Como funciona um sistema de aquecimento de dois tubos

Para manter uma casa acolhedora e energeticamente eficiente, é necessário saber como funciona o seu sistema de aquecimento. O sistema de aquecimento de dois tubos é um tipo popular de sistema de aquecimento que está presente em muitas casas. Neste artigo, analisaremos mais pormenorizadamente como funciona um sistema de aquecimento de dois tubos e como distribui eficazmente o calor pela sua casa.

Um sistema de aquecimento de dois tubos é um tipo de sistema de aquecimento hidrónico que utiliza água quente para distribuir o calor por todo o edifício. Ao contrário de um sistema de um tubo, que utiliza um único tubo para fornecer água quente aos radiadores e devolver a água mais fria à caldeira, um sistema de dois tubos utiliza tubos separados para as linhas de fornecimento e de retorno. Esta conceção permite um controlo mais preciso do fluxo de água quente e proporciona um aquecimento mais consistente em todo o edifício.

A caldeira de um sistema de aquecimento de dois tubos, que eleva a temperatura da água para um ponto definido, é o seu componente central. A água é bombeada através do tubo de alimentação para os radiadores e outros emissores de calor localizados em todo o edifício, quando atinge a temperatura adequada. Aquecendo as divisões, o movimento da água quente através dos radiadores liberta calor para a área circundante.

Depois de a água ter passado pelos radiadores, regressa à caldeira através do tubo de retorno, onde é reaquecida e recirculada pelo sistema. Este ciclo contínuo garante que o edifício se mantém sempre quente e confortável, mesmo nos dias mais frios.

Para além da sua produção de calor fiável, um sistema de aquecimento de dois tubos apresenta inúmeras vantagens adicionais. É possível controlar a temperatura de cada divisão ou zona do edifício, porque cada radiador tem os seus próprios tubos de alimentação e de retorno. Pode agora alterar a temperatura em diferentes partes da sua casa de acordo com as suas necessidades, proporcionando-lhe mais flexibilidade e poupança de energia.

Componente	Função
Caldeira	Aquece a água a uma temperatura definida.
Tubagem	Transportam a água quente da caldeira para os radiadores.
Radiadores	Transferência de calor da água quente para a divisão.
Termóstato	Controla a caldeira para manter a temperatura desejada.
Tubos de retorno	Transportar a água arrefecida de volta para a caldeira.

Informações gerais sobre o sistema de aquecimento de dois tubos

Os radiadores e uma caldeira estão ligados por um ou mais circuitos fechados em qualquer sistema de aquecimento que utilize líquido de arrefecimento.

O termo "cablagem de dois tubos" refere-se ao fornecimento de líquido de arrefecimento quente ao longo de um ramo do circuito e o seu retorno ao outro.

1. A organização do movimento do líquido de refrigeração é duplicada e forçada.
2. A conceção é aberta ou fechada, horizontal ou vertical.
3. Cablagem de tubos – radiação, beco sem saída, anel.

É possível obter uma conformidade óptima com as condições de funcionamento através da combinação de propriedades.

Vantagens e desvantagens

As qualidades operacionais e as características técnicas devem ser tidas em conta ao ponderar as vantagens e desvantagens do sistema de dois tubos.

Vantagens	Defeitos
A mesma temperatura do líquido de refrigeração em todos os radiadores	Aumento do consumo de tubos – 2 ramificações devem ser efectuadas para o radiador, que conduz e remove
Ajuste da transferência de calor de cada bateria	Grande diâmetro do tubo de elevação e do delineador até aos primeiros radiadores do circuito
Resistência hidráulica reduzida
O desempenho de todo o sistema durante uma avaria de um ou mais radiadores
Utilização em edifícios com um grande número de pisos
A flexibilidade das opções de eyeliner – no chão, nas paredes, ao longo das paredes, sob o teto e atrás do ponto falso

As desvantagens listadas na tabela são partilhadas pelas duas redes de tubos. Todas as opções de cablagem, no entanto, podem ter desvantagens inerentes que restringem a sua utilidade; isto é algo que continuaremos a ter em conta.

Descrever os esquemas e o funcionamento de um sistema de aquecimento de tubo único.

