de combustível sólido, deve incorporar vários componentes:

• Gerador de calor equipado com depósitos adequados, câmaras de combustível, etc.д.
• Tubagem da caldeira constituída por bomba de circulação, válvula de 3 vias, grupo de segurança.
• Chaminé.
• Termoacumulador para abastecer a casa com água quente.
• Automação – dependente do clima ou automação interna.
• Sistema de extinção de incêndios.

A lenha, a turfa e o carvão são utilizados como combustível da caldeira. Numa sala de caldeiras equipada com um grupo de TC, o diâmetro da chaminé deve corresponder à secção transversal da tomada da caldeira. A ventilação de exaustão é necessária na sala e é calculada de modo a que 1 kW de capacidade da caldeira esteja presente por cada 8 cm² de área. Este parâmetro é multiplicado por três se a caldeira estiver situada na cave.

É necessário rodear a base da caldeira com placas de aço. Deve sobressair um metro de cada lado. O reboco das paredes deve ter uma espessura mínima de três centímetros. Existem orifícios para recolha e remoção de fuligem na própria chaminé, que tem a mesma secção transversal a toda a volta. Uma caraterística essencial é a capacidade de apagar incêndios.

Qualquer tipo de combustível sólido pode ser convertido em energia térmica por uma caldeira de combustível sólido de alta qualidade. Isto torna possível a poupança financeira.

Acerca de 0.08 m² de vidros devem estar presentes por cada 1 kW que a caldeira TT pode produzir. A maior área da sala da caldeira que pode ser usada é de 8 m². A cablagem eléctrica tem de ser protegida do pó de carvão se a fornalha for enchida com carvão, uma vez que o pó de carvão tem o potencial de explodir a uma concentração específica.

Influência da fuligem e das incrustações no processo de funcionamento

A baixa condutividade térmica da fuligem impedirá gravemente a transferência de calor dos gases produzidos para as paredes do equipamento de aquecimento, caso se forme uma camada na superfície.

Isto resultará inevitavelmente numa utilização excessiva de massa de combustível e numa diminuição notável da produção de vapor e água quente.

A quantidade de calor transferida da parede do dispositivo para a água pode ser significativamente reduzida pela presença de incrustações nas paredes, que têm uma condutividade térmica relativamente baixa.

Com uma pressão de funcionamento de 0.8 MPa e uma temperatura de 175 °C, a caldeira a vapor MZK foi concebida para gerar vapor saturado para utilização em aplicações de aquecimento e tecnologia.

Pode ler mais sobre o que é uma caldeira de vapor KP aqui.

Por este motivo, as paredes podem sobreaquecer a um nível perigoso e, ocasionalmente, rebentar, levando a avarias no aparelho da caldeira.

Com base nisto, pode dizer-se que a limpeza de rotina deste tipo de equipamento é a única forma de atingir o desempenho ótimo da caldeira.

Só a instalação de um filtro de sujidade específico e o sopro regular dos principais componentes do equipamento através das ligações de ar evitarão a formação de incrustações.

É importante ter em conta que, embora a adoção destas medidas possa ajudar a diminuir significativamente a intensidade da formação de incrustações, não há garantia de que esta não volte a ocorrer.

Se o equipamento for utilizado com água dura, esta abordagem não funcionará. Isto sugere que não vale a pena sacrificar a qualidade da água que está a ser utilizada.

O tratamento preliminar da água contribuirá para prolongar a vida útil global do dispositivo e do sistema térmico.

Simultaneamente, a caldeira de água quente manterá valores adequados de eficiência elevada durante todo o período de funcionamento. É também uma óptima oportunidade para reduzir a quantidade de combustível utilizado.

Caldeiras a óleo que são utilizadas. Gama e categorias.

Para saber mais sobre a construção de caldeiras de óleos usados, aceda aqui.

A aquisição de uma caldeira de água quente de um fabricante de renome garante que o líquido de refrigeração funcionará nos melhores modos de velocidade possíveis, graças às bombas integradas no projeto. Além disso, elimina totalmente a possibilidade de formação de incrustações e de sobreaquecimento extremo da superfície, respetivamente, evitando a falha do sistema.

Mensagens SMS de aviso sobre situações de emergência e parâmetros críticos do sistema

Com base nos sinais dos sensores e relés, o controlador GSM gera e transmite mensagens SMS (se tiver um cartão de operador de telemóvel) alertando-o para parâmetros importantes do sistema que garantem o funcionamento da caldeira e da sala da caldeira.

Em caso de emergência, as mensagens SMS são geradas automaticamente. O estado da sala da caldeira e os parâmetros de temperatura também podem ser obtidos ligando para os números ligados ao controlador. Existe uma mensagem SMS específica que descreve o que está a acontecer no sistema de funcionamento da caldeira para cada cenário e evento que ocorre durante o processo de funcionamento do equipamento da caldeira.

Uma palavra ao comprador O nosso artigo“”” apresenta as opções de envio de mensagens SMS de alarme, a criação de mensagens em caso de eliminação de erros e alarmes, os pedidos de SMS e outros aspectos do funcionamento do sistema de alerta.

A antena GSM do módulo deve ser colocada num local onde receba o sinal GSM mais forte e afastada de objectos metálicos que possam impedir o sinal. Qualquer superfície metálica deve estar a pelo menos 5 cm de distância.

Caso exista um módulo GSM na sala das caldeiras, é imperativo verificar consistentemente a sua funcionalidade, i.e., envio de mensagens SMS para o seu número na lista A?" O responsável por este equipamento no local decide com que frequência solicitar informações sobre o estado atual do módulo GSM e de qualquer equipamento ligado (não há limites para o número de pedidos).

Antes de instalar o equipamento principal, a disposição dos canais de cabos da sala da caldeira sob as linhas de automação deve ser coordenada com a organização de comissionamento. Além disso, a folga necessária entre paredes, tubulações e coletores deve ser fornecida quando apropriado.

Como efetuar o aquecimento com duas caldeiras

Faz sentido conceber um circuito para acomodar duas caldeiras de aquecimento, de modo a otimizar o desempenho de vários tipos de sistemas de aquecimento residencial. Atualmente, estão disponíveis várias opções de ligação:

• caldeira a gás e eléctrica;
• caldeiras de combustível sólido e eléctricas;
• Caldeira a combustível sólido e caldeira a gás.

É aconselhável que se familiarize com as características básicas do funcionamento conjunto da caldeira antes de avançar com a seleção e instalação de um novo sistema de aquecimento.

Ligação de caldeiras eléctricas e a gás

A combinação de uma caldeira eléctrica com uma caldeira a gás é um dos sistemas de aquecimento mais simples de utilizar. Existem duas formas de ligação: paralela e série. O sistema paralelo é considerado melhor porque permite substituir, reparar e desligar uma caldeira, deixando a outra a funcionar no modo mínimo.

Esta ligação também pode ser totalmente fechada, caso em que deve ser utilizada água normal ou etilenoglicol como líquido de arrefecimento para sistemas de aquecimento.

