Tipos de aquecimento para casa de campo: comparação de sistemas de aquecimento por tipo de combustível

Todos os tipos existentes de aquecimento para casa de campo podem ser classificados tanto pelo combustível utilizado quanto pelo método de transferência de calor. Não existe um princípio único pelo qual eles são escolhidos.

A eficiência do aquecimento da casa depende do clima da região, da área da casa, das preferências pessoais e de outros fatores. Neste artigo, veremos o aquecimento a lenha, a gás e elétrico. Destacaremos as principais vantagens de cada uma das opções. Também falaremos sobre os tipos de equipamentos de aquecimento necessários para implementar cada um dos sistemas de aquecimento.

O material apresentado é complementado por diagramas visuais e fotoilustrações. Para uma compreensão completa da essência do assunto, selecionamos um vídeo temático sobre a organização do aquecimento autônomo.

Fogão a lenha no aquecimento da casa

O princípio de funcionamento do fogão a lenha é simples — o combustível, ao queimar, libera calor. As paredes aquecem e transferem calor para o ar da sala. O aquecimento por fogão, como qualquer outro, tem suas vantagens e desvantagens.

As vantagens notáveis do fogão a lenha incluem:

• uma atmosfera especialmente aconchegante, que nenhum outro tipo de aquecimento pode criar;
• investimentos financeiros relativamente pequenos;
• a possibilidade de torná-lo um elemento original do interior;
• ecologicamente correto, disponibilidade de combustível.

Ao mesmo tempo, o fogão ocupa espaço útil e tem baixa eficiência. Quanto maior a casa, maior será essa fonte de calor. Antes de aquecer o ar do cômodo, é preciso carregar lenha na fornalha e, em seguida, repetir esse procedimento periodicamente.

Esse pequeno fogão de tijolos pode aquecer um cômodo pequeno. Na sua superfície é possível cozinhar alimentos e aquecer água.

É preciso esperar até que o combustível queime bem e aqueça a estrutura. Somente após esse ritual, o tão esperado calor se espalhará pelo cômodo.

Tipos de fogões a lenha

Os tradicionais fogões a lenha são construídos em tijolos. A presença de chaminés serpenteadas permite aquecer bem o ar do cômodo e manter o calor por um longo período. Pode ser usado como lareira e cozinhar alimentos em sua superfície.

Existem 3 categorias de fogões de alvenaria:

1. Com placa ou de aquecimento e cocção. Eles podem aquecer vários cômodos ao mesmo tempo, além de permitir cozinhar alimentos neles.
2. Fogão russo. Normalmente, é uma construção maciça com um anexo em forma de banco. Nesse tipo de fogão, não só se preparam diferentes pratos, mas também se secam ervas, frutas e cogumelos.
3. Lareira. Além da função de aquecimento, esta construção tem o propósito de decorar o interior, trazer notas de romantismo e um aconchego doméstico especial.

Também se fabricam fogões a lenha de ferro fundido. Eles são compactos, por isso se encaixam em qualquer cantinho da casa. Os produtos da combustão são geralmente evacuados por uma chaminé de tubo corrugado. Esses fogões permitem aquecer rapidamente o ambiente.

Fogões de aço resistente ao calor também aquecem rapidamente o ar da casa. Mas a temperatura confortável não se mantém por muito tempo. Às vezes, para a fabricação de fogões a lenha metálicos, usa-se aço inoxidável. Ele retém o calor por mais tempo, mas as soldas não suportam bem o aquecimento rápido e frequentemente se danificam.

Existem muitos modelos diferentes de fogões a lenha. Os fabricantes os equipam com dispositivos especiais que aumentam a eficiência operacional e reduzem a quantidade de toxinas na fumaça.

Aquecer uma casa de campo com lenha é possível sem a construção obrigatória de um fogão no sentido literal. Frequentemente, instalam-se caldeiras de pirólise, como o fogão de Butakov ou o Bulerian. A última opção é possível de ser fabricada com as próprias mãos. Embora aqui o combustível também seja lenha, o princípio de funcionamento é diferente — análogo ao de um gerador a gás.

O calor é liberado no ambiente durante a queima residual. Para isso, a lenha é colocada em grande quantidade. Configura-se um modo em que apenas parte da madeira queima e a outra parte arde lentamente. A duração do processo depende do volume do ambiente e da potência do equipamento de aquecimento. A eficiência dos fogões de pirólise é bastante alta — de 75 a 85%.