Sistemas de aquecimento de dois tubos abertos e fechados

Existem três métodos para fazer circular o líquido de refrigeração:

• auto-vinculação (gravitacional);
• utilização obrigatória de uma bomba;
• combinado.

Além disso, os sistemas são separados em categorias abertas e fechadas. Este indicador descreve a forma como a atmosfera e o líquido de refrigeração interagem.

Todos os líquidos refrigerantes expandem de volume quando aquecidos. Uma vez que é sabido que o líquido não se presta realmente à compressão, é necessário um tanque de expansão – um dispositivo separado – para reter o "excedente."

Tipo aberto

Nos sistemas abertos, o tubo liga o depósito à atmosfera e está posicionado no ponto mais alto.

O sistema aberto tem as vantagens da simplicidade e de exigir poucos dispositivos adicionais. Um tanque de expansão pode ser feito de qualquer capacidade metálica.

O depósito enche-se de água consoante as necessidades. Para isso:

• Instalar as torneiras e ligar o sistema ao abastecimento de água;
• adicionar o líquido de refrigeração através da escotilha de abertura.

Tome nota! Não se pode adicionar anticongelante a um sistema aberto, uma vez que os gases evaporados podem ser tóxicos.

Tipo fechado

Um tanque de expansão selado com uma membrana de balão ou um diafragma elástico é utilizado em sistemas fechados. O dispositivo é dividido em duas partes pela membrana. Uma câmara recebe um aumento de pressão de 1.2-1.5 atm enquanto o outro está ligado à tubagem do sistema de aquecimento.

O excesso de líquido de refrigeração enche o depósito à medida que aquece e se expande. A membrana força o líquido de refrigeração para o sistema à medida que a temperatura do fluido desce. É possível manter a pressão necessária para a caldeira através da pré-injeção de ar no reservatório de ar. O automatismo da caldeira desliga a alimentação quando a pressão desce abaixo de 1.2 atm.

Os glicóis ou anticongelantes podem ser utilizados em construções seladas.

As redes fechadas facilitam o controlo do desempenho global da estrutura porque o depósito está situado perto da caldeira.

Esquemas de auto-golpe

Os princípios da gravidade e os sistemas de auto-curso funcionam devido a estas leis. A 50 °C e à pressão atmosférica normal, a densidade da água é de 988 kg/m^3 e 968 kg/m^3, respetivamente.

O líquido de arrefecimento que arrefeceu nos radiadores desloca-se para baixo e regressa à caldeira de acordo com o "retorno" A água quente (mais leve) sobe através dos tubos do circuito de aquecimento. A bomba de circulação não tem utilidade.

Vantagens das instalações de auto-armazenamento:

• Casos raros de feloning – a baixa velocidade do líquido de refrigeração espreme lentamente o ar para dentro do tanque de expansão;
• uma longa vida útil devido à ausência de uma bomba de circulação e de um tanque de expansão de membrana que têm um recurso limitado;
• a utilização de líquido de arrefecimento barato (água) – com fugas não terá de comprar anticongelante;
• Autorregulação – com uma diminuição da temperatura do ar no edifício, a água no sistema é arrefecida mais rapidamente, o que aumenta a velocidade de circulação, aumentando a temperatura nas divisões.

O facto de ser autossuficiente em termos de eletricidade permite-nos instalar caldeiras de combustível sólido, que não ferverão nem explodirão quando a bomba de circulação for desligada, e operar o sistema em casas de verão onde a eletricidade é frequentemente desligada.

Os sistemas de auto-injeção têm vários inconvenientes.

• uma baixa perda de carga obriga à utilização de grandes diâmetros (até 75-100 mm) nos tubos de subida e até 50 mm nos ramais de apresentação;
• O comprimento máximo do circuito é de 30 m;
• aquecimento prolongado após a ligação, causado pelo movimento lento do líquido de refrigeração;
• os tubos são colocados em ângulo com o horizonte e o tanque de expansão não pode ser levado para fora da sala aquecida, o que afecta a atratividade do interior;
• Não é adequado para edifícios com mais de 3 andares.