Ligação de caldeiras a gás e a combustível sólido

A opção mais exigente em termos de tecnologia, porque requer um sistema de ventilação meticuloso e a preparação do espaço para instalações de grandes dimensões e potencialmente propensas a incêndios. Antes da instalação, conhecer os regulamentos relativos à instalação de caldeiras a gás e a combustível sólido, fazendo a escolha adequada. Além disso, é necessário um sistema aberto, onde a sobrepressão é reduzida num tanque de expansão, para compensar o sobreaquecimento, porque o meio de aquecimento numa caldeira de combustível sólido é difícil de regular.

Importante: não é permitido ligar as caldeiras a gás e a combustível sólido através de um sistema fechado; tal constitui um grave risco de segurança contra incêndios. Com um sistema de aquecimento multi-circuito, que tem dois contornos independentes um do outro, duas caldeiras podem funcionar no seu melhor.

Dois circuitos independentes num sistema de aquecimento multi-circuito podem proporcionar o melhor desempenho para duas caldeiras.

Ligação de caldeiras de combustível sólido e eléctricas

Examine as características técnicas do selecionado e leia as instruções antes de tentar conectar. Os fabricantes fabricam modelos para sistemas de aquecimento abertos e fechados. No primeiro cenário, a melhor forma de atuar é concentrar-se no funcionamento de duas caldeiras que partilham um permutador de calor; no segundo cenário, a ligação a um circuito aberto já operacional é simples.

Segurança da instalação automática

Garantir a segurança dos utilizadores e do equipamento da caldeira é um dos principais objectivos das unidades automáticas.

O alarme assinala a ocorrência de uma circunstância inesperada na instalação e notifica as seguintes partes:

• Fuga de gás ou de outro combustível;
• Aumentar ou diminuir a pressão (gás, água, vapor) no sistema;
• Avarias na caldeira;
• Emissões de monóxido de carbono;
• Violações da segurança contra incêndios.

A configuração do sistema de automatização da caldeira permite o controlo remoto pelo operador. Pode visualizar simultaneamente o diário de falhas, o que ajuda o pessoal do centro de serviço a identificar rapidamente todas as falhas do sistema. A instalação também pode ser gerida por telefone. Para conseguir isso, é usado um código exclusivo que, quando discado, faz com que a automação faça a transição para um modo de operação diferente (predefinido).

Caldeiras de água quente modulares em bloco

As salas de caldeiras modulares de água quente em bloco são úteis quando é necessário um fornecimento contínuo de água quente, mas não existem instalações para a instalação de uma caldeira de reserva.

Todas as peças são montadas e guardadas numa caixa de metal. Esta caixa pode ser instalada em qualquer área da empresa ou em casas particulares e não requer a construção de fundações adicionais.

Também é possível utilizar estes sistemas para fornecer aquecimento total. Simultaneamente, o interior é equipado com equipamento de fornecimento de calor em vez de equipamento de água quente.

O calor e a água quente são fornecidos à casa através de caldeiras de água. Por esta razão, a instalação de caldeiras de água quente é um dos serviços mais procurados atualmente.

Para saber mais sobre caldeiras de água quente, clique aqui.

Para satisfazer completamente os requisitos de conforto do pessoal e/ou os requisitos tecnológicos de uma organização ou de vários edifícios, incluindo edifícios de apartamentos, podem ser combinadas caldeiras de água quente e caldeiras de aquecimento.

Estes sistemas, que fornecem completamente água quente e aquecimento a vapor para toda a casa, podem ser construídos de raiz nos telhados de edifícios de vários andares. A instalação e as modificações no fornecimento de gás de um único edifício de apartamentos requerem apenas autorizações.

A instalação é prática para casas ou empresas cuja propriedade proíbe a instalação de caldeiras no interior.

Qualquer tipo de suporte de calor pode ser utilizado como meio de aquecimento. Se o plano tecnológico para o fornecimento de gases de produção secundária o permitir, podem ser instalados sistemas modulares em bloco para gás, eletricidade, carvão, fuelóleo e até caldeiras de recuperação de calor residual.

No cálculo de uma sala de caldeiras de água quente, é necessário ter em conta a cablagem das instalações e a capacidade de fornecimento do meio de aquecimento necessário. Tudo o resto é instalado numa caixa prática como uma única unidade.

Não é necessário investir tempo a calcular a necessidade de uma sala separada para a instalação; em vez disso, considere todos os requisitos de segurança operacional. Por exemplo, uma pequena produção precisa de ser operada de forma esterilizada.

As caldeiras contemporâneas estão equipadas com sistemas de controlo automatizados que variam em complexidade e se destinam a garantir o funcionamento seguro da caldeira mesmo na ausência de intervenção humana.

Veja esta página para conhecer as diferentes marcas de caldeiras de água quente.

O seu alcance é limitado e a utilização de carvão para fornecer calor e água quente é mais económica. A instalação do sistema modular em bloco fora das instalações da oficina será muito conveniente neste momento.

Os profissionais devem projetar e calcular a sala da caldeira de água quente, tendo em consideração todos os parâmetros relevantes relacionados com o espaço, a maquinaria e as características necessárias.

É necessário um cálculo exato para garantir a segurança do pessoal de serviço e o funcionamento perfeito do equipamento.

Automatização do equipamento da caldeira

O mercado moderno está bem representado por dispositivos autónomos, conjuntos de automação importados e nacionais para caldeiras de vapor e de água quente, e outros dispositivos. Entre as ferramentas de automatização encontram-se:

• Equipamento de controlo da ignição e da presença de chama, iniciando e controlando o processo de combustão do combustível na câmara da fornalha da unidade de caldeira;
• Sensores especializados (calibradores de tiragem, sensores de temperatura, sensores de pressão, analisadores de gás, etc.).) podem ser utilizados na canalização. д.);
• actuadores (válvulas solenóides, relés, servo-accionadores, conversores de frequência);
• painéis de controlo para caldeiras e equipamento geral de caldeiras (consolas, diagramas mnemónicos com ecrã tátil);
• armários de comutação, linhas de comunicação e de alimentação eléctrica.

Com exceção de circunstâncias invulgares e de emergência, os automatismos de segurança devem ser tidos em conta na escolha dos armários de comando e de controlo.

Automatização do funcionamento do equipamento da caldeira

Ignorar as características que simplificam o funcionamento dos sistemas de aquecimento seria um erro. A automatização permite a utilização de uma série de programas que regulam os fluxos de calor com base na hora do dia, no clima e noutros factores. Também pode ajudar a aquecer diferentes divisões, como um berçário ou uma piscina.

Um exemplo de um esquema automatizado principal é o modo de funcionamento automático da sala da caldeira, que regula o aquecimento da água, a ventilação, o permutador de calor, os dois circuitos de aquecimento de piso, os quatro circuitos de aquecimento do edifício e os circuitos de recirculação de água.