Aos fogões de gaseificação também pertencem os fogões de Struppov e Bubafonia, que funcionam sem reabastecimento por até 48 horas. Característico dessas construções é a presença de uma coluna alta. Nela, a lenha é colocada quase até a borda e acesa como uma fogueira, por cima.

Em vez de lenha, pode-se colocar serragem, turfa ou outro tipo de combustível sólido no fogão. Quanto mais densamente for colocado, mais tempo o processo continuará.

Em vez de lenha, pode-se colocar serragem, turfa ou outro tipo de combustível sólido no fogão. Quanto mais densamente for colocado, mais tempo o processo continuará.

O ar fornecido através de um tubo telescópico na parte superior do fogão mantém o processo de combustão. O combustível queima e a zona de combustão desce gradualmente junto com o tubo que fornece ar, até o nível das grelhas.

Como alternativa ao aquecimento de uma casa de campo com lenha, existem outras opções de combustível sólido, como os pellets. Em comparação com a lenha, eles queimam por mais tempo. As caldeiras a pellets, nas quais são queimados, são mais seguras, pois são protegidas contra superaquecimento e equipadas com controle de chama.

Com uma única carga, a caldeira pode funcionar por pelo menos 3 horas. Se o sistema for complementado com um acumulador de calor, o calor será armazenado e depois distribuído para o ambiente.

Para uma pequena casa de campo, um único fogão é suficiente para aquecer e preparar alimentos. Se a casa for grande, é necessário um sistema de aquecimento cuidadosamente planejado, onde um único fogão aquece toda a construção. Para isso, são instalados circuitos de vapor ou água.

Em uma casa térrea, o circuito é conectado a um fogão comum de alvenaria ou a um fogão de ferro fundido comprado. Se a residência tiver 2-3 andares, é necessário adquirir um fogão-caldeira de ferro fundido.

Melhoria das características do aquecimento por fogão

O circuito de água melhora o aquecimento tradicional a fogão, aumentando significativamente a área de aquecimento e distribuindo o calor de forma racional. No processo de aquecimento, estão envolvidas tanto as paredes do fogão quanto os canais de fumaça, bem como o próprio fluido térmico. O calor chega aos radiadores durante a queima da lenha, mas o calor neles se mantém por algum tempo.

Em uma casa onde não se planeja morar permanentemente, usa-se líquido anticongelante em vez de água.

A inclusão de um fogão a lenha comum em um sistema de aquecimento a água requer a presença de um trocador de calor. Sua finalidade é aquecer a água e garantir a circulação do fluido térmico.

O trocador de calor é fabricado em chapa de aço ou tubos metálicos. Suas dimensões são individuais. O principal é deixar, na instalação, um espaço de 10 a 15 mm entre o registro e as paredes do fogão, considerando a dilatação.

Se a casa tiver um segundo andar, inclui-se no sistema uma bomba elétrica. Ela circula o fluido térmico com mais intensidade, acelerando o processo de aquecimento ao acender o fogão. Também é possível incluir no sistema um reservatório para criar um estoque de água quente.

Aquecimento da casa com eletricidade

O aquecimento da casa com eletricidade baseia-se em dois princípios. O primeiro é o aquecimento de cada cômodo individualmente por meio de aparelhos conectados diretamente à rede elétrica. O segundo é o aquecimento indireto com bombeamento de fluido térmico que aquece os radiadores em cada ambiente.

Um exemplo do método de aquecimento direto é o uso de um radiador a óleo. Com sua forma aletada, ele lembra uma bateria clássica de ferro fundido. O próprio aparelho aquece até uma temperatura alta e emite calor para o ambiente na forma de raios térmicos.

A superfície do radiador esfria lentamente porque o fluido térmico possui boa inércia térmica. Na maioria das vezes, esses aparelhos são usados como complementares. Incluir radiadores a óleo no sistema principal não é economicamente vantajoso.

Opção #1 — uso de caldeira elétrica

O sistema de água conectado à caldeira elétrica tem suas particularidades. Para consumir eletricidade de forma racional, a circulação do fluido térmico no sistema deve ser apenas forçada. A circulação natural aumentará o consumo de eletricidade.

Além disso, isso acarretará um aquecimento desigual do ambiente, redução da velocidade de troca de calor e perda de potência.

A vantagem da caldeira elétrica reside na sua total automatização, bem como no fato de poder ser instalada em qualquer ambiente.

Ao utilizar uma caldeira elétrica, é obrigatório incluir no sistema um tanque de expansão equipado com unidade de controle e elementos de segurança. Não faz sentido utilizar um sistema aberto, pois resultará em altos custos operacionais.