Os sistemas de auto-armazenamento são, portanto, a melhor opção:

• na área com interrupções no fornecimento elétrico;
• para divisões onde a aparência da estrutura não é importante;
• para casas de campo não superiores a 7-9 metros;
• para caldeiras de combustível sólido (carvão, lenha, briquetes), que não podem ser paradas instantaneamente quando se desliga a eletricidade.

A instalação de um bypass com uma bomba numa abertura do tubo de abastecimento elimina alguns inconvenientes. Quando a energia é desligada, o líquido de refrigeração é direcionado através de um tubo aberto pelo próprio e bombeado para o sistema utilizando uma bomba de circulação em modo normal.

Esquemas de circulação forçada

É necessário instalar uma bomba nos sistemas de circulação forçada; pode ser removida ou instalada como parte de uma caldeira. A instalação é feita num tubo de retorno, onde o líquido de refrigeração está à temperatura ambiente, antes de uma caldeira.

O esquema beneficia da bomba desta forma:

• O aquecimento dos radiadores ocorre rapidamente, uma vez que a velocidade do líquido de refrigeração aumenta;
• Bombas potentes permitem criar grandes contornos em comprimento;
• Todos os radiadores têm aproximadamente a mesma temperatura;
• Em sistemas fechados, é permitido o uso de anticongelante, que não congela e não rasga o sistema com paradas prolongadas;
• as condutas não necessitam de declives;
• São utilizados tubos de menor diâmetro, o que reduz as despesas.

Desvantagens:

• casos frequentes de feltragem devido à rápida velocidade de movimentação do refrigerante;
• dependência energética – será necessário instalar poderosas fontes de alimentação autónomas;
• Preço elevado de bombas potentes e intracelulares.

Atenção! Em sistemas que utilizam caldeiras de combustível sólido, deve ser fornecida uma fonte de alimentação contínua. A caldeira não pode ser parada rapidamente e, sem circulação, o líquido de refrigeração ferve e sobreaquece, provocando a explosão do permutador de calor.

• grande na área do edifício com longos contornos de aquecimento;
• localidade com fornecimento de energia de alta qualidade ou casa com reserva de eletricidade.

A circulação forçada é utilizada na maioria dos sistemas contemporâneos de duplo circuito.

Um sistema de aquecimento de dois tubos aquece a sua casa com água quente que sai da caldeira através de um tubo e regressa à caldeira através de outro tubo para ser reaquecida. A sua casa estará sempre quente graças a este circuito contínuo. Enquanto o tubo de retorno devolve a água arrefecida à caldeira para aquecimento adicional, a água quente irradia calor para as divisões para criar uma atmosfera confortável. Este sistema funciona bem e eficazmente para manter a sua casa quente no inverno.

Tipos de tubagens, cablagem e sistemas de aquecimento de edifícios

A localização das tubagens e dos radiadores define os tipos de sistemas de aquecimento.

Diferenciar entre layouts dentro de layouts:

• horizontais ou verticais;
• cablagem superior ou inferior;
• com um fluxo direto e inverso do líquido de refrigeração;
• Tubo que gira para os radiadores – beco sem saída, radiação, anel.

Em função das condições de funcionamento, a escolha é determinada pelas características qualitativas de cada tipo e das suas combinações.

Cablagem superior ou inferior

Os sistemas com circulação forçada, circulação gravitacional ou ambos os tipos de circulação combinados podem ser equipados com cablagem superior. O tubo horizontal superior, que distribui o líquido de arrefecimento quente ao longo dos tubos, recebe o abastecimento do tubo central. O teto do piso superior tem tubos por baixo.

Vantagens	Defeitos
A diferença de pressão permite a utilização de um grande número de radiadores	Parte do calor do tubo é emitido na parte superior da divisão, o que reduz a eficácia
Adequado para vários esquemas de construção	É necessária uma cablagem de grande diâmetro, que é mais cara
Baixa resistência hidráulica	O aspeto não é adequado para parte dos interiores
A possibilidade de instalar o termóstato em cada radiador ou coluna	O depósito de expansão terá por vezes de ser retirado para um sótão não aquecido e efetuar um isolamento de alta qualidade
A baixa pressão na rede (até 3-4 atm) é adequada para qualquer tipo de radiadores, incluindo alumínio	Para a instalação do piso quente, será necessário equipamento adicional

São adquiridas bombas potentes para bombear o líquido de refrigeração, cujo volume é aumentado pelo diâmetro dos tubos e pelo comprimento dos contornos.

