Como calcular independentemente a água e os pavimentos quentes eléctricos

Manter o conforto e a eficiência energética da sua casa durante todo o ano requer um isolamento e aquecimento adequados. Entre as muitas opções de aquecimento disponíveis, os pavimentos quentes a água e eléctricos destacam-se pela sua eficiência e conforto. Mesmo nos dias mais frios, o calor radiante destes sistemas cria uma atmosfera confortável, aquecendo gradualmente a casa do chão para cima.

Embora seja possível contratar especialistas para instalar estes sistemas, muitos proprietários consideram que fazê-lo eles próprios é mais satisfatório e económico. Felizmente, descobrir a quantidade de eletricidade e de água necessária para os pavimentos aquecidos pode ser uma tarefa do tipo "faça você mesmo", com as informações e orientações correctas.

Antes de entrar em pormenores técnicos, é fundamental compreender os fundamentos do funcionamento dos pavimentos aquecidos eléctricos e a água. Os sistemas eléctricos utilizam tapetes ou cabos de aquecimento, enquanto os sistemas à base de água fazem circular água aquecida através de tubos enterrados sob o pavimento. Ao distribuir o calor de forma homogénea pelo pavimento, ambas as técnicas eliminam os pontos frios e proporcionam um calor constante.

Há uma série de considerações a fazer ao escolher as dimensões e as características do seu sistema de pavimento quente. Estes incluem o material do pavimento, a gama de temperaturas pretendida, o nível de isolamento do espaço e o tamanho da divisão ou área a aquecer. É possível determinar a quantidade exacta de potência de aquecimento necessária e escolher o tipo e a dimensão correctos do sistema a instalar, tendo em conta os seguintes factores.

Nesta publicação, vamos acompanhá-lo ao longo do processo de cálculo da quantidade de eletricidade e água de que a sua casa necessita para os pavimentos aquecidos. Quer esteja a planear um novo projeto de construção ou a remodelar uma única divisão, saber exatamente como dimensionar e conceber estes sistemas permitir-lhe-á criar rápida e eficazmente uma área de estar acolhedora e agradável.

Determinamos a potência térmica necessária

É necessário saber quanto Watt de calor é fornecido para o aquecimento de uma divisão específica, a fim de calcular todos os parâmetros do futuro pavimento quente, quer seja elétrico ou a água. Fornecemos o método mais simples para determinar a potência de aquecimento necessária, que consiste em medir a área ou o volume da divisão.

Sugestões. O custo da instalação de contornos de aquecimento de pavimentos é elevado. O custo do trabalho, incluindo materiais e componentes, situa-se entre 5 e 8 dólares por metro quadrado (não incluindo a instalação e a ligação da caldeira). Exija que os executantes efectuem todos os cálculos se pretender contratar uma brigada de mestres e não tiver um projeto de sistema de aquecimento, depois compare os resultados.

Utilizamos como exemplo o desenho de uma casa modesta, térrea, com 100 m2 (com base na medida exterior). Tenha em atenção que, durante o inverno, as divisões de canto com aberturas de luz e paredes exteriores perdem muito mais calor do que os espaços interiores, como corredores, casas de banho e corredores. A metodologia sugerida tem em conta a nuance:

1. Medindo e alterando os comprimentos, descubra a quadratura de cada divisão.
2. As áreas das divisões com uma parede exterior e abertura de luz multiplicam-se por 0.1 kW. Esta categoria também inclui instalações centrais (no exemplo – corredor, casa de banho e corredor).
3. Para aquecer as divisões situadas nos cantos do edifício, é necessário afetar mais energia térmica. A quadratura da divisão com duas paredes exteriores e a janela deve ser multiplicada por 0.12 kW (cozinha e quarto do bebé).
4. Se houver 2 ou mais aberturas de janelas na divisão de canto, a área é multiplicada por 0.13 kW (sala de estar e quarto na planta).

Os resultados calculados são a transferência de calor necessária em kW para os contornos de aquecimento ou radiadores de cada divisão. Depois de receber os números, pode passar à etapa de cálculo seguinte.

Nota: Estes valores são razoáveis para a República da Bielorrússia e para a parte central da Federação Russa. Os valores da potência térmica devem ser multiplicados por um coeficiente de 0.7 para casas no sul. Os resultados estão sujeitos a um aumento do coeficiente de 1 nas regiões setentrionais. 5-2.