Várias características personalizadas ajustam o funcionamento do equipamento com base na forma como os residentes da casa vivem. Por exemplo, existem várias soluções autónomas que são mais práticas e económicas para os residentes, para além do programa normal de água quente. Por esse motivo, pode ser criado um esquema de automação da sala das caldeiras que seleciona um dos modos comuns.

A prioridade “Boa Noite” programa

Foi demonstrado que a temperatura ambiente ideal durante a noite deve ser alguns graus mais fria do que a temperatura diurna; ou seja, é melhor reduzir a temperatura do quarto em cerca de 4°C enquanto se dorme. Uma pessoa considera desconfortável acordar numa divisão anormalmente fria, pelo que a temperatura tem de ser ajustada de manhã cedo. Automatizar a transição do sistema de aquecimento do modo diurno para o modo noturno e vice-versa é uma forma simples de aliviar este inconveniente. DE DIETRICH e BUDERUS são os controladores que controlam as horas nocturnas.

Sistema de priorização do abastecimento de água quente

Uma outra utilização da automatização do equipamento geral é a regulação automática dos caudais de água quente. Está dividida em três categorias:

• em que o sistema de aquecimento é completamente desligado durante a utilização de água quente;
• misto, quando a capacidade da caldeira é diferenciada para o serviço de aquecimento de água e aquecimento doméstico;

Não prioritário, em que o aquecimento do edifício está em primeiro lugar, mas ambos os sistemas funcionam em conjunto.

O sistema automatizado é constituído pelos seguintes componentes: uma caldeira de água quente; uma bomba de rede; uma bomba de água da fonte; um aquecedor; uma unidade de tratamento de água; uma bomba de recuperação; Unidade 7: Desaeração; Oito refrigeradores, nove aquecedores, dez desgasificadores, onze refrigeradores de condensados e doze bombas de recirculação

Modos de funcionamento a baixa temperatura

Os fabricantes de caldeiras estão a concentrar os seus desenvolvimentos mais recentes na mudança para programas de baixa temperatura. Esta estratégia tem a vantagem de ser mais económica devido ao seu menor consumo de combustível. A simples utilização de automatismos permite selecionar o modo adequado, controlar a temperatura e diminuir a intensidade do aquecimento. As considerações acima mencionadas devem ser feitas aquando da conceção do esquema térmico da sala da caldeira de água quente.

Sala de caldeiras a gás para a sua casa

Uma vez que o gás é um material explosivo, existem regulamentos rigorosos para as salas de caldeiras a gás. Não é necessária uma sala de caldeiras separada se uma caldeira com uma capacidade até 30 kW for suficiente para aquecer a casa. Se a cozinha for bem ventilada, tem uma altura do chão ao teto de 2.5 metros, e uma superfície de solo de pelo menos 6 metros quadrados, a caldeira pode ser colocada numa parede composta por materiais incombustíveis.

Se a cozinha não tiver paredes incombustíveis, a caldeira é colocada numa superfície isolada, rebocada e protegida com uma tela especial.

O objetivo de todos os regulamentos relativos à sala da caldeira a gás é evitar quaisquer potenciais fugas de gás e as suas consequências. Por esta razão, a largura da porta começa em 0.8 m e a área da janela na divisão onde o equipamento a gás está instalado começa em 0.5 m².

A chaminé de uma sala de caldeiras deste tipo tem de ter um canal de limpeza adicional e estar pelo menos 500 cm acima da cumeeira do telhado. É necessária a instalação de colectores de condensados na chaminé e nos sistemas de ventilação.

A ignição eletrónica ou piezoeléctrica é ligada quando a caldeira recebe gás. Produz-se uma faísca que acende o dispositivo de ignição e o queimador principal, elevando a temperatura do líquido de refrigeração para o nível desejado. Além disso, a automação desliga o queimador.

Quando a capacidade de uma caldeira a gás ultrapassa os 30 kW, necessita de um edifício próprio. As seguintes especificações estão incluídas nos regulamentos de construção para uma sala de caldeiras autónoma:

• a fundação do edifício da sala da caldeira deve ser separada da fundação da casa;
• Na argamassa de betão utilizada na construção do edifício, deve existir uma determinada percentagem de areia;
• deve ser construída uma fundação separada para a caldeira, elevando-a em 0 % acima do chão.2 m;
• a caldeira deve ser coberta com um substrato plano de ardósia ou azulejo que se estenda 0.1 m para além do perímetro da caldeira;
• Em caso de emergência, a sala da caldeira deve estar equipada com um sistema de esgotos para drenar o transportador de calor;
• o espaço à volta da caldeira deve estar livre num raio de 0.7 m;
• o acabamento interior deve ter um coeficiente de resistência ao fogo de 0,75 h.

Uma vez que a caldeira é um tipo de equipamento de engenharia sofisticado e não um eletrodoméstico, deve respeitar normas regulamentares específicas. Todas as caldeiras utilizadas no sector residencial, incluindo as caldeiras a gás, têm de ter um certificado que comprove que foram aprovadas numa inspeção de segurança. Se uma sala de caldeiras não tiver um sistema de alarme de gás, os serviços de controlo nunca aprovarão a entrada em funcionamento de uma sala de caldeiras com uma caldeira a gás.

Notificação do funcionamento da sala da caldeira através de um módulo GSM

Com a utilização de um módulo GSM, pode ser instalado um sistema externo de notificação do funcionamento dos equipamentos da sala da caldeira.

Um controlador com um módulo GSM é utilizado para monitorizar o funcionamento da sala da caldeira. Este controlador, também designado por controlador GSM, está ligado a um operador de telemóvel e recebe e processa sinais de sensores e relés que regulam os parâmetros fundamentais da caldeira, da sala da caldeira e dos sistemas relacionados. Permite assim controlar:

• disponibilidade de tensão na rede eléctrica (linha para a UPS);
• o tempo de funcionamento da sala da caldeira a partir da UPS;
• a pressão mínima da água no sistema de aquecimento;
• de pressão máxima da água no sistema de aquecimento;
• a pressão do gás após a válvula de baixa pressão;
• as fugas na sala da caldeira;
• pressão da água fria na entrada da casa;
• reserva ou ativação do sistema de segurança da sala das caldeiras;
• a temperatura da superfície da linha de abastecimento do sistema de aquecimento (+15 °C);
• temperatura do ar na sala de tratamento de água (+5 °C).

Diagrama que mostra como o módulo GSM da sala das caldeiras está ligado aos sensores

Diagrama que mostra como ligar o módulo GSM ao manómetro de pressão mínima e máxima

Regulação da sobrepressão no sistema de aquecimento

Um aumento considerável da pressão do sistema provocado por uma temperatura incontrolavelmente elevada é um fenómeno que ocorre quando uma caldeira de combustível sólido funciona. Um tanque de expansão aberto que está ligado à atmosfera é utilizado para proteger o sistema nestas situações. Isto permite que o transportador de calor, que é a água, se expanda sem aumentar a pressão no interior dos tubos. A água aquecida extra é simplesmente drenada para o sistema de esgotos através do orifício no tanque quando a temperatura sobe acima da média.

