Vantagens de um controlo inteligente em instalações de chão radiante

Equilíbrio hidráulico

Equilíbrio hidráulico para aquecimento por superfícies radiantes▪ O equilíbrio hidráulico tradicional melhora a eficiência do sistema de aquecimento. O problema é que é relativamente dispendioso e é inevitável que existam discrepâncias entre a teoria e a prática.
Contudo, com o equilíbrio automático, o aquecimento radiante será sempre compensado hidraulicamente e será possível obter a temperatura desejada em cada divisão. Isto também é útil para arrefecer a casa no verão, uma vez que as condições de base são também distintas.
 

"O equilíbrio hidráulico melhora a eficiência energética e o conforto

Se o objetivo for aproveitar o potencial de economia de energia nos edifícios, a regulação térmica é um fator fundamental. Não só o isolamento das superfícies externas do edifício influencia, e muito, as necessidades de calor e a consequente eficiência energética, como a instalação de aquecimento também desempenha um papel importante. Além disso, desde a introdução de taxas sobre as emissões de CO2 para os combustíveis fósseis, a eficiência energética repercute-se diretamente na bolsa dos consumidores e, a partir de 2021, as habitações aquecidas com gás e gasóleo assistirão a um aumento das suas despesas de aquecimento. Este é um ponto de partida importante para as empresas de instalações sanitárias, de aquecimento e climatização no momento de aconselhar os seus clientes. Nem sempre é necessário ou possível para os clientes, substituir totalmente o aquecimento existente por um novo. Uma configuração correta da instalação através de equilíbrio hidráulico aumenta bastante a eficiência energética e ajuda a reduzir a despesa dos consumidores.

O equilíbrio hidráulico na teoria

A hidráulica é a ciência que estuda o comportamento dos fluídos. Assim, o equilíbrio hidráulico melhora a forma como o caudal de água quente se distribui pela rede de aquecimento. Num sistema não regulado, a água escolhe sempre o caminho que oferece menor resistência.
Consequência: a temperatura nas divisões que se encontram numa posição mais favorável relativamente à fonte de calor é bastante mais elevada que naquelas que estão mais afastadas.

Com o equilíbrio automático, os sistemas de controlo obtêm sempre a temperatura agradável desejada que o utilizador pode consultar quando quiser através de uma aplicação no telemóvel.

O equilíbrio hidráulico compensa esta situação e é responsável por que a cada circuito de aquecimento chegue a água de aquecimento necessária. Tal significa que em nenhuma divisão estará demasiado frio nem demasiado calor. Se desta forma for possível que em cada divisão se alcance a temperatura desejada mais fácil e rapidamente, a eficiência da instalação aumentará e será desperdiçada menos energia.

Economia de energia inteligente

Para controlar a temperatura ambiente com a maior eficiência energética possível, um sistema de aquecimento inteligente, como o controlador Smatrix Pulse, é muito prático. Os sistemas de aquecimento inteligente avisam os moradores quando, numa divisão, faz permanentemente demasiado calor ou demasiado frio e podem ser controlados à distância com uma aplicação para o telemóvel. Com a app Uponor Smatrix Pulse, o utilizador pode, por exemplo, aceder à Uponor Cloud quando não está em casa e alterar as regulações do seu sistema de controlo. Desta forma, pode baixar o aquecimento ou a refrigeração quando não esteja ninguém em casa. O sistema também é compatível com o assistente de voz Alexa para o controlar comodamente em casa.

A função de autoequilíbrio hidráulico monitoriza constantemente a temperatura de cada divisão e adapta-se às variações que se verifiquem.


Sistema completo Smatrix Wave Pulse: o utilizador tem sempre acesso ao controlador, remotamente numa app através da nuvem ou localmente por WiFi.