Para divisões com tectos superiores a três metros, a técnica acima referida não é adequada. Nestas situações, o número de divisões multiplicado por 35, 40 ou 45 watts, consoante o local do edifício onde se encontram, é considerado a quantidade de calor necessária. Um artigo separado apresenta os pormenores do cálculo da carga do sistema de aquecimento.

Cálculo dos contornos de aquecimento da água

Uma vez determinado o poder do fluxo de calor necessário para fornecer um piso quente em cada sala, calcule seus parâmetros primários na seguinte sequência:

1. Determinar o caudal do líquido de refrigeração que proporciona a necessária transferência de calor dos contornos. Descobrir e ajustar a temperatura da superfície do pavimento.
2. Calcular o passo de colocação dos circuitos, bem como a temperatura do líquido de refrigeração na linha de abastecimento e na linha de retorno.
3. Descobrir o comprimento do tubo no circuito.

Gostaríamos de advertir contra a utilização do aquecimento por piso radiante como sistema de aquecimento principal e exclusivo antes de efetuar quaisquer cálculos adicionais. Muitos especialistas, como Vladimir Sukhorukov, acreditam que o aquecimento do piso deve ser usado em conjunto com baterias regulares pelas seguintes razões:

• Os contornos da água aquecem a massa decente da betonilha de betão e, portanto, são bastante inertes e reagem lentamente a uma mudança na temperatura do refrigerante;
• Os radiadores prestam-se bem à regulação manual e automática, respondem rapidamente ao aumento ou à diminuição da temperatura da água da rede;
• Para aquecer o volume da sala sem baterias, os tubos devem aquecer a superfície a 28-33 ° C, criando uma sensação de abafamento na sala;
• Por conseguinte, o líquido de refrigeração terá de ser aquecido a 50-55 ° C, uma temperatura económica para os pavimentos de água – 45-35 ° C.

Assim, o conselho. Os pavimentos quentes devem ser medidos a +26 °C, que é a temperatura de superfície mais confortável. Além disso, deve ser instalada uma rede de radiadores que possam funcionar independentemente do aquecimento do chão. Ela suportará o ar em modo automático e aquecê-lo-á à temperatura adequada.

Pode ainda utilizar o cálculo descrito abaixo para determinar o contorno, o diâmetro e o passo de colocação da tubagem, mesmo que opte por não instalar baterias de aquecimento por convecção, uma vez que isso aumentará os custos de construção. As explicações do nosso especialista sobre a instalação do radiador:

Consumo de líquido de refrigeração e temperatura do revestimento

O método de cálculo sugerido baseia-se numa abordagem visual à resolução de problemas. No entanto, para ajustar corretamente os rotómetros do coletor de distribuição, efetuar cálculos hidráulicos e escolher a bomba de circulação com base no desempenho, é necessário conhecer o volume de água que passa pelo circuito durante uma hora.

A fórmula seguinte é utilizada para determinar a quantidade de água de aquecimento consumida:

• G – o valor desejado do caudal, unidade de medida – kg/h;
• Q é a energia térmica consumida no aquecimento da divisão (calculada na secção anterior), W;
• Δt – a diferença na temperatura do líquido de refrigeração no ramo de suprimento e reverso, para o piso de aquecimento geralmente é considerado igual a 10 ° C.

Por exemplo. O 15.Uma sala de estar com 75 m² necessitará de 15.75 x 130 = 2048 W de calor a aquecer. A quantidade de água aquecida consumida em cada hora será G = 0.86 x 2048 /10 = 176.13 kg/h.

Como os ladrilhos, o linóleo e o parquet de madeira (laminado) passam o fluxo de calor de forma diferente, é necessário conhecer o tipo de revestimento para determinar a temperatura da superfície do pavimento. Digamos que o plano é instalar linóleo na sala de estar acima mencionada. De seguida, analisamos o nomograma, que apresenta os seguintes parâmetros:

• a diferença entre a temperatura média do líquido de refrigeração e a do ar da sala de estar;
• transferência de calor específico com 1 m² de pavimento;
• a temperatura da superfície correspondente;
• Gráficos para a disposição de tubos de 10 a 35 cm.

