Aquecedor de água para ventilação de insuflação: tipos, funcionamento, visão geral de modelos

Para resolver questões de troca de ar em casas particulares e edifícios industriais, juntamente com ventiladores, são utilizados aparelhos que aquecem ou resfriam o ar que vem da rua. Isso ajuda a melhorar as características do microclima interno e aumentar o nível de conforto.

Um dos dispositivos econômicos e acessíveis é o calorífero de água para ventilação de insuflação, mais conhecido pelos moradores das regiões do norte. Com nosso material, você aprenderá sobre os princípios de funcionamento e as características construtivas deste tipo de equipamento. Também falaremos detalhadamente sobre vários modelos populares de caloríferos para ventilação.

Tipos de caloríferos de água para ventilação

Observamos desde já que os aparelhos utilizados para aquecimento de ar em sistemas de ventilação e aquecimento de ar podem funcionar não apenas com água.

Distinguem-se quatro tipos de caloríferos, que diferem pelo método de aquecimento do fluido térmico:

• a fogo;
• a água;
• a vapor;
• elétricas.

Os modelos a água são os mais populares devido ao custo acessível e aos mínimos custos de manutenção. A única dificuldade diz respeito à instalação, na qual é necessário conectar as tubulações de abastecimento de água.

Por esse motivo, não é possível instalar o aparelho em apartamentos urbanos, mas em edifícios grandes (por exemplo, armazéns, garagens, estabelecimentos de alimentação pública) o sistema com a correta ligação do aquecedor é bastante eficaz.

Instalação para aquecimento de ar em salas de grande área, composta por um aquecedor de água e um ventilador radial. Serve para criar cortinas de ar quente e ventilar o ar em edifícios de escritórios, lojas e oficinas.

A característica distintiva dos aparelhos a vapor é a alta velocidade para atingir a temperatura necessária. Eles são relevantes para empresas industriais, onde é fácil garantir a instalação e manutenção de tubos de vapor; para residências particulares, o uso não é aconselhável.

Se for necessária uma instalação rápida, sem complicações de conexões, são utilizados modelos de aquecedores elétricos para ventilação de insuflação. Para sua operação, basta um ponto de alimentação protegido. Não existe portador de calor propriamente dito, os TENs servem como elementos de aquecimento. Como qualquer aparelho elétrico, eles são desvantajosos do ponto de vista financeiro.

O equipamento de aquecimento a água, utilizado em sistemas de ventilação, – é a opção mais econômica e produtiva, capaz de aquecer rapidamente um grande espaço com custos mínimos.

Princípio de funcionamento e características construtivas

Dispositivos universais que funcionam com água são instalados em locais com sistema de fornecimento de calor bem estabelecido. Uma solução de projeto simples, mas bastante eficaz, permite aquecer o ar em uma faixa de +70 °C a +100 °C e é relevante para hangares, academias, supermercados, estufas, armazéns, grandes pavilhões – ou seja, espaços volumosos que necessitam de aquecimento adicional.

Exemplo de uso do aquecedor de ar VOLCANO em estufa. O aquecimento é realizado pela distribuição de ar quente (temperatura da água – +90°C) através de um ventilador e persianas ajustáveis.

Se você já usou um aquecedor térmico doméstico, entenderá facilmente o princípio de funcionamento de um dispositivo a água. Ele também aquece o ar, mas o papel da bobina elétrica, encerrada em um pequeno invólucro, é desempenhado por um conjunto de tubos metálicos por onde circula o fluido térmico aquecido.

O processo de aquecimento é o seguinte:

• a água quente, aquecida até a temperatura necessária (em média de +80 °C a +180 °C), flui dos tubos de aquecimento para o trocador de calor, composto por pequenos tubos de alumínio, aço, bimetálicos ou cobre;
• os tubos aquecem o ar que passa pelo aparelho;
• o ventilador embutido distribui o ar aquecido pelo ambiente e estimula seu movimento na direção oposta – em direção ao aparelho.

Não é necessário aquecer a água propositalmente, pois ela faz parte do sistema de aquecimento, resultando em uma economia significativa.