O tubo de alimentação e o retorno estão localizados abaixo do nível dos radiadores nos sistemas de cablagem inferior.

Este tipo de esquemas é maioritariamente utilizado em sistemas de circulação obrigatória.

As vantagens da cablagem inferior incluem

• as tubagens podem ser escondidas no chão ou nas paredes;
• Não é necessário fazer um riser comum, o que permite organizar o aquecimento do primeiro andar construído, e o segundo e subsequente equipar conforme necessário;
• Ao instalar os colectores, é possível organizar o "chão quente" sistema.

Os utilizadores referem as importações frequentes e os problemas dos instaladores com a configuração inicial e o equilíbrio como alguns dos inconvenientes.

Cablagem vertical e horizontal

Os esquemas horizontal e vertical diferem na presença do tubo principal.

Edifícios de vários andares são a principal aplicação para tipos verticais. A espécie horizontal adapta-se bem a estruturas de qualquer altura, desde que a estrutura seja tida em consideração e a bomba escolhida para a potência necessária.

Nos sistemas de aquecimento, existem vários padrões básicos de cablagem de tubos que os projectistas e instaladores podem identificar.

Circuito fatal A maioria das casas suburbanas está equipada com casas de campo, onde o líquido de refrigeração se move na direção oposta, em direção à casa. Os tubos de alimentação e de saída são ligados a cada radiador. A bomba é responsável pela circulação. A principal vantagem do sistema é o facto de todo o líquido de arrefecimento do radiador atingir a mesma temperatura, e os reguladores permitem manter o microclima de cada divisão ao nível ideal.

• um grande número de compostos soldados e acoplados;
• É necessário um cálculo hidráulico profissional se houver mais de 3 radiadores num circuito;
• é frequente o ruído do líquido de refrigeração em movimento.

Pode ocultar os tubos por baixo do pavimento ou na betonilha, utilizando o circuito de Tichelman ou o esquema com o movimento de passagem do líquido de refrigeração na cablagem horizontal inferior. Os instaladores referem que o esquema de passagem necessita de poucos ajustes. O circuito de Tichelman requer diâmetros de tubagem maiores, mas funciona perfeitamente com um grande número de radiadores.

A cablagem de radiação é instalada utilizando colectores que são colocados em todos os pisos da estrutura.

É possível instalar o "chão quente" e cada radiador é alimentado de forma independente graças a este esquema. Uma desvantagem significativa é o elevado custo de aquisição dos tubos.

Que tipo de cablagem escolher

As condições de funcionamento pretendidas determinam o esquema de construção a utilizar:

1. Em edifícios com mais de 2 pisos, o aquecimento é efectuado com os principais tubos de ascensão de acordo com um esquema vertical.
2. Em áreas com cortes frequentes ou prolongados de eletricidade, são preferíveis os sistemas gravitacionais com caldeiras dependentes de energia.
3. Para grandes áreas de objectos, são equipados sistemas com circulação forçada, construídos com cablagem de tipo horizontal. O esquema B mais adequado é o circuito do tichelman.
4. Para um desempenho independente, os utilizadores inexperientes escolhem uma cablagem sem saída com vários ombros.
5. Ao despejar tubos no chão, é aconselhável insistir no esquema de radiação com os colectores em cada andar – com uma rutura de emergência do tubo, pode desligar 1 radiador, atrasando o custo de abertura dos pisos.
6. Pequenas casas de campo, casas de banho e salas de serviço estão equipadas com um esquema de beco sem saída.

É necessária uma análise caso a caso, tendo em conta as vantagens e desvantagens dos vários tipos de sistemas de aquecimento.

Cálculo hidráulico de um sistema de aquecimento de dois tubos

O objetivo do cálculo hidráulico é escolher uma bomba de circulação com potência suficiente, se necessário, e determinar o diâmetro mínimo do tubo necessário na fase de projeto.