Utilizar o nomograma criado para o linóleo para encontrar o grau de aquecimento do revestimento. Quando examinamos a transferência de calor específica, verificamos que é superior a 120 W/m2, ou seja, 31.5 °C, na sala de estar. Decidimos anteriormente que este indicador é excessivamente grande e aceitámos 26 °C como o valor ideal para o cálculo. Neste caso, 68 W/m2 é a potência térmica específica Q.

Os radiadores que compensam a perda de calor são simples de calcular. O valor encontrado Q no nosso exemplo é multiplicado pela área da sala de estar, e o valor resultante é derivado do indicador de potência que foi previamente calculado: 2048 W – 68 W/m² x 15.75 m² = 977 W.

Como resultado, o consumo de líquido de refrigeração do sistema de pavimento irá flutuar. O consumo desce para 92.1 kg/h, ou 0.86 x 1071 /10.

Nota: Os nomogramas são fornecidos ao longo do artigo. São montados gráficos finais comparáveis para vários tipos de revestimento, como o laminado, o parquet espesso e o porcelanato. O "seco" o método de cálculo do aquecimento do piso efectuado em tectos de madeira produz gráficos para ladrilhos de cerâmica.

Passo de assentamento e temperatura da água

A norma para o aquecimento do chão em casas e apartamentos privados é a instalação de tubos de metal-plástico ou de polietileno cosido com um diâmetro de 16 x 2 mm (DU10). Os nomogramas mencionados são especificamente concebidos para estes tipos de polímeros.

A sala de estar de uma casa térrea será utilizada como exemplo para escolher o passo do esquema:

1. Utilizando o mesmo nomograma composto para um revestimento sintético (linóleo), selecionar um gráfico com um intervalo de 15 cm.
2. A partir do ponto de intersecção do gráfico com a linha verde caímos na escala das variações de temperatura, obtemos TP = 19 ° C.
3. Encontramos o valor da temperatura média do refrigerante TSR de acordo com a fórmula:

A designação TV indica a temperatura ideal para o ar da sala de estar; escolhemos +22 °C. A TSR é calculada como 19 + 22 = 41 °C. Encontrar a temperatura programada é simples quando se sabe que existe uma diferença de 10 graus na temperatura entre a alimentação e a δT: 41 +/- 5 = 46/36 °C.

Atenção: o refrigerante terá de aquecer mais vigorosamente se escolher um espaçamento maior entre as condutas de aquecimento (por exemplo, 20 cm). É necessário manter 48 °C na linha de alimentação e 38 °C na linha inversa.

O cálculo do programa de temperatura ajudará na seleção precisa de uma válvula misturadora de três vias que precisa de ser montada num coletor de água que seja à prova de água. A água invertida dos circuitos misturará o líquido de arrefecimento quente da caldeira a gás (ou outra) quando arrefecer a 36 graus. Quando a água atinge 46 °C, a bomba obriga-a a rodar ao longo dos contornos até arrefecer novamente e a válvula bloqueia a alimentação.

Comprimento do tubo e resultados finais

Depois de converter a unidade para metros e de desenhar o espaçamento dos circuitos utilizando a letra latina b, utilize a seguinte fórmula para determinar o comprimento do tubo:

A área da divisão em metros quadrados é indicada pela letra F. De acordo com o nosso exemplo, o comprimento do tubo na sala de estar é L = 15.75 m² / 0.15 m = 105 m. A questão que se coloca é a seguinte: o comprimento do circuito não deve ser superior a 100 metros, a resistência hidráulica deve ser de 20 kPa e o monólito de betão deve aquecer uniformemente. Para ligar o circuito de aquecimento ao pente, a sala de estar deve estender-se 105 metros para além do comprimento dos carrinhos.

Um aspeto crucial. Pegue na localização do armário com o coletor e coloque-o numa planta da casa antes de fazer quaisquer cálculos. A penteadeira está representada no desenho como estando no corredor, com cada divisão mais ou menos à mesma distância.

Como resolver o problema quando há muitos tubos:

1. Dividir a área da sala de estar em 2 circuitos de aquecimento do mesmo tamanho.
2. O comprimento de uma tubagem deve ser determinado tendo em conta a ligação ao coletor – (105 + 5) / 2 = 55 m.
3. Fazer uma junta de deformação entre dois monólitos, permitindo que as lajes se expandam devido ao aquecimento sem se destruírem mutuamente.