Estrutura do aquecedor de duto de água tipo 60-35-2 em aço galvanizado, destinado a sistemas de ventilação e ar condicionado. Dimensão típica do duto de ar – 60 cm x 35 cm, número de fileiras – 2, pressão máxima de trabalho – 1,5 MPa, temperatura máxima do fluido de aquecimento – +170 °C

O esquema de um calorífero de água padrão é um híbrido de trocador de calor, ventilador e convector. É eficaz para aquecer grandes espaços industriais e, com a escolha correta da tubulação, também para chalés com um sistema de ventilação bem estabelecido.

Prós e contras do uso

Se a empresa possui seu próprio sistema de fornecimento de calor, o uso de caloríferos para ventilação de insuflação de ambientes industriais é extremamente rentável.

Conjunto de aquecedores ventiladores de água para atender um depósito. Caloríferos com fluxo de ar de 5200 m³/h e temperatura do fluido de aquecimento de +130 °C aquecem o ar e mantêm a temperatura definida.

Vantagens dos dispositivos conectados a um sistema centralizado:

• instalação simples, sem diferença de complexidade em relação à montagem de tubos de aquecimento;
• aquecimento rápido de um ambiente amplo;
• segurança de operação de todos os componentes;
• possibilidade de ajustar o fluxo de ar aquecido;
• design industrial austero.

Mas a principal vantagem é a ausência de investimentos financeiros regulares – o pagamento ocorre apenas na compra de novos equipamentos.

Preços atuais dos caloríferos bimetálicos de água KSK fabricados pela empresa de Novosibirsk «T.S.T», que produz equipamentos térmicos. O preço final depende da configuração básica e das características técnicas.

O principal apontamento como desvantagem é a impossibilidade de usar modelos a água em ambientes domésticos, especialmente em condições de moradia urbana. A alternativa é o uso de aparelhos elétricos.

Outro detalhe diz respeito a temperaturas negativas: o equipamento deve ser instalado em ambientes onde o limite mínimo não caia abaixo de 0 °C.

Na estrutura do calorífero de água praticamente não há peças de desgaste rápido. Elas raramente falham e exigem reparos sérios, o que também deve ser incluído no “conjunto” de vantagens do equipamento.

Aplicação do equipamento de água

O calorífero é um componente ativo da ventilação de insuflação e possui suas particularidades de instalação, operação e manutenção. Para entender a conexão e o funcionamento do dispositivo, os diagramas de interligação e o manual de instalação ajudarão.

Esquemas dos conjuntos de conexão

A localização dos componentes depende do local de instalação, do esquema de troca de ar e das características técnicas do equipamento. São possíveis várias opções de montagem, sendo a mais popular a mistura do ar de recirculação com o ar de insuflação.

Um sistema fechado, que pressupõe apenas a recirculação das massas de ar no interior do ambiente, é usado com menos frequência.

Mais opções para a instalação do dispositivo surgem se a ventilação natural estiver bem estabelecida. O calorífero pode ser conectado ao sistema de aquecimento diretamente no ponto de captação de ar, que geralmente fica no porão.

Na presença de ventilação forçada, a instalação do dispositivo de aquecimento pode ser realizada em qualquer local conveniente.

Diagrama de interligação dos componentes do calorífero para ventilação de insuflação. Válvulas esfera instaladas na entrada e na saída permitem interromper o fluxo de água, e o termomanômetro permite controlar a temperatura e a pressão.

A demanda por sistemas de troca de ar fez com que algumas empresas passassem a produzir modelos prontos de componentes de interligação em várias configurações.

São conjuntos destinados à montagem e que incluem os seguintes componentes:

• válvulas de balanceamento e de retenção;
• bombas;
• bypasses, válvulas esfera;
• válvulas de duas ou três vias;
• manômetros;
• filtros de limpeza.

Um exemplo de fabricação integrada de componentes é a produção da empresa «Integração» (São Petersburgo).

Diagrama esquemático de interligação da unidade de ventilação do tipo «SOLID», que permite controlar o funcionamento do dispositivo de aquecimento e manter uma temperatura específica no ambiente.

Com base nas condições técnicas de instalação e nas necessidades do usuário, existem várias combinações comuns de disposição dos componentes nos conjuntos.

Nos diagramas a seguir, são demonstradas quatro configurações populares:

As denominações para os quatro esquemas de conexão apresentados são comuns: 1 – válvula esférica; 2 – filtro; 3 – válvula de três vias; 4 – bomba de circulação; 5 – válvula de retenção; 6 – termomanômetro

Nas versões 1 e 3, os conjuntos são conectados de forma rígida; nas versões 2 e 4, através de mangueiras metálicas flexíveis.

