Um zoneamento inadequado, temperaturas desiguais e uma distribuição ineficiente da água podem aumentar os custos energéticos e reduzir a vida útil do sistema. Os coletores e os atuadores devidamente combinados proporcionam um controlo preciso e fiável.
Um coletor de aquecimento hidrónico por piso distribui a água aquecida pelos circuitos individuais de tubagem, enquanto os atuadores térmicos controlam cada circuito de acordo com os sinais do termóstato ambiente. Em conjunto, estes componentes permitem a divisão em zonas, o equilíbrio hidráulico, temperaturas interiores estáveis e um funcionamento eficiente do sistema. O dimensionamento correto, a compatibilidade elétrica e a colocação em serviço por profissionais são essenciais para um desempenho fiável a longo prazo.
As secções seguintes explicam as funções dos componentes, os critérios de seleção, as prioridades de instalação e as considerações relativas à integração em projetos profissionais de aquecimento hidrónico.
O que é um coletor de aquecimento hidrónico por piso radiante?
Um coletor de aquecimento hidrónico por piso radiante é o principal ponto de distribuição do sistema de aquecimento. Recebe água aquecida proveniente de uma caldeira, de uma bomba de calor ou de outra fonte de calor e encaminha a água para circuitos separados de aquecimento por piso radiante.
Cada circuito serve, normalmente, uma divisão, zona ou área específica do piso. Esta configuração permite que o sistema de aquecimento gere as áreas individualmente, em vez de tratar todo o edifício como uma única zona não controlada.
Um conjunto típico de coletor pode incluir:
- Coletores de alimentação e de retorno
- Medidores de caudal
- Válvulas de equilíbrio
- Válvulas de isolamento
- Válvulas de purga de ar automáticas ou manuais
- Pontos de enchimento e drenagem
- Medidores de temperatura ou de pressão
- Ligações de montagem do atuador
Dependendo da conceção do sistema, o conjunto pode também incluir uma bomba de circulação, uma válvula misturadora, uma válvula de derivação, uma unidade de controlo de temperatura ou um armário de distribuição.
Os coletores são normalmente fabricados em aço inoxidável, latão ou materiais compósitos de engenharia. O material selecionado deve suportar a circulação contínua de água, a pressão de funcionamento, as variações de temperatura e a utilização a longo prazo.
Por que é importante o equilíbrio hidráulico
A água segue naturalmente o percurso com menor resistência hidráulica. Num sistema de aquecimento por piso radiante desequilibrado, os circuitos mais curtos podem receber um caudal de água excessivo, enquanto os circuitos mais longos recebem um caudal insuficiente.
Esta condição pode levar a:
- Salas com temperatura excessiva
- Áreas com piso frio
- Temperaturas interiores instáveis
- Funcionamento excessivo da bomba
- Aumento do consumo de energia
- Temperaturas irregulares da água de retorno
Os medidores de caudal permitem que os engenheiros de colocação em serviço ajustem cada circuito de acordo com o comprimento da tubagem, a carga térmica calculada e a perda de pressão.
Um equilíbrio correto garante que cada zona receba a quantidade necessária de água aquecida, sem obrigar a bomba de circulação a funcionar a uma velocidade desnecessariamente elevada.
Antes de iniciar o equilíbrio, a rede de tubagem deve estar totalmente cheia, ter sido lavada, submetida a um ensaio de pressão e purgada. O ar retido no interior de um circuito pode restringir a circulação e tornar as leituras do medidor de caudal imprecisas.
Após a colocação em funcionamento, os valores finais de caudal devem ser registados para futuras inspeções, manutenção ou alterações ao sistema.
O que é um atuador térmico?
Um atuador térmico é um dispositivo controlado eletricamente, instalado na ligação da válvula do coletor, normalmente no coletor de retorno.
O seu principal objetivo é abrir ou fechar um circuito de aquecimento individual em resposta a um sinal proveniente de um termóstato de ambiente, de um controlador de zona ou de uma unidade de cablagem central.
A sequência de funcionamento é, em geral, a seguinte:
- Um termóstato de ambiente deteta que a temperatura interior está abaixo do valor de referência.
- O termóstato envia um sinal elétrico ao atuador correspondente.
- O atuador abre gradualmente a válvula do coletor.
- A água aquecida circula pelo circuito do piso em questão.
- O termóstato interrompe o sinal assim que a temperatura ambiente pretendida for atingida.
- O atuador fecha a válvula e interrompe a circulação nessa zona.
Os atuadores térmicos funcionam, em geral, de forma silenciosa e consomem relativamente pouca eletricidade. O seu movimento de abertura gradual também pode reduzir as variações bruscas de pressão no interior do sistema hidrónico.
As tensões de funcionamento comuns dos atuadores incluem 24 V e 230 V. A tensão selecionada deve ser compatível com os termóstatos, o quadro elétrico, o transformador e o projeto elétrico da obra.
Atuadores normalmente fechados e normalmente abertos
Os atuadores térmicos são normalmente fornecidos em duas configurações de funcionamento.
Atuadores normalmente fechados
Um atuador normalmente fechado mantém a válvula do coletor fechada quando não há alimentação elétrica. A válvula só se abre depois de o atuador receber um sinal de controlo.
