Caldeiras para aquecimento: qual a caldeira queima melhor?

Já com o primeiro tempo frio, temos de regressar à cidade – o nosso clima não é que possamos viver numa casa fria. Entretanto, aquecer a sua casa não é uma tarefa tão impossível, especialmente porque tudo o que precisa está disponível em grande variedade no mercado.

E tendo uma casa de campo quente, poderá ir lá passar um fim-de-semana em qualquer altura – independentemente da época do ano, e se a casa não estiver muito longe do seu trabalho, e até viver lá durante todo o ano.

O problema de criar um sistema de aquecimento para uma única casa não é novo. Mas enquanto no passado apenas dizia respeito a uma categoria limitada de proprietários de casas particulares que viviam principalmente no campo, agora que temos quase todas as dachas ou casas de campo, as poupanças são universais.

Além disso, com o advento dos queimadores turbo, que eliminam a necessidade de uma chaminé tradicional, foram também utilizados sistemas de aquecimento autónomos para um único apartamento em casas de vários andares, e os benefícios do sistema de aquecimento centralizado não são difíceis de explicar àqueles de nós que conhecem em primeira mão o aquecimento centralizado pouco fiável e inflexível.

E, como demonstram não só os cálculos dos peritos, mas também os exemplos concretos de aquecimento de apartamentos, realizados em alguns distritos de Lisboa e da região de Lisboa, a falta de custos de aquecimento do líquido refrigerante em tubagens de muitos quilómetros, além de estar em condições tão deploráveis que os acidentes se sucedem uns atrás dos outros, permite várias vezes mais poupanças. Poupanças, tanto como portador de energia, que é o bem público, como em consequência dos nossos custos individuais de aquecimento.

As possibilidades de um sistema líquido

Os sistemas de aquecimento mais comuns que permitem o aquecimento durante todo o ano de grandes instalações são os sistemas de aquecimento de líquidos com caldeiras de aquecimento. O princípio de funcionamento é simples: a energia libertada na caldeira durante a combustão do combustível ou devido ao elemento de aquecimento que é aquecido é transferida para o transportador de calor geralmente água que flui através de tubos para os radiadores instalados na sala .

Tal sistema é mais eficaz, e embora a sua instalação seja bastante complicada e cara, é simples e económico no seu funcionamento. Para comparação: a utilização de vários convectores eléctricos para aquecimento doméstico levará a custos de energia muito mais elevados, e mesmo aqui não se pode prescindir de trabalho adicional durante a instalação – devido à alta potência dos dispositivos necessários para aquecer toda a casa, a cablagem eléctrica terá certamente de ser mudada .

A propósito, pode fornecer água quente não só aos radiadores, mas também ao sistema de aquecimento por piso radiante, o que lhe permite alcançar a distribuição de temperatura mais eficiente. Outra vantagem importante do sistema é a capacidade de manter frescura e humidade numa sala porque a temperatura dos radiadores para não mencionar o “campo quente” não excede 50-70°C.

Para viver com todo o conforto, a casa, para além do sistema de aquecimento, deve ter um sistema de água quente ou seja, os mesmos serviços, para cujo fornecimento num apartamento da cidade nos é agora enviada uma factura separada com uma figura muito arrumada . Normalmente utiliza-se um aquecedor de água para produzir água quente, mas não se precisa de uma caldeira: a caldeira faz ambas.

É realizada de duas maneiras: ou utilizando uma caldeira de dois circuitos, representando 2 unidades de troca de calor estruturalmente ligadas uma unidade – para aquecimento, a outra – para água quente de serviço ou ligando uma caldeira de aquecimento de um circuito a um depósito de armazenamento integrado no dispositivo ou externamente .

Claro que a opção com uma caldeira de dois circuitos é mais compacta, mas é preciso ter em mente que para o abastecimento de água quente de vários pontos de selecção por exemplo, torneiras na cozinha e na casa de banho, chuveiro , mesmo com uma caldeira de dois circuitos não pode passar sem uma caldeira de armazenamento.