Preste muita atenção ao esquema fornecido para verter corretamente duas placas com uma costura de deformação. Apenas a parte superior da "tarte" A betonilha com tubos no interior é dividida entre a base e o isolamento, que são normalmente feitos de espuma em monólitos.

Sugestões. É aconselhável instalar melodias térmicas RTL no pente de pisos quentes em vez de uma bomba adicional e uma válvula de três vias se o comprimento dos contornos for inferior a 60 metros. O elemento restringe o movimento do fluxo inverso até que a temperatura do líquido de refrigeração atinja o nível predeterminado (36 °C, neste caso).

Os parâmetros dos circuitos de pavimento nas restantes divisões da casa térrea ainda têm de ser determinados. Suponha que são utilizados azulejos de cerâmica na cozinha e laminados no quarto e no quarto das crianças. Efectuamos cálculos e introduzimos os resultados na tabela geral utilizando nomogramas para estes revestimentos.

Nota: De acordo com as normas sanitárias, o pavimento do quarto de crianças não pode estar mais quente do que 24 °C. O método computacional sugerido pode ser encontrado no livro "Water Heating Systems" de 2008 por IN. Dersotilova.

Uma vez que os residentes não permanecem na casa de banho durante todo o tempo, é preferível aquecê-la com um cabo resistivo ou tapetes. Continue a ler para saber como é determinado o aquecimento elétrico do pavimento. Se considerar estes cálculos demasiado difíceis, tente utilizar o software de fabricantes de equipamentos de aquecimento de renome, como a Valtec e a Herz Armaturen. O vídeo apresenta instruções de utilização:

Características dos sistemas de pavimento eléctricos

A tecnologia utilizada na instalação e conceção de aquecedores eléctricos é diferente da dos dispositivos de circuito de água e depende do tipo de elementos de aquecimento selecionado.

• os cabos resistivos, as barras de carbono e os tapetes de cabos podem ser colocados "a seco" (diretamente sob o revestimento) e "a húmido" (sob a betonilha ou o ladrilho);
• É preferível utilizar as películas de carbono infravermelho mostradas na fotografia como substrato para um revestimento sem encher a betonilha, embora alguns fabricantes permitam a colocação de ladrilhos.

Como ponto de referência. Os elementos de aquecimento de carbono ligados em paralelo por dois condutores constituem sistemas de núcleos auto-reguláveis. Mesmo que uma barra se queime, a sala continuará a ser aquecida pelos restantes componentes devido ao seu maior poder de aquecimento.

As três características dos elementos de aquecimento elétrico são

• transferência uniforme de calor ao longo de todo o comprimento;
• a intensidade do aquecimento e a temperatura da superfície são controladas por um termóstato que se concentra nas leituras dos sensores;
• intolerância ao sobreaquecimento.

A caraterística menos desejável é a última. A transferência de calor com o ar circundante será perturbada se o circuito for efectuado no local do contorno sem pernas ou electrodomésticos fixos. Os sistemas de película e cabo não duram muito tempo e sobreaquecem. O próximo vídeo aborda todas as nuances desta questão:

As barras auto-reguladoras aceitam calmamente estas coisas, mas, nesta altura, um fator adicional começa a desempenhar um papel importante: a compra irracional e a instalação de aquecedores de carbono caros para mobiliário.

Seleção do aquecedor de cabo e película

Em relação aos pontos mencionados acima, o cálculo do aquecimento elétrico é um pouco mais simples e os parâmetros do piso quente por cabo são estabelecidos da seguinte forma

1. Calcular a quantidade de calor necessária para aquecer uma determinada divisão (ver secção Um).
2. Desenhar a planta de uma divisão com a localização do mobiliário fixo e dos electrodomésticos. Desenhar numa escala com o tamanho real de armários, máquinas de lavar roupa, etc.
3. Calcular a área livre da divisão através da quadratura das áreas ocupadas.
4. A quantidade de calor encontrada anteriormente deve ser distribuída pela área restante. Dividir a potência necessária numa quadratura de uma secção livre – obter uma transferência de calor com 1 m².
5. Cabos e tapetes resistentes com uma potência térmica de 9-25 W/m. P. Vendido com comprimento fixo. Selecionar um elemento de aquecimento para a transferência de calor necessária no catálogo do fabricante.
6. Divida a quadratura da secção livre pelo comprimento do produto selecionado – descubra o passo de disposição do passo.

