Como calcular a bomba de aquecimento: exemplos de cálculos e regras de seleção de equipamentos

A bomba de circulação é um dispositivo de pequeno porte, cuja principal tarefa é melhorar o funcionamento e aumentar o desempenho do sistema de aquecimento. Ela é instalada diretamente na tubulação, otimizando a velocidade de deslocamento do fluido térmico. Graças a isso, até mesmo uma casa com grande área habitável será aquecida rapidamente.

Para comprar o modelo ideal, é necessário entender como calcular a bomba de aquecimento e em quais nuances se basear na escolha. Nosso artigo é dedicado a essas questões – neste material, examinamos um exemplo de cálculo do equipamento, demos atenção ao princípio de funcionamento e às principais variedades de bombas.

Também fornecemos recomendações sobre seleção, instalação e operação segura do equipamento da bomba, enriquecendo o artigo com fotos ilustrativas e vídeos adequados com cálculo da potência necessária do dispositivo e dicas para sua instalação no circuito de aquecimento.

Princípio de funcionamento e finalidade da bomba

O principal problema dos moradores dos últimos andares de edifícios de apartamentos e proprietários de casas de campo são os radiadores frios. No primeiro caso, o fluido térmico simplesmente não chega às suas residências, e no segundo, os trechos mais distantes da tubulação não são aquecidos. Tudo isso devido à pressão insuficiente.

Quando é necessário usar a bomba?

A única solução correta em uma situação de pressão insuficiente será a modernização do sistema de aquecimento com fluido térmico circulando por gravidade. Aqui, a instalação de uma bomba ajuda. Os principais esquemas de organização do aquecimento com circulação por bomba são discutidos aqui.

Esta opção também será eficaz para proprietários de casas particulares, permitindo reduzir significativamente os custos de aquecimento. Uma vantagem importante desse equipamento de circulação é a possibilidade de alterar a velocidade do movimento do fluido térmico. O principal é não exceder as leituras máximas permitidas para o diâmetro dos tubos do seu sistema de aquecimento, para evitar ruídos excessivos durante o funcionamento da unidade.

Assim, para salas de estar, com uma passagem condicional de tubos de 20 mm ou mais, a velocidade é de 1 m/s. Se este parâmetro for definido para o valor mais alto, é possível aquecer a casa no menor tempo possível, o que é relevante quando os proprietários estavam ausentes e a construção teve tempo de esfriar. Isso permite obter a máxima quantidade de calor com o mínimo de tempo gasto.

A bomba é um elemento importante do sistema de aquecimento da casa. Ela ajuda a aumentar sua eficiência e reduzir o consumo de combustível

Princípio de funcionamento do dispositivo

O agregado de circulação funciona por meio de um motor elétrico. Ele capta a água aquecida de um lado e a empurra para a tubulação do outro lado. E desse outro lado, uma nova porção chega e tudo se repete.

É exatamente pela força centrífuga que o fluido térmico se move pelos tubos do sistema de aquecimento. O processo de funcionamento da bomba lembra um pouco o trabalho de um ventilador, só que não circula ar pelo cômodo, mas sim o fluido térmico pela tubulação.

O corpo do dispositivo é necessariamente feito de materiais resistentes à corrosão, e para a fabricação do eixo, rotor e roda com pás, geralmente é usada cerâmica.

Principais tipos de bombas para aquecimento

Todo o equipamento oferecido pelos fabricantes é dividido em dois grandes grupos: bombas de tipo 'úmido' ou 'seco'. Cada tipo tem suas vantagens e desvantagens, que devem ser consideradas ao escolher.

Equipamento de tipo 'úmido'

As bombas de aquecimento chamadas 'úmidas' diferem de suas similares porque seu impulsor e rotor estão imersos no fluido térmico. Enquanto o motor elétrico está em uma caixa hermética onde a umidade não pode entrar.

Esta opção é uma solução ideal para pequenas casas de campo. Tais dispositivos se distinguem por seu silêncio e não necessitam de manutenção técnica frequente e cuidadosa. Além disso, são fáceis de reparar, ajustar e podem ser usados com nível de fluxo de água estável ou que varia pouco.