A principal diferença entre uma caldeira a gás e uma caldeira a combustível sólido é o depósito de expansão aberto. Este último possui um sistema automatizado que regula a pressão e a temperatura do sistema para evitar o sobreaquecimento do líquido de refrigeração. Uma das vantagens de ter um sistema fechado auto-regulável é que recebe muito pouco oxigénio do exterior, o que reduz a possibilidade de corrosão das partes metálicas. No entanto, tal como nas caldeiras de combustível sólido, este tipo de sistema também tem uma certa quantidade de sobrepressão, que é controlada por um tanque de expansão e uma válvula de segurança que estão instalados dentro do próprio tambor da caldeira.

Controlo térmico

As seguintes directrizes devem ser seguidas na escolha dos instrumentos e na realização da monitorização térmica da organização:

– Parâmetros de controlo térmico, controlados por dispositivos de visualização, cuja observação é necessária para o funcionamento da sala da caldeira;

Parâmetros que são monitorizados por dispositivos indicadores de sinalização e cuja alteração pode resultar numa alteração da temperatura do sistema de ventilação ou num estado de emergência do equipamento;

Os instrumentos de registo ou os dispositivos de soma vigiam os parâmetros necessários para analisar o funcionamento dos cálculos ou dos equipamentos domésticos.

A pressão de vapor de funcionamento e a capacidade de vapor calculada das caldeiras de vapor determinam os requisitos para a monitorização dos parâmetros térmicos. A título de exemplo, as caldeiras de vapor a gasóleo DE-25-14GM (Fig. 4.1 и 4.2) ter dispositivos de medição indicadores instalados.

– temperaturas da água de alimentação antes e depois dos termómetros técnicos do economizador tipo 1 Δ ou Σ;

– temperaturas do vapor desde o superaquecedor até à válvula principal de vapor, medidas por três tipos diferentes de termómetros técnicos, μ ou Σ;

– temperatura dos gases de combustão medida com um milivoltímetro (Δ4 tipo Ψ4540/1);

– temperaturas utilizando um termómetro de óleo combustível do tipo 2 μ ou Σ;

A pressão do vapor no tambor é indicada por um dispositivo secundário autodescritivo 20 tipo CCU1-003 e um manómetro 25 tipo MP4-Σ;

– pressão do vapor do injetor de óleo utilizando o manómetro 15 do tipo MP-4Σ;

-pressões medidas por manómetros 25 tipo MF-4Σ à entrada do economizador após o regulador; pressão do ar medida por manómetro diferencial de empuxo líquido 26 tipo TJ16300 e manómetro de diafragma tipo NML-52 após ventilador de ar de insuflação;

– utiliza manómetros 16 tipo MP-4κ para pressurizar o óleo combustível na caldeira, indicando um dispositivo secundário 13 tipo CSU1-003;

– utiliza manómetros de diafragma com instrumento indicador secundário autodescritivo 12 do tipo CCU1-003 e do tipo NML-100 para a pressão do gás na caldeira;

– utiliza um manómetro de tipo 34 MF-4Σ para pressurizar o gás até à ignição;

– rarefação detectada por um manómetro de impulso de membrana na fornalha da caldeira, indicando o tipo 14 TNMP-52;

– rarefacções utilizando um medidor de tiragem diferencial tipo líquido 18 TJ24000 a montante do evacuador de fumos;

– difmanómetro de vapor tipo 33 DSS-711In-Μ1 caudal;

– caudal de pressão do gás utilizando o difmanómetro 31 tipo DSS-711In-Μ1;

– contador de óleo combustível 32 do tipo SMO-200 com medidor de caudal de óleo combustível;

O teor de CO2 dos gases de combustão é medido com um analisador de gases portátil 30 do tipo CGA-1-1;

O nível de água no tambor é indicado pelo copo de medição de água (28), que também serve como um dispositivo secundário auto-descritor (29), modelo CSU1-003.

Os seguintes são monitorizados por dispositivos de sinalização: difmanómetro Е35 – tipo BSP-4СГ-Μ1, sensor de controlo de pressão e tiragem Ε22 tipo DNT-1, sensor-relé de cabeça Ε19 tipo DN-40, manómetro de contacto elétrico indicando Ε23 tipo ECM-IV, sensor de interrutor de pressão Ε21 tipo DN-40, e lâmpadas de sinalização HLΗ – HL7. O nível de água no tambor da caldeira, a rarefação no forno do tambor da caldeira, a pressão do gás na caldeira, a pressão do óleo combustível na caldeira e a pressão do ar após o ventilador são monitorizados por dispositivos de sinalização.

2.4. Regulação da temperatura em sistemas de aquecimento e ventilação.

O módulo de função FM 441 controla a temperatura no circuito de aquecimento de acordo com o programa de temperatura com compensação meteorológica. Os sensores de temperatura no tubo de alimentação do circuito de aquecimento e o sensor de temperatura exterior são exemplos de elementos de deteção. O regulador é uma válvula de três vias com um atuador elétrico que se desloca em resposta a sinais do módulo, alterando a velocidade a que a água aquecida flui e preservando a temperatura pré-determinada da água.

O módulo de função FM 442 é utilizado para ajustar a temperatura dos circuitos de ventilação de acordo com as duas programações de temperatura definidas separadamente (60/50 e 95/70), tendo em conta as condições climatéricas. Os sensores de temperatura nos tubos de alimentação dos circuitos de ventilação e o sensor de temperatura do ar exterior são componentes sensíveis. Os reguladores são válvulas de três vias com actuadores eléctricos que se deslocam em resposta a sinais do módulo. Isto permite que os reguladores alterem a taxa a que a água aquecida flui, preservando a temperatura desejada da água.

Como utilizar o esquema térmico da sala da caldeira

O estado e o funcionamento da sala da caldeira podem ser controlados com a ajuda do esquema térmico. O ácido sulfúrico ou os revestimentos metálicos de baixa temperatura não são imunes à corrosão dos gases de combustão. Além disso, é necessário regular a temperatura da água para evitar que isso aconteça. Nomeadamente, a temperatura ideal para a entrada da caldeira situar-se-á entre 60 e 70 graus.

Para atingir a temperatura necessária, é também instalada uma bomba de recirculação. Para manter uma vida útil razoável e regular a consistência do caudal de água, as caldeiras de água quente devem ser observadas de perto. Normalmente, os dados mínimos deste indicador são definidos pelo fabricante.

Os desaeradores de vácuo são essenciais para o funcionamento da sala da caldeira. Normalmente, um ejetor de jato de água produz vácuo e a desaeração é realizada utilizando o vapor que é produzido. No entanto, a maior preocupação quando se constrói uma sala de caldeiras é o facto de esta se tornar uma parte permanente da propriedade. Muitos processos são simplificados pela automação moderna.

Como efetuar o aquecimento com duas caldeiras

Assim, existem duas caldeiras que têm vários elementos de design que as distinguem uma da outra. Como podem ser integradas num único sistema? A utilização de um permutador de calor para dividir o sistema em dois circuitos separados é a solução mais eficiente. Um circuito está aberto e tem uma caldeira de combustível sólido; o outro tem uma caldeira a gás e radiadores. Um permutador de calor é utilizado para carregar os dois circuitos.