Uma ilustração de como calcular a área da casa de banho de um edifício térreo, que tem 6 m² e é utilizada para a casa de banho, o lavatório e o armário em 2.5 m². A metragem quadrada do terreno livre é de 3.5 m2, e são necessários 600 watts de potência térmica. Escolha um cabo de aquecimento da marca Deviflex 18t de 37 metros de comprimento, com dois núcleos e 622 W de transferência de calor, com base no catálogo da conhecida marca Devi. Obtém-se um passo de colocação de 0.095 m, arredondado para 10 cm, dividindo 3.5 m² por 37 m.

A escolha dos tapetes de cabos é ainda mais simples, porque o fabricante indica o espaço ocupado pelo elemento de aquecimento. Um dispositivo de 635 watts da marca DeVIMAT 200T, destinado à quadratura 3, é adequado para utilização numa casa de banho. 45 metros quadrados.

Os aquecedores de película que estão posicionados por baixo do pavimento são escolhidos e calculados. Um pequeno pormenor: ao instalar cabos resistivos ou película de carbono nas salas de estar, é feito um recuo mínimo de 150 mm nas divisórias. Será também necessário remover estas riscas de parede a parede da quadratura global. Este recuo é considerado igual ao degrau de estilo (10 cm) em galerias, varandas e casas de banho.

O orçamento, as infra-estruturas pré-existentes e as preferências individuais são apenas algumas das variáveis que podem influenciar a decisão entre pavimentos aquecidos a água e eléctricos. Cada escolha tem as suas próprias vantagens e aspectos a ter em conta.

Os pisos quentes eléctricos podem ser a melhor opção para quem procura uma solução acessível e razoavelmente simples de instalar. Os sistemas eléctricos são uma opção popular para reequipar casas existentes porque podem ser instalados de forma rápida e eficiente e não requerem uma caldeira ou tubagens extensas.

Por outro lado, os pavimentos aquecidos a água têm a vantagem a longo prazo de reduzir os custos de funcionamento. Uma vez que é necessária uma caldeira e tubagens para a instalação, esta pode ser mais complicada e dispendiosa no início, mas, com o tempo, os sistemas de água consomem menos energia do que os eléctricos, o que reduz as contas dos serviços públicos.

O tamanho da divisão, o isolamento e a temperatura pretendida são considerações importantes para determinar a quantidade de calor necessária para o seu sistema de pavimento quente. Pode certificar-se de que o seu sistema de pavimento aquecido funciona de forma eficaz e eficiente e proporciona um aquecimento confortável em toda a casa, calculando com precisão estas variáveis.

De qualquer forma, um isolamento adequado é essencial para otimizar a eficiência energética e garantir um aquecimento estável, quer opte por pavimentos aquecidos a água ou eléctricos. Pode minimizar a perda de calor e reduzir o consumo de energia investindo em materiais de isolamento e instalação de alta qualidade, o que acabará por resultar em custos de aquecimento mais baixos.

Em conclusão, é necessário um planeamento e um cálculo cuidadosos para garantir um desempenho e uma eficiência energética óptimos, independentemente de optar por pavimentos quentes eléctricos ou a água. Para decidir qual a melhor opção para a sua casa, tenha em conta as suas necessidades de aquecimento, o seu orçamento e as infra-estruturas já existentes. E nunca se esqueça que um isolamento adequado é essencial para reduzir o desperdício de energia e otimizar o desempenho do seu sistema de pavimento quente.

A capacidade de calcular os pavimentos quentes a água e eléctricos pode ter um grande impacto na eficácia e eficiência do aquecimento da sua casa. Os proprietários que conseguirem fazer isto por si próprios poderão controlar melhor os seus sistemas de aquecimento, o que aumentará o conforto e, possivelmente, resultará em custos de energia mais baixos. Conhecer os cálculos correctos garantirá que obtém a quantidade ideal de calor para o seu espaço sem desperdiçar recursos, quer esteja a pensar instalar um sistema de aquecimento por piso radiante elétrico ou a água. Quer esteja a aquecer uma divisão ou toda a sua casa, pode personalizar a sua solução de aquecimento para se adaptar às suas necessidades únicas e obter calor onde e quando mais precisa.

Vídeo sobre o tema

Cálculo do comprimento do cabo para um pavimento quente