“Se ler a palavra ‘búfalo’ na gaiola de um elefante, não acredite nos seus olhos”, disse Kozma Prutkov. Mas acreditamos. A publicidade moderna é tão engenhosa, que até os próprios olhos por vezes falham. Mas há muito sobre um produto, especialmente um tecnicamente sofisticado, que é simplesmente impossível de ver. Tem de confiar no que está escrito. Hoje vamos tentar abrir os nossos olhos aos aquecedores de água indirectos. Apesar do nosso desejo de revestir e publicitar os nossos produtos, tentaremos ser o mais objectivos possível e basear as nossas explicações em factos.
De acordo com a revista:
Notícias EVAN nº 3 19
Base objectiva
Para alcançar este objectivo – uma avaliação objectiva – no segundo trimestre de 2023, EVAN JSC encomendou testes de aquecedores de água indirectos aos principais fabricantes, os quais estão mais amplamente disponíveis no mercado Português. A norma EN 12897:2006 AQS para cilindros de água quente fechados indirectos foi utilizada como base para o teste.
6 aquecedores de água na gama de 200 litros de capacidade foram postos à prova. Estes incluem o Mega W-E-220 da NIBE.81 e VLM 220 KS, bem como aquecedores de água indirectos dos fabricantes mais conhecidos no mercado Português. O aquecedor de água indirecto está estruturalmente disponível em várias variantes. O primeiro e mais moderno aparelho, a bobina, é o permutador de calor mais comummente utilizado.
Neste caso, o depósito do aquecedor de água, que está cheio de água doméstica, tem uma serpentina através da qual flui o fluido térmico quente. A energia do meio de aquecimento é transferida para o tanque através das paredes da bobina e aquece a água. Cinco dos aquecedores de água testados, incluindo os aparelhos NIBE, foram concebidos de acordo com este princípio.
Ao longo dos últimos anos na Portugal estão a ganhar popularidade os indirectos, feitos pela tecnologia “tanque no tanque”. Neste caso, o cilindro de AQS é colocado dentro de um tanque cheio de fluido térmico. A água no tanque interno é aquecida devido à transferência de energia – transportada do meio de transferência de calor através das paredes do tanque. Este modelo de cilindro exposição A também foi testado.
Pessoal, Normas e Instrumentos de Medição
Pessoal: VTT Timo Nordblum, um especialista em testes licenciado
Normas: Baseado na EN 12897:2006 cilindro de AQS para aquecedores de água de armazenamento fechado
Aquisição de dados e controlo de válvulas solenóides: Datataker-85, s: no 095033
Medição de temperatura: termopares do tipo K, + -1°C
Medição do fluxo de água doméstica : Krohne Optiflux 1000 sensor de fluxo DN15, Krohne IFC 050 conversor de sinal, ± ; 0,4 %
Fluxo de carregamento: ZENNER DE-13-MI001-PTB001
Um tanque não é como um tanque
Antes de chegarmos aos valores medidos, vamos primeiro analisar o desempenho declarado do fabricante. O que os compradores procuram primeiro num aquecedor de água? Certamente sobre o volume do tanque. Afinal de contas, é o volume que determina a quantidade de água quente disponível sem reabastecimento adicional. O volume do tanque parece ser um valor que não pode ser escondido. Além disso, todos os fabricantes incluem este valor no nome do modelo.
Vamos dar uma vista de olhos aos nossos sujeitos de teste. Todos os modelos são identificados por um número próximo da capacidade do tanque. Note-se, no entanto, a amostra A. O volume externo do tanque é marcado este modelo foi concebido de acordo com a tecnologia do tanque no tanque , mas o tanque DHW é significativamente mais pequeno – um total de 126 litros.
Por uma questão de justiça, deve notar-se que nos modelos de bobina, a quantidade de água aquecida será também ligeiramente inferior ao volume do tanque devido ao facto de algum espaço no tanque ser ocupado pela bobina. Mas isto não tem um efeito significativo. A bobina do aquecedor de água VLM KS, por exemplo, é apenas 2,2 litros, o que significa que um tanque de 200 litros pode conter 197,8 litros de água doméstica.