No equilíbrio hidráulico tradicional, a carga térmica de cada divisão é calculada e, de acordo com a mesma, a superfície calorífica e o caudal mássico são projetados. O técnico determina a perda de pressão dos tubos e a perda de pressão de compensação para obter os valores de regulação do sistema de aquecimento. Para manter esses valores, as válvulas dos coletores do aquecimento por chão radiante são convenientemente ajustadas, são utilizadas válvulas de regulação nos diferentes ramais de aquecimento e é verificado se as bombas de circulação reguladas eletronicamente estão concebidas e configuradas de forma ótima.

Problemas na prática

Embora o equilíbrio hidráulico convencional melhore claramente a eficiência energética do aquecimento, também apresenta alguns inconvenientes. A carga térmica indica o fornecimento de calor em watts necessários para alcançar uma determinada temperatura numa divisão e depende da localização do edifício, do tipo de construção dos isolamentos portadores de calor e a utilização da habitação.

O cálculo da carga térmica inclui imprecisões, embora se cumpra a regulamentação em vigor, e muitas vezes desconhecem-se alguns parâmetros que influenciam a transferência de calor, como o revestimento a colocar no pavimento nos edifícios de construção nova ou os valores exatos de isolamento da envolvente do edifício no caso de reabilitações. Além disso, a carga térmica é sempre calculada apenas para o caso de projeto, ou seja, para condições que pressupõem um esforço especial para a instalação de aquecimento.

Se num aquecimento por chão radiante o caudal mássico for determinado exclusivamente com base na carga térmica, o efeito do revestimento do pavimento sobre o fluxo térmico é ignorado. Cada material exige um caudal mássico determinado, que variará também se posteriormente for feita uma remodelação e o pavimento for substituído.

Também surgem imprecisões na determinação da perda de pressão dos tubos, já que o comprimento do circuito de aquecimento concebido quase nunca coincide com o realmente construído. Estas variações fazem com que os valores de regulação não coincidam exatamente com as condições reais de aquecimento e que não sejam distribuídas as quantidades de água necessárias para uma divisão.

Equilíbrio automático para aquecimento através de superfícies radiantes

As diferenças entre os pressupostos teóricos calculados e as condições reais durante o funcionamento do aquecimento podem ser compensadas com um equilíbrio automático. E o equilíbrio automático baseia-se exclusivamente nas condições reais de funcionamento do aquecimento: o determinante é a temperatura ambiente medida. Com base nisto, o regulador calcula uma sincronização temporal dos atuadores, o que é denominado procedimento de modulação por duração de impulsos. Desta forma, o regulador pode reagir ciclicamente às variações, garantindo a temperatura ambiente pretendida.

A adaptação permanente garante que, inclusive ao fim de anos ou ainda que as condições de base se alterem (por o revestimento do chão radiante ter sido alterado, por exemplo), chegará à divisão a quantidade de água adequada e a temperatura predefinida. Neste equilíbrio automático completo, como o realizado pelo sistema de controlo da Uponor, por exemplo, não é necessário regular as válvulas: todas se mantêm abertas.

Para evitar os inconvenientes supramencionados, o sistema Smatrix Pulse para controlo da temperatura de aquecimento e arrefecimento na construção residencial rege-se exclusivamente pelas necessidades reais, sem cumprir apenas os valores determinados nos cálculos teóricos. A instalação deste tipo de sistemas de controlo dinâmico economiza tempo e, a longo prazo, reduz as despesas.

Mas, sobretudo, melhora a eficiência energética do aquecimento, uma vez que é sempre utilizada a energia calorífica precisa necessária em cada momento para a divisão. Por comparação com um sistema não equilibrado sem controlo individual para cada divisão, os sistemas com autoequilíbrio permitem ao consumidor economizar até 20 % de energia.

Arrefecimento eficiente com equilíbrio hidráulico

No futuro, o arrefecimento das habitações será um tema cada vez mais presente. Com as alterações climáticas, no verão temos dias cada vez mais quentes durante períodos mais longos.
 

«O equilíbrio automático compensa as diferenças entre os pressupostos teóricos e as condições reais.»