Para poder aquecer sua casa de campo com eletricidade, é necessária uma linha de transmissão de energia com potência suficiente. Portanto, antes de comprar a caldeira, é necessário fazer cálculos simples.

Deve-se partir do pressuposto de que, segundo os especialistas, 1 kWh é suficiente para aquecer um ambiente de 10 m². Se for necessário aquecer 200 m², serão necessários 20 kW. Como além da caldeira há outros equipamentos elétricos na casa, adiciona-se cerca de 5 kW ao valor calculado.

Tipo nº 1 – caldeiras elétricas com resistências

Nas caldeiras elétricas, são utilizados como elementos de trabalho resistências, eletrodos e indução magnética. O primeiro tipo é o mais comum. A água ou outro fluido térmico é aquecido dentro da caldeira pelas paredes das resistências, encapsuladas em um invólucro à prova de umidade, e depois segue para o sistema de aquecimento.

A eficiência dessa caldeira não é muito alta — o processo de transferência de calor é acompanhado por grandes perdas. Considera-se mais eficiente uma caldeira equipada com conexão em múltiplos estágios e controle eletrônico. Ao atingir a temperatura definida, essa caldeira desliga.

A caldeira elétrica moderna com resistência possui um design elegante. O fluido térmico pode ser não apenas água, mas também anticongelante.

A principal desvantagem da caldeira elétrica com resistências é a formação de incrustações na espiral da resistência. Isso aumenta o consumo de eletricidade em meio à redução da eficiência.

Tipo nº 2 – caldeiras de eletrodos

A principal característica dessas caldeiras é que não possuem um elemento que aqueça o fluido térmico. O aquecimento ocorre quando impulsos elétricos passam pela água, transmitidos por um eletrodo especial.

Como resultado dessa ação, as moléculas de água se dividem em íons com carga positiva e negativa. Como é utilizada corrente alternada com frequência de 50 Hz, a polaridade dos eletrodos no meio aquoso muda na mesma frequência.

Nestas condições, os íons começam a realizar um movimento oscilatório e mudar de direção. Tudo isso ocorre com grande resistência do meio aquoso a este processo. Como resultado, gera-se energia térmica, que o fluido de transferência de calor transmite aos radiadores de aquecimento. Além disso, não há tempo para que se forme uma crosta dura nos eletrodos, o que é uma grande vantagem para caldeiras deste tipo.

Existem modelos de caldeiras monofásicos e trifásicos. A diferença entre eles está apenas na construção dos eletrodos e nas dimensões. A estrutura inclui um corpo cilíndrico totalmente metálico revestido de poliamida. No cilindro existem tubos de conexão por onde o fluido de transferência de calor entra e sai.

A eficiência das caldeiras iônicas é alta – de 95 a 98%. Elas possuem dimensões reduzidas e aquecem muito rapidamente, mas também esfriam na mesma velocidade. As caldeiras não têm 'funcionamento a seco', portanto, na ausência de água no sistema, elas simplesmente não ligam. Elas não são afetadas por flutuações de tensão; quando a tensão cai, a potência diminui, mas a unidade não desliga completamente.

Entre as desvantagens das caldeiras deste tipo está a sua elevada exigência quanto ao fluido de transferência de calor. A água deve ter boa condutividade, caso contrário a potência do equipamento começa a cair.

Tal caldeira não pode funcionar com bateria, pois necessita apenas de uma fonte de alimentação alternada. Durante a sua operação, é necessário evitar a entrada de ar no interior da caldeira, pois isso inicia um processo de corrosão intensificado.

Um lado do cilindro é hermeticamente soldado, e no outro está localizado o bloco de eletrodos. Como isolante que separa os eletrodos do corpo, são utilizadas porcas de poliamida.

As unidades monofásicas têm potência de 2 a 6 kW, as trifásicas de 9 a 50 kW. As primeiras são adequadas para uso em casas de campo, as segundas são utilizadas para aquecimento de grandes edifícios industriais. O diâmetro médio da caldeira é de 32 cm, o comprimento máximo é de 0,6 m. Quanto mais baixa a temperatura da água dentro do corpo da caldeira, menos eletricidade ela consome.

As caldeiras eletródicas, dependendo do princípio de distribuição do fluido de transferência de calor, podem ser abertas ou fechadas. No primeiro caso, ocorre circulação natural; no segundo, um tanque de expansão e uma bomba são incluídos no sistema.