A caldeira é o coração do sistema

Obviamente, a caldeira está no coração do sistema. As ideias daqueles para quem uma caldeira está associada a algo muito grande e certamente encardido, há muito que se tornaram ultrapassadas: o moderno design ergonómico e compacto de uma caldeira permite encontrar um lugar para ela numa sala sem muito esforço, e uma caldeira de parede pela aparência por vezes nem sequer pode ser distinguida de um aquecedor de água. Se não tiver espaço suficiente, pode escolher um modelo concebido para instalação no exterior tais caldeiras podem funcionar a uma temperatura exterior até -15°C .

Diferentes fontes de energia

Embora as caldeiras possam funcionar com vários combustíveis, nem todas elas estão disponíveis. Assim, na área onde não existe rede de electricidade ou gás, a única escolha é entre combustível sólido carvão, madeira, turfa ou líquido gasóleo . Caldeiras baseadas em combustível sólido, têm baixa eficiência e não são muito fáceis de usar o combustível tem de ser alimentado manualmente , por isso não são muito populares.

Ao contrário das caldeiras de combustível sólido, as caldeiras a óleo têm uma eficiência até 92%, mas a sua utilização é limitada pelo custo relativamente elevado arranque e manutenção e complexidades de instalação e manutenção: é necessário obter a aprovação da inspecção de incêndio, equipar uma sala separada com um sistema de extracção, instalar sistemas de fornecimento e limpeza de combustível e limpar regularmente a caldeira das cinzas e fuligem. Pode facilmente substituir o queimador a óleo por um queimador a gás – pode utilizar esta caldeira mesmo que haja um fornecimento de gás na área.

O gás é a forma mais barata de energia, e as caldeiras a gás podem ter uma produção ilimitada e são altamente eficientes. Para a sua instalação requer também autorização do serviço de gás e uma sala especial com uma área não inferior a 8 m2 com uma janela e saída para a rua, e a própria caldeira deve estar equipada com um automático, o que evitará a fuga de gás.

Uma caldeira eléctrica não necessita de uma sala separada, uma vez que a energia necessária para aquecimento não é libertada pela combustão, mas pela passagem da corrente através do elemento de aquecimento, a sua ligação necessitará de cablagem eléctrica reforçada separada, e para saídas acima de 9 kW, a ligação só é permitida a uma rede trifásica.

As caldeiras eléctricas são seguras, ecológicas e fáceis de utilizar, mas a capacidade da caldeira devido ao elevado custo da energia não excede os 15 kW, e o elemento de aquecimento tem uma vida útil limitada.

Podemos também mencionar as caldeiras combinadas que funcionam com diferentes tipos de combustível, mas isto talvez seja apenas por uma questão de exaustividade, porque não há necessidade especial de trabalhar com diferentes tipos de combustível, e o custo de tais caldeiras, tanto no arranque como no funcionamento, é muito elevado.

Primeiro é necessário determinar

A vasta gama de modelos de caldeiras no mercado permite a todos fazer a melhor escolha. Mas primeiro, é preciso determinar o que precisa, dependendo das condições específicas e das suas necessidades: tipo de combustível, espaço aquecido, número de pontos de venda.

Vamos calcular a produção

Para estimar a potência necessária para aquecer a sala, pode utilizar a relação simples segundo a qual o aquecimento de 1 m2 de área requer 100 watts. Naturalmente, esta é apenas uma estimativa aproximada baseada no pressuposto de que a sala está bem isolada e não tem mais de 3 metros de altura. Para salas com várias janelas, esquinas ou adjacentes à sala não aquecida, são necessários pelo menos 150 Watt por 1 m2, mas os cálculos exactos devem ser feitos por profissionais.

As caldeiras com potência entre 20 e 45 kW, que correspondem ao tamanho típico da maioria das casas particulares, são as mais populares no nosso país. São principalmente caldeiras a gás que podem ser montadas na parede ou no chão.