Uma característica distintiva dos modelos modernos de bombas 'úmidas' é a simplicidade de sua operação. Graças à automação 'inteligente', é possível aumentar a produtividade ou mudar o nível de enrolamentos sem problemas

Quanto às desvantagens, a categoria acima mencionada se caracteriza por baixa produtividade. Essa desvantagem é devida à impossibilidade de garantir alta estanqueidade da luva que separa o fluido térmico do estator.

Variedade 'seca' de dispositivos

Para esta categoria de dispositivos é característica a ausência de contato direto do rotor com a água aquecida que ele bombeia. Toda a parte de trabalho do equipamento é separada do motor elétrico por anéis de proteção de borracha.

A principal característica desse equipamento de aquecimento é a alta eficiência. Mas essa vantagem traz uma desvantagem significativa: o alto nível de ruído. O problema é resolvido instalando o equipamento em uma sala separada com bom isolamento acústico.

Ao escolher, é importante considerar que a bomba do tipo 'seca' cria turbulência no ar, portanto, partículas finas de poeira podem se levantar, o que afetará negativamente os elementos de vedação e, consequentemente, a estanqueidade do dispositivo.

Os fabricantes resolveram esse problema da seguinte forma: durante a operação do equipamento, uma fina camada de água é criada entre os anéis de borracha. Ela atua como lubrificante e evita a deterioração das peças de vedação.

Os aparelhos, por sua vez, dividem-se em três subgrupos:

• verticais;
• de bloco;
• de console.

A característica da primeira categoria é a disposição vertical do motor elétrico. Esse equipamento só deve ser comprado se houver planejamento para bombear um grande volume de fluido térmico. Quanto às bombas de bloco, elas são instaladas em uma superfície de concreto nivelada.

As bombas de bloco são destinadas ao uso industrial, quando são necessárias altas vazões e pressões

Os dispositivos de console caracterizam-se pela localização do bocal de sucção na parte externa da voluta, enquanto o bocal de descarga está no lado oposto do corpo.

Falamos mais detalhadamente sobre a estrutura e o princípio de funcionamento das bombas neste artigo.

Em que se basear ao escolher a bomba?

A seleção da bomba para aquecimento autônomo deve ser feita com base nas características hidráulicas do sistema de aquecimento de uma casa de campo. Portanto, antes de ir à loja, é necessário calcular a quantidade ideal de calor necessária para manter uma temperatura confortável nos cômodos.

Informações adicionais, com as quais você deverá se familiarizar, ajudarão a realizar corretamente o cálculo hidráulico. Ou você pode seguir os conselhos de um especialista competente.

Muitos fatores influenciam a quantidade ideal de calor para um determinado objeto:

• o material usado para a construção e isolamento das paredes;
• as condições climáticas;
• as características dos tetos e pisos;
• a presença de válvulas termostáticas;
• as características dos vidros duplos instalados na casa.

Ao escolher uma bomba para aquecimento autônomo, atenção especial deve ser dada à área de aplicação do modelo específico, ao número de velocidades e ao nível de ruído. O fabricante e o preço do equipamento também desempenham um papel importante.

Ao escolher um dispositivo para forçar a circulação no sistema de aquecimento, é necessário prestar atenção especial às especificações técnicas para evitar que a bomba funcione em vazio ou no limite de sua capacidade.

Critério #1 — área de aplicação do equipamento

Na maioria dos casos, os especialistas recomendam instalar bombas de aquecimento cujos rotores estejam completamente imersos no fluido térmico. Além do baixo nível de ruído, este tipo de equipamento lida melhor com cargas elevadas.

Como resultado, um sistema com equipamento 'úmido' durará mais, será mais fácil de reparar e não exigirá atenção excessiva.

Dê preferência a modelos fabricados com aço resistente e rolamentos, com eixo de cerâmica. A vantagem está na vida útil, que é de pelo menos vinte anos.

Deve-se evitar a compra de uma bomba de circulação de ferro fundido. Esse dispositivo logo se tornará inutilizável e precisará ser substituído.

Se a escolha recaiu sobre uma bomba de aquecimento do tipo 'úmido', é preciso considerar que ela não deve ser instalada em um sistema de aquecimento de casa aberta. Nesse caso, a água aquecida que lubrifica o mecanismo contém várias impurezas.

Por exemplo, micropartículas de areia podem obstruir a folga entre o rotor e o estator, causando uma quebra precoce da bomba.

Quanto aos sistemas abertos, este tipo de equipamento pode funcionar por anos sem necessidade de qualquer manutenção especializada.