Para além do volume, o material do tanque é igualmente importante. Isto determinará quanto tempo durará o aquecedor e quais as condições que o mesmo irá suportar. Dos modelos analisados, 4 são de aço esmaltado e dois são de aço inoxidável. Fazer comparações entre esmaltes é complicado – e uma vez que prometemos não nos deter na publicidade, não temos de nos deter no facto de que a fábrica onde a MEGA é produzida, tem uma das melhores linhas de esmaltagem da Europa. Quanto às amostras de aço inoxidável, conhecemos as marcas. O modelo A tem um tanque AISI316L, o modelo VLM KS é AISI 444. Ambos estes graus são dignos de ser utilizados no fabrico de um aquecedor de água.
No entanto, aqui estão alguns excertos de dados preparados de acordo com um relatório do fabricante AcelorMittal. “O aço AISI 444 tem uma muito boa resistência a todos os tipos de corrosão graças ao seu cromo Cr , molibdénio Mo e dupla estabilização com nióbio Nb e titânio Ti . A sua presença reflecte-se na sua muito boa resistência à perfuração, que é superior à dos graus austeníticos AISI304L, AISI316L e AISI316Ti. O seu valor PREN equivalente numérico da resistência à corrosão é 24 25, o que indica uma muito boa resistência à corrosão, superando os graus austeníticos 304L, 316L e316Ti
Assim, o NIBE VLM KS pode ser nomeado como o líder na qualidade do material do tanque. A propósito, no modelo A, apenas o tanque interior de AQS é feito de aço inoxidável; o tanque exterior é feito de aço estrutural padrão. Outra característica relacionada com o tanque é a pressão que este pode suportar. Todos os indirectores testados têm uma pressão de alimentação de AQS de 6 bar, pelo que a pressão de funcionamento no tanque não pode ser inferior a este valor. No entanto, a água expande-se quando aquecida, a pressão no interior do tanque pode aumentar. Não é, portanto, uma má ideia ter alguma reserva. Tal reserva é fornecida pela amostra A pressão do tanque 8,6 bar , amostra B 10 bar e NIBE VLM KS 10 bar .
Os fabricantes também especificam obrigatoriamente a temperatura máxima da água no tanque. E embora utilizemos principalmente água a 40 graus em casas normais, quanto mais se pode aquecer água, mais se obtém a mesma água a 40 graus com o mesmo volume de reservatório. Além disso, isto alarga a gama de utilização do aquecedor, para além do uso doméstico normal, também pode ser utilizado em qualquer processo tecnológico que requeira água de alta temperatura. O VLM KS é o líder a este respeito – pode aquecer até 100°C no tanque. Uma aproximação próxima a isto 95°C é a amostra B.
DicaA selecção de um aquecedor de água começa com uma avaliação do tanque. Volume, material, pressão de funcionamento, temperatura máxima admissível do tanque – estas são as características relevantes. Nota, o aquecedor tem várias opções de volume: volume total, volume do circuito primário, volume do cilindro HTW. O volume do tanque interno para preparação de água quente é importante.
A bobina e muito mais
O segundo elemento mais importante do indirector é o permutador de calor. Como dissemos anteriormente, isto é a bobina ou o circuito primário – o tanque. A característica do permutador de calor indicada por todos os fabricantes é a sua área. De facto, é um dos poucos valores que pode ser medido com precisão, declarado e mantido constante. Os outros valores necessários desempenho, produção, etc. são: PREN equivalente numérico do permutador de calor .p. dependem de um grande número de factores e são bastante difíceis de comparar, mas falaremos sobre isto mais tarde.
Então, porque é que a área? Porque quanto maior é a área de transferência de calor, maior é a potência, sendo tudo o resto igual. Esta é uma vantagem do desenho de “tanque dentro de um tanque”. porque a bobina é tão pequena e o tanque tão grande. No entanto, mesmo com uma pequena bobina, uma grande área de troca de calor pode ser alcançada. Um exemplo desta solução é a bobina de pente do aquecedor de água VLM KS, que tem uma área de superfície de 1,9 m2. Isto é ainda maior que o modelo A “tank-in-tank” e três vezes maior que o modelo B com a menor área de bobina 0,6 m2.
No entanto, somos a favor da objectividade. E as conclusões finais sobre o funcionamento do permutador de calor específico serão feitas com base nos resultados dos testes. Relativamente ao material do permutador de calor, temos 2 variantes, começando com as melhores:
– Cobre modelo VLM KS – tem a maior condutividade térmica, por isso ocupa o primeiro lugar;
– aço estrutural amostras A, B, D, H, NIBE MEGA – segundo lugar.