Caldeiras eléctricas a gás de parede que não ocupam a área do chão e são facilmente colocadas na cozinha ou casa de banho – de 10 a 35 kW, o que é mais do que suficiente para criar um ambiente confortável na área do quarto de 50-350 m2.

As caldeiras a gás de chão, pelo contrário, necessitam de espaço adicional para instalação, mas esta desvantagem é mais do que compensada pela sua alta potência que atinge 60-80 kW.

Quanta água quente é necessária para conforto total?

Se vai matar dois pássaros com uma caldeira, ou seja, resolver ambas as tarefas – aquecer a sua casa e fornecer-lhe água quente, deve também estimar a quantidade de água quente de que vai precisar.

As caldeiras a gás de dois circuitos que funcionam em modo de fluxo têm uma capacidade t. e. Número de litros de água aquecida em 1 minuto de 10 a 20 l/min. – Este fluxo é suficiente não só para lavar a louça e a lavagem, mas também para tomar banho para sua informação: um jacto de água da torneira flui à velocidade de 6-7 l/min . .

No entanto, ao optar por um sistema de preparação de água quente, não se esqueça de recalcular a produção: será agora determinada pelo mais alto dos dois componentes – aquecimento e aquecimento de água quente.

A regra de cálculo da produção necessária para o aquecimento em modo de fluxo é também muito simples: a produção é aproximadamente igual ao dobro da produção quando se aquece água a 25°C e três vezes quando se aquece água a 35°C tendo em conta que a água quente utilizável tem uma temperatura de cerca de 40°C e que a temperatura da água fria difere de estação para estação .

Na prática, uma caldeira dupla é concebida para que o sistema de aquecimento seja desligado durante a preparação da água quente. Este chamado “esquema de prioridade de água quente” não causa qualquer inconveniente ao utilizador: o sistema de aquecimento é tão inerte que não é possível desligar o seu aquecimento durante um curto período de tempo.

Se o seu “apetite” é tão grande que quer água quente em todas as torneiras ao mesmo tempo, é preferível, como já mencionado, ter uma caldeira com uma caldeira integrada ou externa de armazenamento, armazenando uma reserva de água quente preparada antecipadamente. As caldeiras murais estão também equipadas com caldeiras, enquanto as caldeiras a gás de chão têm normalmente uma caldeira integrada com uma capacidade de 60-150 litros que permite encher rapidamente um banho ou permanecer sob um abundante spray de duche.

Características das caldeiras a gás

Uma caldeira é um aparelho muito complexo e a sua concepção difere consideravelmente em função do combustível utilizado. No que se segue, vamos concentrar-nos apenas nas caldeiras a gás – o tipo mais comum graças a muitas vantagens – combustível barato e sem problemas com o transporte e armazenamento de combustível, alta eficiência e alto rendimento. No entanto, mesmo com esta limitação, a escolha de um modelo adequado continua a ser muito difícil devido às muitas diferenças nos componentes, materiais, sistemas de controlo e monitorização.

Materiais

Os corpos das caldeiras são feitos de ferro fundido ou aço. O ferro fundido é altamente resistente à corrosão e a sua alta condutividade térmica assegura que o calor é transferido para a água uniformemente em toda a superfície da caldeira.

No entanto, o ferro fundido não é suficientemente elástico, pelo que não tolera flutuações de altas temperaturas, bem como baixa qualidade da água. As caldeiras de ferro fundido têm uma estrutura seccional que facilita o transporte e a instalação, e é fácil de manter. As caldeiras de aço são flexíveis o que garante a sua fiabilidade, são mais leves e mais baratas que as caldeiras de ferro fundido, mas a corrosão é uma ameaça constante.

O ferro fundido é também utilizado no fabrico do permutador de calor, mas os permutadores de calor de cobre aquecem mais rapidamente a baixa inércia deve-se ao maior coeficiente de condutividade térmica entre os materiais utilizados na construção de caldeiras .