O posicionamento de todos os componentes principais e de ligação deve ser considerado ao conceber um sistema deste tipo, de modo a facilitar a sua fácil localização, inspeção e substituição, conforme necessário, durante o funcionamento, manutenção ou reparação. Por conseguinte, é preferível criar um diagrama antes de iniciar a instalação, colocar o equipamento nele, indicar onde serão colocados os tubos e indicar onde serão instalados outros componentes.

No domínio do aquecimento e isolamento de habitações, a compreensão da automação de instalações de caldeiras é fundamental para sistemas de aquecimento eficientes e eficazes. Este artigo aborda a descrição, o funcionamento e a disposição esquemática da automatização de instalações de caldeiras. Essencialmente, a automatização simplifica o processo de aquecimento, regulando automaticamente o funcionamento da caldeira. Utiliza sensores para monitorizar a temperatura e a pressão, ajustando o fornecimento de combustível e ar em conformidade. O dispositivo utiliza um sistema de controlo que interpreta os dados do sensor e opera válvulas, bombas e ignitores para otimizar o desempenho. Um esquema típico envolve a ligação de sensores a um controlador central, que depois comunica com a caldeira e componentes associados. Esta automação não só aumenta a comodidade, como também maximiza a eficiência energética e reduz os custos operacionais, tornando-a uma pedra angular das soluções modernas de aquecimento doméstico. Compreender esta automatização é vital para quem procura um sistema de aquecimento mais eficiente e económico para a sua casa.

Poupança de energia e efeitos sociais da automatização

A automatização da sala das caldeiras elimina todas as hipóteses de acidentes que resultem na destruição do edifício ou na morte do pessoal de serviço. Com o ACS, pode ter a certeza de que o equipamento está a funcionar normalmente 24 horas por dia, reduzindo o impacto do erro humano.

O impacto da automatização na poupança de energia não é insignificante, dado o aumento contínuo do custo dos recursos de combustível. Durante a época de aquecimento, é garantida uma poupança de gás natural até 25%:

• gás/ar” optimizado relação na mistura de combustível em todos os modos de funcionamento da caldeira, correção do teor de oxigénio nos produtos de combustão;
• Possibilidade de ajuste individual não só das caldeiras, mas também de ;
• regulação não só de acordo com a temperatura e a pressão do transportador de calor à entrada e à saída das caldeiras, mas também tendo em conta os parâmetros ambientais (tecnologias dependentes das condições climatéricas).

Além disso, a automação permite a realização de um algoritmo de aquecimento energeticamente eficiente para edifícios ou espaços não residenciais que não são ocupados aos fins-de-semana ou feriados.

A fonte de fornecimento de calor são duas caldeiras a gás de chão Viessmann

O fornecimento de calor é efectuado por duas caldeiras a gás de chão (Viessmann Vitoplex 100 PV1-250) equipadas com queimadores Weishaupt WG30/1-N versão ZM-LN.

A capacidade nominal de aquecimento da sala das caldeiras é de 500 kW.

O fornecimento de calor do restaurante é tomado em consideração aquando da escolha da capacidade da caldeira.

A evacuação dos produtos da combustão das caldeiras é efectuada através de chaminés individuais com isolamento térmico.

Um pente de distribuição polar é utilizado para distribuir o fluido de aquecimento. Grupos de mistura de bombas com “Grundfos” Recomenda-se o equipamento de bombagem da empresa para a ligação do circuito. Na sala da caldeira estão instalados o pente, o aparelho de bombagem, as válvulas de fecho e de medição de controlo.

Aconselha-se a utilização de água tratada (ou preparada) que tenha sido submetida a um tratamento de água para encher o sistema de fornecimento de calor. O processo de tratamento da água envolve a sua dessalinização para uma concentração inferior a 10 μS/cm. Neste projeto, os sistemas de purificação móveis (portáteis) destinam-se a ser utilizados em vez do equipamento do sistema de tratamento de água não desenvolvido para o sistema de fornecimento de calor.

Quando a pressão do transportador de calor do sistema desce (como indicado visualmente pelo manómetro), o sistema de fornecimento de calor tem de ser manualmente compensado. É oferecida para utilização como válvula de regulação com o fabricante “Danfoss” equipamento.

O projeto inclui a instalação de equipamento de tratamento da água da pré-caldeira.

Os parâmetros do transportador de calor do sistema de fornecimento de calor são +80/+60 °Ρ.

Todos os equipamentos de engenharia da sala das caldeiras são alimentados por um quadro elétrico separado, ligado ao sistema UPS. É na sala da caldeira que se encontra o quadro elétrico.

Seleção da bomba de compensação para a sala da caldeira

Com um caudal relativamente baixo, a bomba de compensação tem de desenvolver uma pressão mais elevada do que no circuito de aquecimento. Mas não é necessário bombear grandes volumes de líquido para a maquilhagem. A seleção de uma bomba deste tipo é feita com base em vários critérios.

Escolha de uma bomba de maquilhagem:

• Deve criar uma pressão que exceda a pressão no retorno do CO;
• Além disso, a cabeça de pressão deve ser capaz de ultrapassar a resistência hidráulica do sensor de pressão e da tubagem;
• Outro critério importante é o caudal, em particular para COs fechados, a taxa de fuga é de meio por cento do volume do meio de aquecimento na caldeira e no circuito de aquecimento.

Simultaneamente, gostaríamos de salientar que a compra de uma bomba deste tipo para utilização não é muito prática. no sentido de que deve ser utilizado para mais do que apenas maquilhagem. Pode também ser usado para bombear e drenar água para o circuito, servindo como bomba de circulação de reserva, entre outras coisas.

Funções de automatização da sala das caldeiras

O sistema de automação é capaz de executar as funções subsequentes:

• deteção automática e adaptação das curvas de aquecimento, t.е. o sistema determina automaticamente a curva de aquecimento com base num pequeno número de dados de entrada e resultados de medição (os dados também podem ser introduzidos manualmente). Graças a esta função, o sistema de controlo, em conjunto com o controlo remoto na sala de controlo, faz com que a curva de aquecimento esteja em conformidade com o desempenho térmico do edifício;
• comutação automática dos modos verão/inverno, t. е. o sistema passa automaticamente do modo de verão para o modo de inverno e vice-versa, de acordo com as condições disponíveis
  circuitos de aquecimento (podem ser configurados separadamente para cada circuito);
• controlo económico das bombas de circulação, t. е. As bombas de circulação são controladas através dos seus próprios canais de tempo, e as bombas são controladas pelos seus próprios canais de tempo
  são ligados várias vezes por hora e funcionam durante 3 minutos de cada vez. Isto só ocorre se os circuitos de aquecimento ou o próprio programa de temporização estiverem a funcionar em modo diurno. Este modo mantém as condições de conforto e poupa energia, que é desperdiçada quando a bomba de circulação está constantemente a funcionar. Este princípio de controlo garante que a água quente está sempre disponível nos pontos de água;
• otimização completa do ligar e desligar. Uma ligação optimizada significa que a temperatura ambiente já deve ter sido atingida no tempo definido, i.e. as bombas de circulação são controladas através dos seus próprios canais temporais. е. o sistema de automação calcula a hora em que o aquecimento deve ser ligado, tendo em conta a temperatura ambiente e a temperatura exterior. Como resultado, é atingida uma temperatura confortável e são efectuadas poupanças de energia. O desligamento optimizado é possível com o controlo remoto na sala de controlo e permite que o aquecimento seja desligado sem comprometer o conforto;
• reconhecimento automático do kit, t. е. o sistema reconhece automaticamente os módulos instalados e ajusta-se de acordo com a configuração definida;
• controlo inteligente da potência numa instalação com várias caldeiras com pequenos saltos de setpoint. Esta função garante uma gama de potência totalmente modulada da cascata de caldeiras, minimizando as emissões e um funcionamento económico;
• controlo inteligente da potência numa instalação com várias caldeiras com grandes saltos nos parâmetros definidos. Esta função garante uma completa
  gama de potência modulada de uma cascata de caldeiras, minimizando as emissões e o modo de funcionamento económico.

Esquema elétrico de automatização da sala das caldeiras

Números de peça no diagrama de circuito de automação da caldeira em três dimensões

Projeto

As salas de caldeiras devem ser projectadas por uma organização que possua uma extensa lista de certificações e autorizações de trabalho.

A seleção do projetista e do projeto para a sala das caldeiras de água quente requer uma análise cuidadosa porque a segurança é tão importante como o custo. As características de funcionamento de um equipamento específico ou as particularidades da sala podem não ter sido consideradas por projectistas desonestos, o que pode resultar em situações de emergência:

• fugas de gás com subsequente ignição;
• choques hidrostáticos, que são perigosos para as bombas e podem provocar rupturas no sistema de água;
• choques eléctricos se a ligação à terra não for corretamente calculada;
• mau funcionamento da eletrónica que controla o processo (quase todo o equipamento pode falhar) e muitas outras consequências perigosas.

O rendimento da caldeira determina a eficiência do sistema de aquecimento autónomo. Para evitar despesas imprevistas, é portanto essencial poder calculá-las antes de comprar uma caldeira de água quente.

Ver Como fazer a manutenção de uma caldeira de água quente.

É aconselhável selecionar uma empresa de design que se encarregue do processo de entrada em funcionamento posterior e que tenha um controlo total sobre a instalação do equipamento no espaço, de modo a evitar.

É razoável utilizar a comutação automática e manual entre as duas caldeiras

Juntamente com uma caldeira eléctrica que deve ser ligada no momento adequado e que está em reserva, tenha em consideração as cinco opções seguintes, utilizando várias unidades:

• gás + eletricidade
• Madeira + Eletricidade
• Gás liquefeito + elétrico
• Solar + Eléctrica
• Pellets (pellets) + Elétrico

Caldeira a pellets e eléctrica

A configuração ideal para a comutação automática de ligar/desligar é quando duas caldeiras – caldeiras de pellets e eléctricas – estão ligadas entre si; a comutação manual de ligar/desligar também é permitida.

Quando uma caldeira a pellets fica sem pellets de combustível, pode desligar-se. Não foi limpo e sujou-se. A eletricidade deve ser mantida pronta para ser ligada no caso de a caldeira parar. Isto só é possível com uma ligação automatizada. A ligação manual desta variante só é adequada se viver numa casa com um sistema de aquecimento instalado de forma permanente.

Caldeiras a gasóleo. combustível e eletricidade

A ligação manual é adequada se a sua casa tiver um sistema de ligação de duas caldeiras de aquecimento. Em caso de avaria das caldeiras por qualquer motivo, a caldeira eléctrica funcionará como caldeira de emergência. Não só parou, como está avariada e precisa de ser reparada. Também é possível que o aparelho se ligue automaticamente em função da hora. As caldeiras solares podem funcionar com uma tarifa nocturna e as caldeiras eléctricas podem funcionar em pares com gás liquefeito. porque um kWh na tarifa nocturna custa menos do que um litro de gasóleo.

Combinação de caldeira eléctrica e caldeira a lenha

Quando duas caldeiras estão ligadas entre si, há menos uma ligação manual e mais uma ligação automática. A caldeira primária é uma caldeira a lenha. A sala é aquecida durante o dia por ele, e à noite a caldeira eléctrica é ligada para continuar o aquecimento. Em alternativa, a caldeira eléctrica mantém a casa suficientemente quente para evitar que congele durante longos períodos de não residência. Também é possível poupar eletricidade manualmente. Quando sair, a caldeira eléctrica será ligada manualmente; quando regressar, a caldeira a lenha assumirá o controlo e aquecerá a casa.

Combinação de caldeiras a gás e eléctricas

A caldeira eléctrica nesta configuração de duas caldeiras pode funcionar como caldeira principal e como caldeira de reserva. Em comparação com um esquema de ligação automática, um esquema de ligação manual faz mais sentido neste cenário. Uma caldeira a gás é um aparelho testado e comprovado que funciona sem problemas durante um longo período de tempo. A ligação de uma caldeira eléctrica em paralelo com o sistema automático de reserva não é uma configuração lógica. A ligação manual da segunda unidade é sempre uma opção em caso de falha da caldeira a gás.

Níveis de automatização

Aquando da conceção da sala da caldeira, da substituição ou da revisão do equipamento, o nível de automatização é pré-determinado. Pode variar entre o controlo totalmente automático baseado em algoritmos dependentes das condições meteorológicas e a regulação manual baseada nas leituras dos instrumentos. Os principais factores que influenciam o grau de automatização são a funcionalidade, a capacidade e a utilização pretendida do equipamento.

A automação moderna da sala da caldeira implica uma abordagem abrangente, em que os subsistemas para a regulação e controlo de processos tecnológicos distintos são integrados numa única rede que tem controlo de grupo funcional.

1. Os princípios básicos da automatização de instalações de caldeiras

Só quando existem sistemas de controlo térmico, de regulação automática e de controlo de processos, de sinalização e de proteção dos equipamentos é que a casa das caldeiras pode funcionar de forma fiável, económica e segura com o menor número de trabalhadores [8].

O processo de desenvolvimento de esquemas de automação envolve a adoção de soluções de automação de caldeiras primárias (diagramas funcionais). Os planos de automatização serão criados após a conceção dos planos de engenharia térmica e das selecções efectuadas. A casa das caldeiras, a sua mecanização e as comunicações relacionadas com a engenharia térmica dos equipamentos principais e auxiliares. O grupo de caldeiras, os exaustores de fumos e os ventiladores, a instalação de bombagem auxiliar e a instalação de desaeradores, o tratamento químico das águas, a instalação de recuperação de calor, a estação de bombagem de condensados, o GDS, o armazenamento de fuelóleo (carvão) e o abastecimento de combustível são alguns dos equipamentos principais.