A maioria dos modelos possui controle automático, unidade de inicialização e proteção contra funcionamento instável da rede elétrica. Modelos caros são complementados com um controlador que mantém a temperatura ideal e controle remoto.

Ao instalar uma caldeira eletródica, é necessário executar uma ligação à terra confiável da rede elétrica da casa. O trocador de calor da caldeira deve ser limpo uma vez a cada 12 meses. Também é necessário monitorar a composição química da água e corrigi-la, se necessário.

Tipo nº 3 – equipamento de indução

O funcionamento da caldeira de indução baseia-se no princípio da indução eletromagnética. A energia eletromagnética gerada pela bobina é transformada em energia térmica. O núcleo é aquecido pelo campo eletromagnético da bobina e transfere o calor recebido para o líquido que passa pelo seu interior.

A caldeira é utilizada em sistemas tanto abertos quanto fechados, nos quais a circulação do fluido térmico é forçada.

O projeto da caldeira não inclui componentes que se desgastam rapidamente. O núcleo é fabricado em aço de alta qualidade com cerca de 6 mm de espessura, podendo funcionar por um longo período — de 35 a 40 anos.

As caldeiras deste tipo caracterizam-se por serem robustas. Em seu corpo, há uma bobina do enrolamento primário que não entra em contato com o fluido térmico. O enrolamento secundário é o sistema interno de tubos por onde o líquido circula. A energia não se perde durante o aquecimento muito rápido, portanto, como afirmam os fabricantes, a eficiência é próxima de 100%.

Como resultado da autoindução, a caldeira gera adicionalmente uma potência reativa de magnitude significativa. Isso aumenta a eficiência econômica do equipamento. Qualquer fluido térmico pode ser utilizado no sistema — tanto água quanto anticongelante, óleo, glicerina. O custo das caldeiras deste tipo é bastante alto, mas, se desejar, é possível construir uma caldeira de indução com as próprias mãos.

O sistema de aquecimento com caldeira de indução, além do próprio aquecedor, inclui:

• bomba de circulação;
• tanque de membrana;
• radiadores de aquecimento e, às vezes, piso aquecido;
• grupo de segurança;
• controle remoto.

A caldeira é montada na posição vertical. A distância mínima para objetos próximos deve ser de 0,3 m nas laterais e 0,8 m na parte inferior e superior. Ela só é ligada quando o sistema está cheio e verificado quanto à presença de ar. Também é necessário aterrar tanto a própria caldeira quanto os componentes do sistema: controlador, bomba e outros elementos.

Opção #2 — aquecimento com convectores elétricos

Visualmente, o convector é como um radiador, instalado sob a janela ou na parede. Mas no seu interior existem resistências elétricas. O projeto permite a entrada de ar frio por baixo. No interior, o ar é aquecido e sai pela grade superior.

O usuário define o regime de temperatura. Os termostatos integrados no convector controlam a temperatura e desligam o aparelho quando ela atinge o valor definido. A vantagem do aquecimento com convectores é a ausência de um sistema complexo com tubulações e «bônus» como congelamento ou vazamentos.

Existem modelos de convectores com classe de proteção IP-24. Eles são projetados para instalação em ambientes úmidos. A classe IP-21 é adequada para ambientes com condições normais.

Como esses aquecedores não possuem elementos expostos e o painel externo aquece ligeiramente, eles são totalmente seguros. Funcionam silenciosamente e o design permite usá-los sem danificar o interior. São produzidos convectores móveis e fixos, permitindo criar zonas confortáveis com eles.

Apresentamos a classificação dos melhores fabricantes de convectores elétricos para aquecimento doméstico e recomendações de seleção neste artigo.

Opção #3 — aquecimento da casa com piso aquecido

Também é possível aquecer uma casa particular com eletricidade usando piso aquecido.

Eles são produzidos em várias versões:

1. Cabos unipolares ou bipolares. Geralmente são colocados na argamassa, que então acumula calor e o libera para a atmosfera circundante.
2. Na forma de mantas de aquecimento. É essencialmente o mesmo cabo, mas disposto em uma malha de fibra de vidro. Para sua instalação, a colocação de argamassa não é obrigatória.

O design do piso aquecido prevê a presença de termossensores. O modo de aquecimento é mantido automaticamente após o ajuste preliminar da temperatura. O ambiente é aquecido uniformemente.

Informações detalhadas sobre a instalação das versões de cabo e filme do piso aquecido são apresentadas no seguinte artigo.