Para protecção contra a corrosão, as superfícies dos permutadores de calor de cobre são revestidas com um composto especial e a insuficiente resistência térmica do cobre que por vezes leva à queima é ultrapassada através da aplicação de revestimentos de silicone e alumínio. Os permutadores de calor em aço inoxidável também são frequentemente utilizados.

unidades

O nó mais importante, que produz a energia fornecida ao meio de aquecimento, é a câmara de combustão, que pode ser aberta ou fechada. Numa câmara aberta, o ar necessário para manter o processo de combustão é retirado directamente da sala em que a caldeira está instalada, e os produtos de combustão são esgotados através de uma chaminé tradicional sob a influência da caldeira natural produzida devido à sua temperatura mais elevada em comparação com o ar ambiente. A sala em que a caldeira com câmara de combustão fechada deve ter um fluxo de ar constante, porque a combustão de 1 metro cúbico de gás natural requer 12-15 metros cúbicos de ar.

Numa câmara fechada – o calado é forçado: a saída dos produtos de combustão e a entrada de ar é efectuada com a ajuda de um ventilador incorporado através do sistema de escape e a entrada de ar que entra na parede tal sistema pode consistir em dois tubos separados ou coaxial, quando um tubo está dentro do outro . Neste caso, não é utilizado ar ambiente, pelo que não há necessidade de fornecimento adicional, e o mais importante, não é queimado o oxigénio contido no ar ambiente. É mais fácil fazer uma chaminé coaxial deste tipo, mas devemos lembrar que ela não funciona sem electricidade.

a escolha do tipo de câmara depende da situação individual: se a caldeira for instalada numa sala já equipada com uma chaminé, é mais fácil e mais barato utilizar uma caldeira com uma câmara de combustão aberta; se não houver chaminé, é preferível a caldeira com uma câmara de combustão fechada.

Existem dois tipos de queimador: atmosférico ou de ar forçado ventilador ou turbo queimador . Nos queimadores atmosféricos, a corrente de ar natural da chaminé é responsável pela mistura de ar e gás fornecida sob a pressão do gás principal. No caso da sobrealimentada, o gás é misturado com o ar ventilado e as caldeiras equipadas com tais caldeiras emitem um ruído característico, que pode ser facilmente resolvido através da instalação de isolamento acústico.

Controlo

As modernas caldeiras a gás equipadas com vários dispositivos automáticos são muito fáceis de controlar. A caldeira é iniciada por piezo ou ignição eléctrica. No primeiro caso, basta premir o botão no painel de controlo para acender a caldeira. A ignição eléctrica arranca e pára automaticamente a caldeira quando o fornecimento de gás ou o seu corte ocorre.

O caudal de gás no queimador modulante utilizado na maioria das caldeiras modernas é controlado pelo fluxo de água de modo a que a temperatura do fluxo de saída permaneça constante independentemente da pressão na rede de distribuição de água e da existência ou não de torneiras abertas.

O controlo da potência do queimador, que permite uma potência infinitamente variável de 30-40% a 100%, não só melhora o conforto, mas também reduz a probabilidade de escalada no permutador de calor, cujo crescimento aumenta acentuadamente quando a temperatura da água atinge os 65 graus. Na prática, se a caldeira funcionar com a potência máxima quando aquece água, reduz automaticamente a sua potência quando é necessário manter a temperatura no nível desejado. Isto, por sua vez, reduz a frequência de ligar e desligar a caldeira, o que tem um efeito significativo no aumento da vida útil da caldeira.

A temperatura da água é definida pelo termóstato incorporado no sistema que regula o aquecimento em ambos os circuitos. No entanto, devido à inércia do sistema, a temperatura do circuito de aquecimento é melhor definida utilizando um termóstato ambiente adicional que corrige automaticamente a saída da caldeira de acordo com a variação da temperatura ambiente.