O mesmo que para o tanque, os valores para a pressão de funcionamento e a temperatura máxima possível são definidos para o permutador de calor. OK, a maioria dos aquecedores são concebidos para uma pressão de 3 bar, este é o valor mínimo permitido para a pressão da bobina. A amostra A corresponde a ela.No entanto, existem muitos acessórios de caldeira para os quais a pressão normal de funcionamento é consideravelmente mais elevada. Por exemplo, a caldeira de aquecimento eléctrico FIL SPL funciona a 10 bar. Consequentemente, quanto maior for a pressão na tomada, maior será a gama de utilizações possíveis. Pressão operacional mais alta dos dispositivos NIBE – 16 bar
A temperatura máxima possível no circuito bobina/primário determina, em primeiro lugar, a temperatura em que a água no tanque pode ser aquecida. É óbvio que se o valor da temperatura do líquido refrigerante estiver limitado a, por exemplo, 90 graus, a água no tanque acima deste valor sem uma fonte adicional, tal como um elemento de aquecimento, não pode aquecer.
As duas amostras testadas, D e H, estão ambas limitadas a 80°C. Isto significa, por exemplo, que em ligação com caldeiras EVAN – a maioria das quais têm um intervalo de temperatura até 85 °C – a temperatura do meio de transferência de calor deve ser sempre limitada, ou o sistema tornado mais complexo através da instalação de uma ligação de água fria a montante da serpentina. Caso contrário, as condições de funcionamento indicadas pelo fabricante serão prejudicadas
Embora 85°C seja a temperatura limite normal para aparelhos domésticos, são frequentemente encontradas temperaturas muito mais elevadas no sector industrial. Por exemplo, a caldeira da FIL pode aquecer até 100° C, e com um termóstato especial até 110° C! Apenas os três modelos analisados permitem esta temperatura: modelo B, MEGA e VLM KS.
Outra característica estipulada pelo produtor – velocidade nominal do fluxo na bobina con- tuctor primário. Nominal é, de facto, a velocidade recomendada para a medição do aparelho. Como já escrevemos muitas vezes, potência, desempenho, tempo de aquecimento – todas estas variáveis no funcionamento de um aquecedor indirecto são altamente variáveis e dependem de uma série de parâmetros, sendo um deles a taxa de fluxo.
quanto mais alta for a temperatura, melhor será o desempenho do indirector. Por outro lado, se o caudal precisar de ser aumentado, isto conduz a custos adicionais: uma caldeira maior, uma bomba maior, uma secção transversal de tubo maior, etc.d. E quanto mais elevados forem os requisitos do fabricante para o caudal de fluido térmico necessário, maiores serão os requisitos para o isolamento de toda a linha de carga.
Quanto maior for o caudal necessário, maior será o efeito no desempenho do aquecedor das perdas entre a fonte e o cilindro. Por exemplo, para a amostra A, que tem a velocidade nominal mais alta 75 l/min , uma perda de apenas 1 grau de temperatura do meio de aquecimento nas tubagens resultaria numa perda de 5 kWh de potência com um ciclo de carga de apenas 10 minutos, a perda de calor é de cerca de 870 W/h . Deve também ser dada atenção aos regulamentos em vigor. Por exemplo, de acordo com SNiP 41-01-2003 “AQUECIMENTO, VENTILAÇÃO E CONDIÇÕES DE AR” a velocidade permitida da água nas condutas não deve exceder 1,5 metros/segundo.
Dica A velocidade do fluxo no permutador de calor é uma característica que influencia directamente os resultados do permutador de calor. Cada fabricante define uma velocidade nominal, ou seja, a velocidade óptima para os seus aquecedores. Antes de comprar o sensor, descubra se pode satisfazer os requisitos de fluxo e quais são os custos. Se não for este o caso, as expectativas colocadas no dispositivo podem não ser satisfeitas.
Confirmar com acção
Todos os testes de aquecimento foram realizados à velocidade de fluxo nominal recomendada pelo fabricante. Por um lado, tal abordagem coloca os sujeitos de teste em condições desiguais; por outro lado, testes com parâmetros diferentes vão contra as condições de funcionamento recomendadas pelos fabricantes.