Ajuste do processo de aquecimento

Para regular a potência térmica dos dispositivos de aquecimento de ar, utilizam-se unidades de mistura com válvula de três vias. Graças ao princípio de mistura, é possível reduzir significativamente os custos de aquecimento do ambiente.

A válvula de três vias permite reduzir a temperatura do fluido térmico ao misturar na água quente que entra no calorífero uma certa quantidade de líquido resfriado proveniente do trocador de calor.

A instalação de bomba de circulação aumenta a eficiência do sistema. É preferível instalá-la na saída, pois a água resfriada (ou a alternativa – solução de glicol) prolonga a vida útil do equipamento.

Existem várias condições importantes para a operação do equipamento de mistura:

• máxima proximidade ao calorífero;
• acessibilidade para manutenção técnica;
• fluido térmico filtrado, sem inclusões químicas;
• temperatura do ar no ambiente acima de 0 °C.

As características técnicas dos dispositivos podem variar, mas em média a temperatura recomendada do fluido térmico é de +2 °C a +150 °C. Para o controle regular dos indicadores, recomenda-se instalar dois termomanômetros próximos ao trocador de calor.

Modelo de unidade de mistura para calorífero a água. Essencialmente, é uma das opções de conexão com possibilidade de ajuste de temperatura e controle de sua variação.

O ajuste da válvula de três vias é realizado por meio de um atuador e um controlador. Os instrumentos de medição permitem definir a temperatura necessária com a máxima precisão e alterar a pressão.

Características da instalação e conexão

Para a instalação de caloríferos em oficinas de produção ou outros locais industriais, contrata-se uma equipe de especialistas. Dispositivos domésticos podem ser conectados por conta própria, se seguir claramente as instruções e tiver habilidades para trabalhar com aparelhos elétricos e de aquecimento.

Para quem instalou pessoalmente um sistema de aquecimento em casa, a montagem de um aquecedor de ar parecerá uma brincadeira de criança.

Os modelos domésticos se diferenciam por pequenos volumes e peso relativamente leve, mas antes de pendurá-los na parede (ou teto), deve-se verificar a resistência da base. Consideram-se mais resistentes as paredes de concreto e tijolo; moderadamente adequadas, as de madeira; e as mais fracas, as de gesso acartonado (drywall).

Primeiramente, fixa-se a estrutura metálica – um suporte com furos para a fixação do corpo. Em alguns fabricantes, a estrutura é chamada de console de montagem.

Local de montagem do calorífero de duto para ventilação de insuflação no sistema de troca de ar. Se existir possibilidade de queda de temperatura abaixo do normal, é obrigatória a instalação de um termostato de proteção contra congelamento.

Suspende-se o corpo do calorífero e conectam-se os tubos alternadamente com o conjunto de válvulas de bloqueio ou uma unidade de mistura, que pode ser parcialmente instalada antes da montagem do aparelho.

A conexão ao sistema de aquecimento é feita de duas maneiras: através do uso de conexões (luvas com juntas) ou soldagem de tubos metálicos. O segundo método é considerado o mais confiável, mas não é possível em conexões flexíveis.

Uma das áreas mais fracas são as conexões do trocador de calor, às quais é necessário garantir estabilidade. Se houver risco de alteração da posição do aparelho, é melhor substituir os tubos rígidos por elementos flexíveis. Em qualquer caso, deve-se evitar a carga sobre as conexões. Para garantir a isolação do sistema e evitar vazamentos, as juntas são tratadas com selante.

Se o calorífero de água for instalado de forma permanente, ele é conectado com tubos rígidos. Se houver planejamento de realocação ou deslocamento, é melhor usar uma ligação flexível.

Antes do processo de teste, é necessário remover o ar dos dutos, verificar o funcionamento das válvulas e das persianas guias.