No entanto, a solução óptima é utilizar o sistema automático controlado pelo tempo que funciona de acordo com um sinal de um sensor externo para que a temperatura na sala seja sempre a melhor possível, independentemente do que se esteja a passar no exterior e sem qualquer esforço da nossa parte. Além disso, as poupanças reais de gás que podem ser conseguidas desta forma acabam por ser bastante significativas.

Segurança

Um sistema de segurança serve tanto para a segurança do utilizador como para a protecção dos componentes da caldeira.

A máxima segurança operacional para o utilizador é garantida por dois sistemas de controlo: sensor de corrente de ar e controlo de ionização de chamas. O indicador de calado assegura que o gás de combustão é totalmente evacuado e se, por qualquer razão obstrução da chaminé ou falha do ventilador isto não ocorrer, o fornecimento de gás é imediatamente interrompido.

O sistema reagirá da mesma maneira se o queimador não se incendiar ou se apagar. Não importa se devido a falta de água no sistema ou devido a uma bomba avariada que não fornece o caudal necessário.

É possível separar as causas numa situação não perigosa com o sistema de autodiagnóstico electrónico, que é de ajuda significativa na identificação de até 10 tipos de possíveis falhas: sem bloqueio de fornecimento de gás e produtos de combustão, sem água ou sobreaquecimento no sistema de aquecimento, um sensor de temperatura defeituoso num ou em ambos os circuitos..

Para um funcionamento sem problemas de todos os componentes da caldeira, estão disponíveis várias medidas de protecção. O sobreaquecimento da água e dos permutadores é controlado pelo termóstato de segurança que desliga o sistema de aquecimento quando a temperatura crítica é excedida; caso contrário, se a temperatura descer demasiado e a água no sistema congelar, a caldeira é automaticamente aquecida.

A pressão da água é controlada por um interruptor de pressão que é activado em caso de pressão inadequada e por uma válvula de segurança que evita a pressão excessiva no circuito de aquecimento. Para evitar que os depósitos de calcário bloqueiem a bomba e a válvula de três vias, a água passa pelo sistema a cada 24 horas; é utilizada uma protecção electrónica ou tratamento magnético da água para evitar a formação de calcário, e é instalado um filtro na entrada de água fria para reter quaisquer sólidos em suspensão presentes na água. E para evitar que a electrónica da caldeira seja accionada por fontes estranhas, abundantes em todas as casas, é instalado um filtro de interferência rádio.

Adaptação às condições russas

Uma vez que a grande maioria das caldeiras no mercado são de “origem estrangeira”, é muito importante que sejam adaptadas às condições em que serão operadas no nosso país.

Em primeiro lugar, diz respeito à pressão do gás na rede. O facto é que enquanto a maioria dos dispositivos dos fabricantes europeus são testados a uma pressão nominal de gás de 18-20 mbar, adoptou-nos o valor da pressão nominal – 13 mbar e por vezes é metade do valor . A caldeira não desenvolverá a sua potência nominal a tal pressão, o que significa que não é adequada para a área para a qual foi concebida.

No entanto, quando devidamente afinada e a 13 mbar, a caldeira atinge uma capacidade de pelo menos 90% da sua produção máxima. Além disso, alguns modelos acendem de forma estável e funcionam mesmo quando a pressão cai para 2 mbar, o que acontece frequentemente nas nossas redes de gás instáveis.

Infelizmente, as flutuações são também características do abastecimento de água e electricidade, pelo que a adaptação das caldeiras deve também ter em conta a instabilidade destes parâmetros. Muitos problemas são causados pela baixa qualidade da água: as caldeiras devem ser equipadas não só com filtros para limpeza de impurezas, mas também com sistema anti-sal.

E a última coisa a ter em conta é a dimensão dos elementos de transição e das ligações utilizadas na ligação e instalação dos aparelhos. A não conformidade dos aparelhos importados com as normas russas obrigará o comprador a fazer soldadura complexa, insegura e dispendiosa.