Critério #2 — cálculo da potência ideal

O desempenho de uma bomba projetada para trabalhar em um sistema de aquecimento pode ser calculado por conta própria. Para isso, é necessário o comprimento total da tubulação pela qual o equipamento irá bombear o fluido térmico.

Para cada 10 metros de comprimento, tome 0,6 metro de altura manométrica do dispositivo. Assim, para uma casa pequena com um circuito de aquecimento de 70 metros, será necessária uma bomba com altura manométrica de 4,2 metros.

Pode-se seguir outro caminho e calcular este indicador pela fórmula:

Q = 0,86*R/TF-TR,

Onde:

• R — necessidade de calor do ambiente;
• TF e TR mostram a temperatura do fluido térmico na entrada e na saída do sistema, respectivamente. São utilizados valores em graus Celsius.

Nos países europeus, são utilizados principalmente dois valores para o parâmetro R: 100 W/m² para casas com um ou dois apartamentos, e 70 W/m² para edifícios de vários apartamentos.

O método acima é apenas uma das muitas maneiras de calcular a potência ideal de uma bomba de circulação. Apenas um profissional qualificado pode realizar os cálculos mais precisos.

Quando precisar fazer cálculos com erro mínimo, recomenda-se usar tabelas especiais. Elas apresentam valores ideais para diferentes casas e apartamentos.

Critério #3 — número de velocidades e ruído da bomba

A principal característica dos modelos modernos de bombas é a possibilidade de ajuste. É possível regular a potência alternando a velocidade de operação do equipamento.

Atualmente, os modelos com três velocidades são os mais comuns. Isso permite aquecer rapidamente os ambientes em caso de frio intenso e, em caso de aquecimento, reduzir o desempenho do aparelho, economizando eletricidade.

Se você precisa comprar um equipamento que emita o mínimo de ruído possível, a melhor escolha será uma bomba do tipo 'úmido'.

No caso da instalação de um equipamento com rotor 'seco', durante o funcionamento será ouvido um som estranho, resultante da rotação do ventilador que resfria o motor elétrico. Portanto, é melhor instalar esse dispositivo em um cômodo separado e, para a área residencial, escolher algo menos barulhento.

O baixo nível de ruído das bombas 'úmidas' é a principal razão de sua popularidade

Nem sempre o ruído estranho que aparece na inicialização indica uma falha. Muitas vezes, isso ocorre devido ao ar que permaneceu no sistema de aquecimento. Para resolver esse problema, recomenda-se, antes da partida, sangrar o ar usando válvulas especiais.

Critério #4 — fabricante e preço do equipamento

Depois de realizados todos os cálculos necessários, você pode começar a visualizar o catálogo de bombas de circulação. É melhor fazer o pedido em recursos da web que tenham um sistema de filtragem de produtos bem planejado. Isso permitirá encontrar rapidamente modelos com características ideais.

No mercado atual, há uma ampla variedade de bombas para sistemas de aquecimento. Centenas de fabricantes afirmam que seus produtos são confiáveis, de qualidade e duráveis. Mas nem sempre as características declaradas correspondem às reais. Portanto, é melhor encomendar equipamentos fabricados por empresas que se destacaram mundialmente.

Na lista de empresas conhecidas e confiáveis que fabricam bombas para sistemas de aquecimento, devem ser incluídas as seguintes marcas:

• Halm;
• Wilo;
• Ebara;
• DAB;
• AlfaStar;
• Pedrolo;
• Grundfos.

O custo dos equipamentos para circulação forçada do fluido térmico depende totalmente da potência, do tipo de bomba e da marca. Geralmente, o preço do equipamento varia de 60 a 220 dólares. Recomendamos conferir a lista das dez melhores bombas para aquecimento, segundo a opinião dos usuários.

Quanto aos fabricantes nacionais, eles não produzem equipamentos domésticos, oferecendo apenas modelos destinados ao uso industrial.

Na maioria das vezes, as bombas de circulação são produzidas em série e possuem parâmetros médios, o que cria certos problemas na escolha do equipamento. Nesse caso, é melhor optar por um dispositivo que opere em vários modos.

Características da instalação da bomba de circulação

Para garantir o funcionamento eficiente do sistema de aquecimento da casa, é necessário escolher corretamente o local no anel de aquecimento para instalar o equipamento. Recomenda-se encontrar uma seção onde, na área de sucção do fluido térmico, haja sempre pressão excessiva de água. Existem vários métodos pelos quais é possível obter artificialmente essa condição.