Regras de operação e possibilidade de reparo

Para que o equipamento funcione perfeitamente e cumpra plenamente suas funções, devem ser consideradas as seguintes regras:

• monitorar a composição do ar no ambiente (os requisitos de conformidade podem ser consultados na GOST 12.1.005-88);
• realizar a montagem estritamente de acordo com as instruções e conforme as recomendações do fabricante;
• não aumentar a temperatura do fluido de transferência de calor acima de +190 °C;
• observar as normas de pressão – cerca de 1,2 MPa;
• após o resfriamento do ambiente, realizar o aquecimento gradualmente, cerca de 30 °C por hora;
• monitorar para que a temperatura do ar não caia abaixo de 0 °C, caso contrário os tubos do trocador de calor podem estourar.

Se o calorífero for instalado em um ambiente com alta umidade, o grau de proteção contra poeira e umidade deve ser IP66 ou superior.

Não recomendamos realizar reparos por conta própria, pois uma falha geralmente leva a outra, e no final será necessário apenas substituir algumas peças. É melhor entrar em contato com uma central de assistência e confiar o trabalho a profissionais. Além disso, antes da compra, não ignore o cálculo da potência do calorífero, caso contrário há o risco de gastar dinheiro à toa.

Breve visão geral dos modelos modernos

Para ter uma ideia das marcas e modelos de caloríferos de água, vamos considerar alguns dispositivos de diferentes fabricantes.

Nº1 – caloríferos KSK

Caloríferos KSK-3, fabricados pela empresa ZAO T.S.T.

A linha de modelos de caloríferos a água KSK de produção nacional inclui dispositivos de 2/3/4 filas, diferenciando-se pelo desempenho e dimensões

Especificações técnicas:

• temperatura do fluido térmico na entrada (saída) – +150 °C (+70 °C);
• temperatura do ar na entrada – a partir de -20 °C;
• pressão de trabalho – 1,2 MPa;
• temperatura máxima – +190 °C;
• vida útil – 11 anos;
• vida operacional – 13.200 horas.

As partes externas são feitas de aço carbono, os elementos de aquecimento – de alumínio.

Nº2 – termoventiladores Volcano

O ventiloconvector a água Volcano mini é um dispositivo compacto da marca polonesa Volcano, caracterizado pela praticidade e design ergonômico. O ajuste da direção do fluxo de ar é feito por meio de persianas ajustáveis.

Um ventiloconvector Volcano mini é capaz de gerar tanto calor quanto uma dúzia de radiadores bimetálicos comuns compostos por dez seções

Especificações técnicas:

• potência na faixa de – 3-20 kW;
• vazão máxima – 2000 m³/h;
• tipo de trocador de calor – de duas filas;
• classe de proteção – IP 44;
• temperatura máxima do fluido térmico – 120 °C;
• pressão máxima de trabalho – 1,6 MPa;
• volume interno do trocador de calor – 1,12 l;
• persianas direcionadoras.

Os ventiloconvectores a água Volcano são projetados para aquecer o ar de ambientes domésticos e industriais por meio de fluido térmico de água.

Nº3 – caloríferos Galletti AREO

Calorífero Galletti AREO de fabricação italiana.

Os caloríferos a água da marca Galletti AREO são capazes de operar tanto para aquecimento de ambientes climatizados quanto para resfriamento do espaço em clima quente

Os modelos são equipados com ventilador, trocador de calor de cobre-alumínio e bandeja de drenagem.

Especificações técnicas:

• potência no modo de aquecimento – de 8 kW a 130 kW;
• potência no modo de resfriamento – de 3 kW a 40 kW;
• temperatura da água – +7 °C a +95 °C;
• temperatura do ar – de 10 °C a +40 °C;
• pressão de trabalho – 10 bar;
• número de velocidades do ventilador – 2/3;
• classe de segurança elétrica – IP 55;
• proteção do motor elétrico.

Além dos dispositivos das marcas listadas, no mercado de caloríferos e aerotermos a água, é possível encontrar modelos das seguintes marcas: Teplomash, 2VV, Fraccaro, Yahtec, Tecnoclima, Kroll, Pakole, Innovent, Remko, Zilon.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Visão geral do ventiloconvector a água da marca Volcano:

Detalhes sobre as características técnicas do modelo Ballu BHP-W-60:

Construção simples e instalação acessível para execução por conta própria são as razões pelas quais se escolhem caloríferos do tipo água. A escolha correta do dispositivo e a instalação adequada dos acessórios aumentarão a eficiência do sistema de ventilação e melhorarão o sistema de aquecimento de ambientes industriais e residenciais.

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