Assim, o mais importante para o consumidor num aquecedor de água é a quantidade de água quente que fornece e a rapidez com que aquece. Normalmente a saída do permutador de calor – seja cilindro ou aquecedor de armazenamento – é o parâmetro mais importante a este respeito. Para um “sistema indirecto”, este parâmetro é o mais incerto.
No último número da nossa revista, mostrámos gráficos para a variação de potência de um aquecedor indirecto. A saída da bobina indirecta depende consideravelmente da diferença de temperatura entre a água e o meio de aquecimento, ou seja, no início do aquecimento, quando a água no tanque está fria, o aparelho apresenta um pico de energia. A produção é então reduzida à medida que o aquecimento avança. O segundo parâmetro que tem uma grande influência na produção de um aquecedor indirecto é a velocidade do fluxo do transportador de calor: à medida que a velocidade do fluxo aumenta, a produção normalmente também aumenta
Nos testes que foram realizados, no entanto, o desempenho das amostras apresentadas foi medido. Condições de ensaio: aquecimento de água de 15 a 60°C com fluido térmico a 80°C no fluxo nominal conforme declarado pelo fabricante . A saída de carga é medida sem caudal de AQS e com um caudal de 12 l/min Fig. 1 .
Em ambas as medições, a amostra A mostrou o melhor resultado, o que é de esperar, visto que o seu caudal primário é várias vezes superior ao das outras amostras. Deve salientar-se, no entanto, que o poder aumenta desproporcionadamente. Se comparado com o próximo VLM KS de produção superior, por exemplo, o caudal requerido da amostra A é três vezes superior, enquanto a produção é apenas 20 % mais elevada a caudal HTW e 50 % mais elevada sem caudal .
Mas aí vêm as características mais compreensíveis e práticas. por exemplo, velocidade de aquecimento. No teste, a água fria a 10°C foi aquecida a 60°C com líquido refrigerante a 80°C. Amostra A aqueceu a água o mais rápido 17 minutos . No entanto, temos em mente que, apesar da rotulagem semelhante, todas as amostras têm diferentes volumes de cilindro de AQS, sendo a amostra A a mais pequena das duas.
Assim, vamos levar o tempo obtido de aquecimento da água no tanque a um denominador comum – vamos calcular a taxa de aquecimento. Neste caso, a amostra A vai para o segundo lugar, o primeiro lugar vai para o aquecedor de água VLM KS, que tem uma taxa de aquecimento calculada de 8,33 l/seg. A prova B, um tanque de 200 litros, mostrou o pior desempenho; demorou 64 minutos a aquecer fig. 2 !
Vários números definem a resposta à questão de quanta água quente é fornecida pelo aparelho. Comecemos pela exaustão. Para medir isto, a água no tanque foi aquecida a 65 graus e a carga foi então parada. A água foi então levada até aos 40 graus centígrados, utilizando uma torneira misturadora, e descarregada a uma velocidade de 12 litros/minuto. Se o aquecedor não estiver equipado com um misturador, a saída é calculada de acordo com a fórmula ver peças sobressalentes, página 31 . O artigo “Aço ferrítico, cobre penteado” na revista “EVAN-news” Nº 2 18 , Julho 2023. .
O espremedor MEGA era o líder, enquanto que o out-sider – amostra A.Não admira, a primeira tem a maior capacidade do tanque de água quente doméstica, a segunda a mais pequena. A propósito, pode-se obter mais água a 40 graus aquecendo a água do tanque a uma temperatura mais elevada. Contudo, como já foi mencionado, nem todos os aquecedores são adequados para temperaturas elevadas dos tanques. Portanto, a saída ao aquecer a água no tanque a 80 graus só é contada para o VLM KS, MEGA e aquecedor de água da amostra A. Os resultados são ilustrados na imagem. 3.
E talvez o mais importante, o tempo de produção de água a 40 graus a fluxo e carga constantes. Em termos simples, diz-lhe quando é que a água quente do tanque se esgotará, se estiver constantemente a ser consumida. Assim, a água a 65 °C aquece de 10 a 65 °C, depois a água a 40 °C começa a fluir a uma taxa de 12 litros por minuto. A carga é retomada assim que a temperatura no tanque desça abaixo dos 55 graus.