O primeiro método consiste em elevar o tanque de expansão em 0,8 m em relação ao ponto mais alto da tubulação. Isso só pode ser realizado em uma casa onde o pé-direito permita. Uma boa solução é instalar o tanque de expansão no sótão. Mas, nesse caso, será necessário isolar o telhado para evitar perdas desnecessárias de calor.

O segundo método consiste em transferir o tubo do tanque de expansão do riser de alimentação e inseri-lo no local onde está localizado o bocal de sucção da bomba. Com isso, é possível criar condições ideais para organizar a circulação forçada de água quente no sistema de aquecimento da casa.

A bomba pode ser instalada diretamente na tubulação de alimentação. Essa solução só será viável se o equipamento de circulação puder suportar a temperatura máxima possível do fluido térmico.

Recomendações detalhadas para a instalação da bomba, diagrama de ligação e instruções passo a passo de montagem são fornecidas no próximo artigo.

Regras e nuances da operação do equipamento

A bomba de circulação não é comprada para um ano ou dois. Portanto, cada proprietário de uma casa de campo deve garantir que o equipamento funcione corretamente por muitos anos. A confiabilidade e o funcionamento correto do dispositivo só podem ser alcançados com uma manutenção adequada e oportuna.

Na lista de regras básicas de operação da bomba de aquecimento, é necessário incluir os seguintes aspectos:

• é proibido ligar o aparelho com vazão zero;
• certifique-se de que o equipamento está aterrado;
• verifique se o motor elétrico não aquece acima do limite permitido;
• verifique a conexão na caixa de terminais quanto a danos, e todos os cabos devem estar completamente secos;
• certifique-se de que, durante a inicialização do dispositivo, não haja ruídos estranhos ou vibrações;
• o equipamento deve operar com o nível de fluxo de fluido térmico recomendado pelo fabricante;
• é proibido ligar a bomba de circulação sem água.

Se o equipamento ficar inativo por um longo período, recomenda-se ligá-lo mensalmente por 10 a 30 minutos. Essa regra simples ajuda a evitar oxidação e, consequentemente, o travamento do eixo.

Caso ocorra alguma falha ou problema no funcionamento da bomba, chame um técnico o mais rápido possível. Isso ajudará a evitar muitos problemas e gastos financeiros imprevistos.

É necessário dar atenção especial à temperatura do fluido de aquecimento. Ela não deve exceder 60-65 graus Celsius. Se essa regra for negligenciada, surgirá sedimento nos tubos e dentro da bomba, o que afetará negativamente o funcionamento de todo o sistema de aquecimento.

Panes comuns

O problema mais comum que faz com que o equipamento de circulação forçada do fluido de aquecimento pare de funcionar é o longo período de inatividade.

Na maioria das vezes, o sistema de aquecimento é usado ativamente no inverno e desligado na estação quente. Mas como a água não é muito limpa, com o tempo, forma-se sedimento nos tubos. Devido ao acúmulo de sais de dureza entre o impulsor e a bomba, o equipamento para de funcionar e pode quebrar.

O problema mencionado acima é resolvido com bastante facilidade. Para isso, tente ligar o equipamento manualmente, desapertando a porca e girando o eixo da bomba com a mão. Muitas vezes, essa ação é mais do que suficiente.

Se o aparelho ainda não ligar, a única solução será desmontar o rotor e, em seguida, limpar completamente a bomba do sedimento de sais acumulado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Um vídeo sobre o cálculo da vazão do equipamento de circulação:

A instalação correta é a chave para o excelente funcionamento de qualquer aparelho. Detalhes sobre a montagem da bomba de aquecimento no vídeo:

Um sistema de aquecimento que utiliza uma bomba para movimentar o fluido de aquecimento tem muitas vantagens. Mas para instalá-lo corretamente, será necessário dedicar um pouco de tempo para entender os detalhes e escolher o equipamento. Somente assim você poderá tornar sua casa verdadeiramente quente e aconchegante.

Quer adicionar uma bomba ao sistema de aquecimento, mas está em dúvida sobre os cálculos? Faça suas perguntas na seção de comentários – nossos especialistas tentarão ajudá-lo.

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