Opção #4 — aquecimento infravermelho dos ambientes

As ondas de espectro longo transmitidas pelo aquecedor infravermelho criam um microclima confortável. Ele primeiro aquece tudo o que está no ambiente, e só então o excesso de calor vai para o ar. O calor se concentra perto do chão, não no topo, como no aquecimento por convector. Este modo é mais favorável para todos os habitantes da casa, incluindo as plantas.

Existem 3 tipos de aquecedores IV:

• de teto;
• de chão;
• de parede.

Os primeiros podem se tornar um elemento do teto suspenso, e se o IV for colocado acima da janela, ele cortará o ar frio. A direção da radiação é ajustada por meio de suportes especiais.

Os modelos de piso são móveis. Podem ser movidos para qualquer lugar desejado, levados para áreas externas. Os IV de parede participam da criação do interior. Podem se disfarçar como painéis, quadros, luminárias de parede.

Os mais convenientes para uso são os PLEN ou aquecedores elétricos de filme. Consistem em tiras de filme transparente resistente ao calor com espessura máxima de 0,4 mm em diferentes tamanhos. Os emissores são colocados entre camadas de plástico e conectados entre si por meio de barramentos condutores de cobre.

A eficiência dos aquecedores de filme PLEN está entre 95% e 98%. O filme é colocado no teto, no piso sob o revestimento de acabamento e até mesmo sob o carpete.

O filme é às vezes usado como piso aquecido sem argamassa. Ele próprio aquece em média até 50°, portanto não pode queimar ou causar incêndio. As desvantagens do aquecedor infravermelho incluem seu brilho constante.

Gás para aquecimento da casa

Este tipo de aquecimento lidera tanto em popularidade quanto em custo. O gás natural é especialmente vantajoso nesse aspecto, mas nem sempre está disponível em locais de condomínios rurais. Considerando esse caso, uma boa solução para o aquecimento a gás de uma casa de campo é o uso de reservatórios de gás (gasholders). Esta opção não é a mais barata, mas ainda assim é mais barata que a eletricidade.

Para a instalação do sistema de aquecimento, é necessário um projeto, após a aprovação do qual se escolhe a caldeira.

Nesse processo, consideram-se vários fatores:

1. Finalidade. A caldeira pode ser usada exclusivamente para aquecimento, e nesse caso, um modelo de circuito único é adequado. Quando é necessário fornecer água quente, escolhe-se uma caldeira de dois circuitos.
2. Método de instalação. Para casas com área não superior a 200 m², o modelo de parede é adequado. Para construções maiores, é necessária uma caldeira de piso.
3. Tipo de trocador de calor. Ele é feito de aço, ferro fundido ou cobre. Em caldeiras de parede, o cobre é mais comum; nas de piso, ferro fundido e aço. Estes últimos são mais resistentes.
4. Saída de fumaça. Geralmente, ela sai pela chaminé, que cria uma tiragem natural.

Se o sistema de aquecimento estiver conectado a cilindros cheios de propano-butano, é possível usar as mesmas caldeiras de linha após uma pequena modernização. Aqui, basta trocar o queimador, que muitas vezes já vem incluso.

A conexão dos cilindros à caldeira é feita por meio de um regulador de pressão, projetado para um consumo de 1,8 a 2 m³ de gás por hora. Ao usar vários cilindros, eles são conectados através de um regulador comum ou um separado para cada unidade.

Para extrair o máximo de gás do cilindro, é necessário adquirir uma caldeira com menor indicador de pressão de gás.

A melhor saída é conectar vários cilindros. Dessa forma, é possível trocar as fontes de abastecimento de gás com menos frequência. A pressão nessa tubulação de gás é sempre estável, e isso é uma grande vantagem do abastecimento autônomo de gás.

A opção de usar gás como combustível é a que mais lhe atrai? Nesse caso, recomendamos que conheça as informações detalhadas sobre gaseificação autônoma de uma casa particular.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Opção econômica de aquecimento autônomo:

Com informações suficientes sobre diferentes formas de aquecimento de uma casa de campo, é possível escolher a opção mais adequada. Além disso, em um mesmo edifício, é permitida a combinação de diferentes tipos. Uma boa solução é a caldeira multicombustível, que permite utilizar os tipos de combustível disponíveis da forma mais eficiente.

Está escolhendo a opção de aquecimento adequada com base no tipo de combustível mais disponível na sua região? Ficou com alguma dúvida após ler nosso artigo? Ou deseja complementar o material com informações úteis? Faça perguntas, escreva seus conselhos e observações – sua opinião é importante para nós.