Depois de o calor entrar no edifício, o revestimento isolante dos edifícios modernos impede que os mesmos arrefeçam rapidamente à noite. Portanto, haverá cada vez mais necessidade de arrefecer os edifícios e o arrefecimento nas habitações converte-se em algo normal. Nesse caso, será útil um sistema de controlo «cooling ready», como o Smatrix Pulse que, se necessário, possa alternar entre os modos de aquecimento e arrefecimento.

Tal como no aquecimento, o sistema será especialmente eficiente se a regulação hidráulica for ótima. Por motivos práticos, o arrefecimento radiante geralmente funciona com os mesmos ajustamentos hidráulicos do aquecimento. Tal constitui um problema, visto que os fatores que influenciam o aquecimento não são os mesmos que influenciam a refrigeração.

Enquanto que para o aquecimento há que ter em conta, por exemplo, as possíveis perdas de calor através da envolvente do edifício, no arrefecimento o que conta é, sobretudo, a radiação solar direta e, nesse caso, são de grande importância as janelas e os mecanismos de proteção solar de que disponham. Portanto, a carga de aquecimento no inverno e a carga de arrefecimento no verão podem variar muito para a mesma divisão.

A utilização que é dada ao espeço também é importante. Por exemplo, no inverno o quarto necessita apenas de um pouco de aquecimento para alcançar a temperatura agradável para dormir e a cabeça termostática do circuito do aquecimento é fechada. No verão, pelo contrário, se fizer muito calor não se consegue dormir pelo que é preciso aumentar o arrefecimento.

Um sistema configurado manualmente para aquecimento não permitirá um arrefecimento ótimo, uma vez que o caudal é menor. Com o autoequilíbrio, evita-se o problema. Este tipo de reguladores funciona com as válvulas abertas, de forma que chegue aos quartos o caudal completo em modo de arrefecimento.

Arrefecimento independente em cada divisão

Com o controlador Smatrix Pulse, o sistema pode passar do modo de aquecimento para arrefecimento, com todos os ajustamentos implícitos, em cerca de três horas. São vários os fatores que influenciam o momento em que a instalação fará a alteração. Assim, é possível definir uma divisão como espaço de referência cuja temperatura ambiente lança um sinal de ativação.

Em seguida é ativada, por exemplo, uma bomba de calor reversível ou uma válvula de três vias num sistema de 4 tubos. Com esta variante, há sempre calor e frio disponíveis em cada coletor e o próprio utilizador pode decidir, em função dos parâmetros de regulação, quando quer alternar entre aquecimento e arrefecimento.

O gráfico apresenta uma comparação entre as temperaturas ambiente obtidas em sistemas com autoequilíbrio e com equilíbrio hidráulico tradicional

Além da vantagem do autoequilíbrio, com um sistema de controlo individualizado, é possível ajustar individualmente a temperatura de cada divisão, inclusive no modo de arrefecimento. Nos sistemas tradicionais, o sistema de arrefecimento normalmente tem um espaço de referência. Quando nesse espaço se alcança a temperatura desejada ou o valor-limite de humidade relativa, o sistema é desligado em todo o edifício, embora em outras divisões ainda não se tenha alcançado essa temperatura.

O controlador Smatrix Pulse, ao contrário, utiliza os dados de temperatura e humidade ambiente dos sensores de cada divisão. Se numa divisão for excedido o limite de humidade relativa definido, o sistema pode interromper o arrefecimento para essa divisão. Desta forma, o sistema de controlo individualizado para cada divisão melhora o rendimento. Tal como no caso do aquecimento, o sistema de controlo monitoriza permanentemente os fatores que influenciam a temperatura superficial e pode ajustar automaticamente o caudal mássico conforme necessário.

Tem alguma dúvida técnica nos seus projetos? Ligue-nos, temos todo o gosto em ajudar

+351 800 207 157
atencaocliente@uponor.com