A automatização de volumes é permitida de acordo com as especificações dos fabricantes de equipamentos térmicos e mecânicos, bem como com o SNiP II-35-76 (secção 15 “Automatização”).

Os níveis de automatização das instalações de caldeiras são determinados pelos principais factores técnicos enumerados abaixo:

– tipo de caldeira (mista, vapor e água quente, vapor e água quente);

– o tipo de combustível (sólido, líquido, gasoso, combinado – alimentado a gás, alimentado a pó), o tipo de unidade de combustão de combustível (FCU) e o equipamento da caldeira (tambor, fluxo direto, ferro fundido, seccional sobrealimentado, etc.).);

A natureza das cargas térmicas (produção, aquecimento, etc.).);-oferecem os principais sistemas tecnológicos de proteção, tanto pessoais como de segurança.ο.);

Sala das caldeiras número de caldeiras.

Prever a regulação automática dos subsistemas primários, a proteção tecnológica, o controlo remoto, o controlo térmico, o encravamento tecnológico e a sinalização aquando da elaboração do esquema de automatização.

Estrutura geral

A automação das casas das caldeiras é construída utilizando um esquema de controlo de dois níveis. Os dispositivos de automação local baseados em microcontroladores programáveis, que realizam a proteção e o bloqueio técnico, a regulação e a alteração de parâmetros, e os conversores primários de grandezas físicas, estão incluídos no nível inferior (campo). Inclui também equipamento de conversão, codificação e transmissão de dados.

Um posto de trabalho automatizado do operador, alimentado por um computador pessoal ou um terminal gráfico integrado no quadro de controlo, pode servir de representação do nível superior. Aqui, são mostrados todos os dados recolhidos pelos microcontroladores e sensores de nível inferior do sistema, e são introduzidos pontos de regulação, ajustes e comandos operacionais. O despacho de processos é complementado pela resolução de tarefas relacionadas com a otimização de modos, diagnóstico técnico, análise de indicadores económicos, arquivo e armazenamento de dados. Os dados são enviados, se necessário, para o município ou para o sistema geral de gestão da empresa (MRP/ERP).

Esquema de ligação de duas caldeiras de controlo manual

Aqui não é necessário nada, exceto válvulas de corte. A comutação entre caldeiras é efectuada através da abertura/fecho manual de duas torneiras localizadas no meio de transferência de calor. Não é necessário desligar completamente a caldeira inoperante do sistema. Ambas as caldeiras têm, na maioria das vezes, caldeiras incorporadas e é mais vantajoso utilizá-las simultaneamente, porque o volume do sistema de aquecimento excede muitas vezes a capacidade de um tanque de expansão tomado separadamente. Para evitar a instalação inútil de um tanque de expansão adicional (externo), não é necessário cortar completamente as caldeiras do sistema. É necessário fechá-los no fluxo do meio de aquecimento e deixá-los simultaneamente ligados ao sistema de expansão.

Tipos de salas de caldeiras para o sector privado

Os requisitos da sala da caldeira são descritos no SNiP sob a nomenclatura II-35-76. As salas de caldeiras podem ser classificadas num dos seguintes tipos, com base na localização do equipamento de aquecimento na sala:

• incorporado;
• independente;
• anexo.

O tipo de combustível e a conceção da caldeira são tidos em consideração para determinar a dimensão da sala da caldeira.

Uma mini-câmara de caldeiras é uma opção adicional nos casos em que a criação de um espaço dedicado para uma sala de caldeiras se revela um desafio. É colocado num contentor que é montado segundo os princípios das estruturas metálicas e que se encontra normalmente no pátio da casa. Só falta ligar os serviços públicos à casa da mini-caldeira.

Seleção de uma sala de caldeiras com base na sua localização

Sala de caldeiras separada

Onde se situa a sala da caldeira privada

Sistema de evacuação dos produtos de combustão

A razão para a popularidade relativamente baixa destes módulos é o seu custo relativamente elevado. O equipamento pode ser adquirido individualmente, caso se pretenda reservar um espaço na cave para a sala da caldeira. O sistema de aquecimento será então substancialmente menos dispendioso.

A mini-caldeira do quintal da mansão elimina a necessidade de equipamento de ventilação, construção e disposição de salas separadas e trabalho de projeto. Tudo o que é necessário para que o sistema de aquecimento funcione eficazmente já está presente no contentor.

Esquema térmico da casa da caldeira com duas caldeiras

O plano térmico da casa das caldeiras é implementado por meio de um permutador de calor, que liga os sistemas de aquecimento e ventilação do complexo de edifícios às caldeiras e ao abastecimento de água quente. Todas as caldeiras têm uma bomba de recirculação instalada para manter a temperatura da água de retorno à entrada da caldeira pelo menos a 50 °C quando se utiliza gás e a 70 °C quando se utiliza combustível líquido.

As bombas de circulação dupla, que funcionam tanto em modo de trabalho como em modo de espera, fornecem o líquido de refrigeração (água) aos três ramos do sistema AVAC do complexo de edifícios. A bomba de circulação própria do permutador de calor de AQS fornece o meio de aquecimento a partir das caldeiras. Ao ligar e desligar as caldeiras, bem como os reguladores dos queimadores, a carga térmica da sala das caldeiras é automaticamente controlada em função do consumo de calor.

As válvulas de controlo de três vias regulam automaticamente a temperatura direta da água em cada ramo dos sistemas de aquecimento e ventilação, de acordo com uma programação de temperatura pré-determinada: 80-60 oÑ para o aquecimento, 95-70 oÑ para a ventilação e 60-50 oÑ para o segundo aquecimento, consoante a temperatura do ar exterior.

Ao ligar e desligar a bomba de circulação da água de aquecimento, a temperatura da água de abastecimento de água quente é regulada automaticamente.

A água do sistema doméstico de abastecimento de água, tratada na estação de tratamento de água, é utilizada para encher e atestar caldeiras e sistemas de aquecimento e ventilação.

Com uma pressão de 10-15 m, a água da torneira entra na sala da caldeira e é fornecida ao permutador de calor de AQS e ao sistema de compensação através de uma bomba de reforço. As caldeiras e os sistemas de fornecimento de calor estão equipados com tanques de expansão fechados para garantir que a expansão da água é compensada. A pressão estática da caldeira é normalmente mantida entre 2,0 e 2,5 kgf/cm para evitar que a água da caldeira queime. Esta pressão é a mínima que a pressão da água na tubagem de compensação deve ter.

Um contador de calor com um conversor de caudal, sensores para as temperaturas da água direta e de retorno, uma unidade eletrónica e uma calculadora são utilizados na casa das caldeiras para medir o transportador de calor e o caudal de calor em cada ramo da saída da casa das caldeiras.

Existem saídas de drenagem na sala da caldeira onde a água pode ser drenada das válvulas de segurança e do equipamento durante as reparações.

Os esgotos pluviais e o poço de arrefecimento são dois locais onde se aloja a drenagem da casa das caldeiras.