As etapas a seguir compõem toda a sequência:

1. Cálculo da capacidade necessária dos radiadores e construção de um circuito comum de equilíbrio térmico.
2. Determinação do caudal do líquido de refrigeração em cada ombro do circuito.
3. Cálculo do diâmetro das tubagens.
4. Seleção do desempenho necessário do produto.

Sugerimos que entre em contacto com uma organização especializada para que os cálculos precisos só possam ser feitos por especialistas com formação em engenharia térmica.

A maioria dos senhores que desejam equipar a sua pequena casa de forma independente com um sistema de aquecimento apenas podem estimar 10-15% da reserva com base em factores como a potência da caldeira, o desempenho da bomba, o diâmetro da tubagem e a potência da bateria.

Determinação da potência mínima necessária

Pode utilizar a calculadora para determinar a potência térmica exacta dos radiadores e, por extensão, da caldeira.

Os materiais de construção padrão e o isolamento de alta qualidade significam que, no norte, 1.São necessários 5-2 kW de radiadores de capacidade térmica por cada 10 m^, na faixa do meio, 1-1.5 kW, e no sul, 0.6-1 kW.

Depois de calcular para cada sala, todos os indicadores são colocados. Um esquema recebe a aplicação de dados para cálculos adicionais.

O caudal do líquido de refrigeração

Para cada ombro do circuito, é calculada a quantidade de refrigerante necessária por unidade de tempo.

Para o efeito, utilize a fórmula G = 860*Q/Δt.

• G – o caudal do líquido de refrigeração kg/h;
• Q – potência térmica dos radiadores na área calculada (kW);
• Δt – a diferença na temperatura do líquido de arrefecimento na entrada e saída do radiador, geralmente 20 sobre.

Por exemplo, um ramo com 3 kW de radiadores no total e água como líquido de arrefecimento necessitará de 860 * 3/20 = 129 kg de consumo por hora.

O resultado é transferido para dados de água a 60 °C (o parâmetro mais comum em casas individuais) para cálculos adicionais.

Aplique a seguinte fórmula: GV = G /3600ρ.

• GV – consumo de água medido em l/s;
• ρ – densidade da água a 60 ° C.

129/3600*0.983 = 0.035 l/s é o resultado.

O valor que resulta do cálculo hidráulico dos tubos deve então ser localizado nas tabelas; estas tabelas estão disponíveis nos sítios Web dos fabricantes de tubos.

Haverá tubos suficientes com um diâmetro interno de pelo menos 16 mm para o nosso exemplo.

Crucial! Polipropileno – os diâmetros interno e externo dos tubos de aço estão marcados.

Cada circuito é submetido a cálculos independentes, que são depois apresentados no diagrama. Quando o consumo nas áreas é dobrado, obtém-se um indicador geral que é considerado na seleção da bomba de circulação e das tubagens.

Durante o inverno, um sistema de aquecimento de dois tubos é uma forma fiável e eficaz de aquecer a sua casa. Este sistema garante uma distribuição uniforme e homogénea do calor por toda a casa, utilizando duas tubagens distintas, uma para a entrada da água quente e outra para a saída da água fria de volta para a caldeira.

A capacidade de um sistema de dois tubos para manter várias divisões da sua casa a uma temperatura constante é uma das suas muitas vantagens notáveis. O controlo mais preciso da temperatura é possível porque cada radiador tem os seus próprios tubos de alimentação e de retorno, o que permite regular a saída de calor separadamente.

O sistema de dois tubos é também razoavelmente simples de instalar e manter. Pode certificar-se de que o seu sistema de aquecimento funciona eficazmente, mantendo a sua casa confortável e poupando dinheiro nas contas de energia, com o isolamento correto e a manutenção de rotina.

Em suma, um sistema de aquecimento de dois tubos constitui uma forma prática de manter uma casa quente e acolhedora. É uma opção fantástica para os proprietários que desejam atualizar o isolamento e o aquecimento das suas casas, devido ao seu design eficaz e à sua capacidade de fornecer calor constante.