Os três aquecedores de água mostraram características semelhantes: as amostras H, B e D podiam produzir 40°C de água nas condições acima mencionadas durante 15, 16 e 17 minutos, respectivamente. Mas três outros aquecedores de água – amostra A, NIBE VLM KS e NIBE MEGA – são capazes de produzir água quente constantemente! Ou seja, com um consumo de 12 litros por minuto – o que é suficiente para fazer funcionar um chuveiro e uma pia ao mesmo tempo – o proprietário destes modelos de aquecedores de água não precisa de se preocupar em ficar sem água quente e ter de esperar que o próximo lote aqueça. Isso não vai acontecer.
Minimização de resíduos
Outra característica que não pode ser avaliada a partir da folha de dados, mas que é muito importante, é a qualidade do isolamento térmico. Todos os aparelhos modernos no mercado utilizam um isolamento térmico altamente eficiente – o arrefecimento da água aquecida é um desperdício de dinheiro. No entanto, só será conhecido qual o modelo que conseguiu minimizar a perda de calor durante a experiência. Medido a uma temperatura da água de 65°C no tanque e 25°C na sala fig. 4 .
O líder – a menor perda de calor – foi o aquecedor de água VLM KS. Sabemos agora que a frase “isolamento de poliuretano de célula fechada altamente eficiente” não é apenas um estratagema de marketing, mas uma verdadeira poupança de dinheiro. É favor notar se os valores de aquecimento indicados pelos fabricantes correspondem aos resultados dos testes Tab. 1 ? Além disso, a perda de calor foi medida a uma temperatura mais elevada no tanque 80°C . Uma vez que apenas três amostras são aceitáveis, o teste foi realizado para elas. É óbvio que quanto mais alto for o delta entre a temperatura da água e a temperatura da tigela, mais importante é
Boa entrega
O território da Portugal ocupa 1 9 de todo o território. Isso é muito. O que posso dizer, basta olhar para o mapa, onde de Kaliningrado a Vladivostok mais de 7 mil quilómetros… Numa área tão vasta como esta, a importância de um produto chegar ao consumidor de uma forma que mantenha tanto as características externas como internas é mais importante do que nunca. E isto é em grande parte determinado pela qualidade da embalagem. Como parte dos testes de inspecção, a embalagem dos aquecedores de água foi caracterizada pelos peritos. A embalagem mais frágil e, portanto, o maior risco de danos, foi encontrada na amostra A.O VLM KS tem a melhor embalagem – por um lado, é suficientemente robusto e, por outro lado, fácil de remover.
Qualidade integral
Independentemente da forma como se olha para ele, o aquecedor de água indirecto é um aparelho complicado de avaliar. Praticamente todas as características são acompanhadas pelas palavras “se”, “sujeito a” e “com os parâmetros dados”. No entanto, para resumir a investigação, gostaríamos de chegar a algum tipo de resultado sumário. Para este efeito, avaliámos todos os itens de teste numa escala de 6 pontos com base no número de amostras recolhidas no teste . 1 ponto para a amostra com pior desempenho, 6 pontos para a melhor, e o resto, dependendo da sua posição entre o melhor e o pior. Alguns parâmetros não digitais foram a excepção. Em primeiro lugar, o material do tanque.
Está disponível em duas variantes e os pontos são atribuídos em conformidade: 2 – aço inoxidável; 1 – aço esmaltado. Em segundo lugar, o material da bobina, há também duas opções: pentear cobre – 2 pontos, aço – 1 ponto. E finalmente, a capacidade de operar em modo flow-through. Como consideramos este indicador como um dos mais importantes, foram atribuídos 6 pontos aos aquecedores de água que demonstraram a capacidade de funcionar como aquecedor de fluxo, e 1 ponto aos modelos que tiveram um tempo limitado para produzir água quente.
É claro que alguns dos parâmetros considerados são mais importantes, outros menos. Todas as características das amostras testadas estão resumidas num quadro. Cada um de vós pode escolher individualmente os critérios mais relevantes para o vosso projecto e gerar uma classificação. A nossa avaliação inteligente de todas as propriedades declaradas e medidas é mostrada no gráfico seguinte Fig. 5 .
Na publicidade pode frequentemente ouvir a frase: “escolha com o coração”, mas acreditamos que o aquecedor de água deve ser escolhido com a cabeça. Tem agora essa opção.
QUADRO 1. RESULTADOS DE TESTES DE AQUECEDORES DE ÁGUA INDIRECTOS
Qual é o objetivo do teste comparativo dos aquecedores de água indiretos mencionados?