Objeto de automatização

Trata-se de um sistema dinâmico e complexo, com numerosos parâmetros de entrada e saída interligados e sujeito a regulamentação. A automatização da sala das caldeiras é dificultada pelos rápidos avanços tecnológicos das unidades de vapor. Os valores primários que são regulados são:

• caudal e pressão do transportador de calor (água ou vapor);
• descarga na fornalha;
• o nível do reservatório de alimentação;
• nos últimos anos, são impostos requisitos ambientais cada vez maiores à qualidade da mistura de combustível e, consequentemente, à temperatura e composição dos produtos de exaustão de fumos.

Disposições gerais de projeto

É aconselhável contactar especialistas com vasta experiência na instalação de sistemas de engenharia para casas de campo privadas, em vez de tentar conceber comunicações e instalar equipamentos por conta própria. Cada passo da instalação da caldeira deve ser cuidadosamente considerado. O projeto de uma sala de caldeiras para casas particulares implica a realização de vários passos: Assim, uma casa de campo de dois andares requer uma sala especial que deve ter uma janela, uma chaminé, ventilação e uma saída separada.

Por exemplo, um aparelho de parede que seja conveniente para colocar na cozinha é adequado para uma pequena casa de campo. Por conseguinte, uma casa de campo de dois andares requer uma divisão especial que deve ter uma janela, uma chaminé, ventilação e uma saída separada. Deve ser deixado espaço suficiente para instalar as restantes peças, que incluem a caldeira, bombas, tubagens, elementos de ligação, etc.

O processo de conceção de uma sala de caldeiras de uma casa particular implica os seguintes passos:

• Preparação da disposição da sala da caldeira em relação à localização no interior da casa;
• diagrama de distribuição do equipamento com indicação das principais características técnicas;
• especificação dos materiais e equipamentos a utilizar.

Os especialistas ajudarão a preencher a documentação necessária, além de comprar e instalar componentes do sistema e criar trabalhos gráficos, que incluem a inclusão de um diagrama de circuito.

Uma ilustração da disposição básica de uma sala de caldeiras para água quente: I representa a caldeira, II o evaporador de água, III o aquecedor de água da fonte, IV o motor térmico, V o condensador, VI o aquecedor adicional e VII o depósito de acumulação.

Esquema da casa da caldeira com caldeiras de água quente

Após a seleção das dimensões essenciais da sala da caldeira e a determinação do meio de transferência de calor prioritário, deve ser desenvolvido um plano para o cálculo e instalação do equipamento, de modo a ter em conta todos os detalhes relevantes.

A lista completa do equipamento e da cablagem das tubagens deve ser apresentada em vários desenhos gráficos incluídos no diagrama esquemático. É necessário especificar as bombas e todas as caldeiras (ou apenas uma caldeira, caso exista apenas uma):

• Circulação;
• maquilhagem;
• rede;
• recirculação.

No processo de conceção, outras considerações incluem os tanques de acumulação e de condensação, os dispositivos de abastecimento de combustível e de combustão, os escudos térmicos, os painéis de controlo, os ventiladores, os desaeradores e os permutadores de calor.

O objetivo das caldeiras de combustíveis sólidos é gerar água quente para sistemas de aquecimento.

Pode ler mais sobre as caldeiras de água quente a gás e as suas aplicações aqui.

Dependendo do transportador de calor escolhido, o custo do esquema da casa das caldeiras com desenhos de caldeiras de água quente varia. No entanto, no essencial, devem existir registos que evidenciem as principais características do objeto:

• termotécnico (colocação dos equipamentos de transformação do fluido de arrefecimento em água quente);
• energética (fornecimento do transportador de calor à entrada e cablagem da água quente recebida);
• Eléctrica (controlo, sinalização e automatização do equipamento);
• utilização (reflecte o sistema de remoção de produtos de combustão de combustível e de drenagem de esgotos em caso de fugas e situações de emergência).

Para retirar os produtos de combustão das chaminés e dos alicerces, as salas das caldeiras requerem também cálculos de construção para ter em conta a carga acumulada. As instalações de aparelhos de grandes dimensões requerem a construção de escadas e plataformas de serviço.

Descrição	A automatização da instalação de caldeiras implica a utilização de controlos e sensores para gerir automaticamente os processos de aquecimento, optimizando a eficiência e garantindo a segurança.
Dispositivo	Os principais componentes incluem sensores de temperatura, painéis de controlo, actuadores (para regular as válvulas) e um processador ou controlador central.
Esquema	O esquema de automatização consiste normalmente em sensores que medem parâmetros como a temperatura e a pressão, fornecendo dados a um controlador que ajusta o funcionamento da caldeira com base nos parâmetros definidos.

A eficiência e o conforto do aquecimento da sua casa podem ser significativamente aumentados através da automatização do seu sistema de caldeiras. É possível otimizar o desempenho do sistema de aquecimento e simplificar o processo de aquecimento através da implementação da automatização. Neste artigo, é apresentada uma visão geral da automatização de instalações de caldeiras, juntamente com informações sobre os seus componentes, utilizações e integração no sistema de aquecimento da sua casa.

O conhecimento do sistema de automação de caldeiras e do seu mecanismo facilita a compreensão da sua importância. A automatização é essencialmente a integração de sensores, controladores e actuadores para controlar o funcionamento da caldeira. Em conjunto, estas peças preservam as temperaturas ideais e adaptam-se às necessidades de aquecimento variáveis, consumindo menos energia.

O sistema de controlo é um componente importante da automação da instalação de caldeiras. Este sistema controla todos os aspectos do aquecimento, incluindo o consumo de combustível e a monitorização da temperatura. Os sofisticados algoritmos de controlo da caldeira permitem-lhe adaptar-se à evolução das circunstâncias, aumentando a eficiência e reduzindo o desperdício de energia.

Além disso, o esquema de automatização da instalação de caldeiras utiliza uma rede de dispositivos interligados. Os actuadores modificam os registos e as válvulas em resposta às variações de temperatura detectadas pelos sensores. O seu sistema de aquecimento funcionará sem falhas graças a esta interligação, dando calor e conforto a todas as partes da sua casa.

Adicionar automação à sua instalação de caldeiras tem vantagens observáveis. Ao utilizar menos combustível, não só torna a gestão do aquecimento mais simples, como também poupa dinheiro. Além disso, a automação aumenta a fiabilidade do sistema, reduzindo a possibilidade de avarias e garantindo um funcionamento fiável.

Em conclusão, para os proprietários que procuram soluções de aquecimento fiáveis e eficientes, a automatização de centrais de caldeiras é um investimento sensato. A utilização da tecnologia de automação pode ajudá-lo a poupar energia, melhorar o conforto e exigir menos manutenção. No final, uma instalação de caldeira bem automatizada resulta numa casa mais ecológica e confortável.

Vídeo sobre o tema

Esquema de automatização da sala das caldeiras

Automação de instalações de caldeiras

Projectos de instalações de caldeiras