Esta configuração é amplamente utilizada porque o circuito de aquecimento permanece inativo quando o sistema de controlo é desligado.
Atuadores normalmente abertos
Um atuador normalmente aberto mantém a válvula aberta quando não há alimentação elétrica. A válvula só fecha depois de o atuador receber um sinal elétrico.
Esta configuração pode ser selecionada quando se considerar importante, do ponto de vista operacional, manter a circulação durante uma falha de controlo ou de alimentação.
A opção correta depende de:
- Estratégia de controlo
- Conceção da fonte de calor
- Funcionamento da bomba
- Requisitos de segurança
- Lógica do sistema de gestão de edifícios
- Resposta esperada durante uma interrupção de energia
Os atuadores normalmente abertos e normalmente fechados não devem ser combinados sem uma estratégia de controlo claramente definida.
Critérios-chave para a seleção de componentes
Os coletores, os insertos das válvulas, os atuadores, os termóstatos e os centros de cablagem devem ser tecnicamente compatíveis.
Entre os fatores importantes de seleção contam-se:
Compatibilidade mecânica
A rosca do atuador, o adaptador, o curso de funcionamento e a força de fecho devem ser compatíveis com a válvula do coletor.
Uma ligação incorreta pode impedir que a válvula se abra ou feche completamente.
Compatibilidade elétrica
A tensão do atuador e a carga elétrica devem ser compatíveis com o termóstato, o quadro elétrico, o relé e o transformador.
Os projetistas devem também verificar os requisitos relativos aos cabos e os níveis de proteção elétrica.
Número de circuitos de aquecimento
O número de saídas do coletor deve corresponder ao número de circuitos de aquecimento por piso radiante.
Nos casos em que seja possível uma expansão futura, poderão ser incluídas portas de reservatório de sobressalentes durante a fase inicial de conceção.
Intervalo de caudal
Os medidores de caudal do coletor devem satisfazer os requisitos de caudal de água calculados para cada um dos circuitos.
A gama selecionada deve permitir um ajuste preciso, em vez de obrigar os medidores de caudal a funcionar nos seus limites mínimo ou máximo.
Integração de controlos
Os projetos ligados a um sistema de gestão de edifícios podem necessitar de interfaces de relé, módulos de controlo, dispositivos de monitorização remota ou gateways de comunicação.
Uma documentação técnica clara é especialmente importante para projetos internacionais, uma vez que as normas elétricas, as práticas de instalação e os requisitos de controlo podem variar consoante a região.
Requisitos de instalação
O coletor deve ser instalado num local acessível e razoavelmente central.
Uma localização central pode reduzir o comprimento dos circuitos, simplificar o equilíbrio e facilitar o acesso para manutenção.
O coletor deve também:
- Nível de instalação
- Com um suporte seguro
- Protegido no interior de um armário adequado
- Permite o ajuste do caudal
- Acessível para substituição do atuador
- Posicionado com espaço livre adequado para a cablagem
Antes da colocação em funcionamento, cada circuito deve ser lavado, enchido, purgado e submetido a um ensaio de pressão.
Os instaladores devem verificar:
- Atribuições do termóstato
- Ligação do atuador
- Funcionamento da válvula
- Bloqueios das bombas
- Sinais de fonte de calor
- Temperatura da água de alimentação
- Caudais do circuito
Durante a colocação em serviço, cada zona deve ser testada de forma independente. O atuador correto deve abrir quando o termóstato correspondente solicitar aquecimento.
O engenheiro deve também verificar se a água circula pelo circuito previsto e se nenhuma válvula, atuador ou ligação do termóstato foi atribuída incorretamente.
Integração com o sistema completo de AVAC
Os coletores e os atuadores não podem ser selecionados independentemente do projeto global do sistema de aquecimento.
O seu desempenho é influenciado por:
- Perdas de calor nos edifícios
- Construção do pavimento
- Espaçamento entre tubos
- Comprimento do circuito
- Temperatura da água
- Pressão da bomba
- Desempenho do isolamento
- Capacidade da fonte de calor
- Definições de controlo
No caso de projetos comerciais ou industriais de maior dimensão, o funcionamento do coletor pode ser coordenado com bombas de circulação, estações de mistura, bombas de calor, caldeiras, sistemas de gestão de edifícios e plataformas de monitorização remota de energia.
A Jinyi HVAC fornece soluções de climatização para os setores industrial e comercial, apoiadas pelo projeto de sistemas, seleção de equipamentos, planeamento de controlos, orientação na instalação, colocação em serviço e assistência pós-venda. As soluções personalizadas podem também incluir controlos de poupança de energia, integração com sistemas de gestão de edifícios (BMS) e monitorização remota, de acordo com os requisitos do projeto.
Uma conceção coordenada do sistema contribui para melhorar a estabilidade da temperatura, a visibilidade operacional, a gestão energética e a eficiência da manutenção a longo prazo.
Conclusão
Os coletores e atuadores devidamente selecionados melhoram o conforto, a eficiência, a precisão da divisão em zonas e a fiabilidade a longo prazo nos sistemas hidrónicos de aquecimento por piso radiante.
