O que é calefação? Quais os tipos?

Em Construir e reformar por André M. Coelho

Existem vários tipos de sistemas usados para fornecer calor em uma casa e, dentro de cada tipo amplo, existem muitas variações. Alguns sistemas de aquecimento ou calefação compartilham componentes com o equipamento de refrigeração da casa, e alguns sistemas fornecem aquecimento e resfriamento. O termo HVAC – aquecimento, ventilação e ar condicionado – é usado para descrever o sistema geral de controle climático em uma casa., juntamente com o termo calefação.

O que é calefação?

Independentemente do sistema HVAC ou de calefação usado, o objetivo de todos os aparelhos de aquecimento é extrair a energia térmica de uma fonte de combustível e transferi-la para os espaços de convivência para manter uma temperatura ambiente confortável. Os sistemas de aquecimento podem usar uma variedade de fontes de combustível, incluindo gás natural, propano, óleo combustível, biocombustível (como madeira) e eletricidade.

Sistema de calefação de ar forçado

De longe, o sistema HVAC mais comum nas casas modernas é o sistema de ar forçado que usa um forno com um ventilador que fornece ar aquecido às várias divisões da casa por meio de uma rede de dutos. Os sistemas de ar forçado são muito rápidos em ajustar a temperatura de uma sala e, como os sistemas de ar condicionado podem compartilhar o mesmo ventilador e dutos, esse é um sistema HVAC geral eficiente.

Os fornos que alimentam sistemas de ar forçado podem ser alimentados por gás natural, propano líquido (LP), óleo combustível ou eletricidade. O ar aquecido pelo queimador do forno ou pelo elemento de aquecimento é distribuído através de uma rede de dutos para registros de aquecimento em salas individuais. Outro sistema de dutos retorna o ar de volta ao forno através de retornos de ar frio.

Vantagens:

Os sistemas de ar forçado podem ser filtrados para remover poeira e alérgenos. No entanto, eles também podem aumentar a quantidade de alérgenos no ar.

Umidificador (ou desumidificador) pode ser integrado ao sistema de ar forçado.

Fornos de ar forçado são relativamente baratos.

Esses fornos podem atingir as mais altas classificações AFUE (Eficiência Anual de Utilização de Combustível) de qualquer sistema de aquecimento (mas isso não significa necessariamente que esta é a maneira mais eficiente de aquecer uma casa).

Os sistemas de ar forçado podem combinar refrigeração com capacidade de aquecimento.

Desvantagens:

Requer dutos e ocupa espaço nas paredes.

Os ventiladores do forno podem ser barulhentos.

O ar em movimento pode distribuir alérgenos.

O ar em movimento pode ficar seco, a menos que seja umidificado.

Como os sistemas de ar forçado aquecem o ar e não os objetos em uma sala, ela não é considerada a forma mais confortável de aquecimento.

Sistemas de fornos de ar por gravidade

Precursor de sistemas de ar forçado, os fornos de ar por gravidade também distribuem o ar através de um sistema de dutos metálicos, mas, em vez de forçar o ar através de um ventilador, os sistemas de ar por gravidade operam pela física simples do aumento do ar quente e do afundamento do ar frio. Um forno de ar por gravidade em um porão aquece o ar, que sobe para as várias salas através de dutos. O ar frio retorna ao forno por meio de um sistema de dutos de retorno a ar frio. Os chamados fornos de “polvo” encontrados em muitas casas mais antigas são fornos de ar por gravidade.

Os sistemas de ar por gravidade não são mais instalados, mas em muitos lugares antigos eles continuam a ter um desempenho eficaz. Os fornos de ar forçado podem ser alimentados por gás natural, propano líquido (LP), óleo combustível ou eletricidade. O ar condicionado circula através de uma rede de dutos metálicos.

Vantagens:

Os sistemas de gravidade não possuem partes móveis e podem durar muitas décadas.

O equipamento do sistema é muito confiável e requer pouca manutenção.

Desvantagens:

O ar não pode ser filtrado de forma eficaz.

A eficiência energética é menor do que nos fornos mais novos.

Os ajustes de temperatura são lentos porque os sistemas operam com correntes de convecção simples.

A calefação é um sistema que ajuda no aquecimento da casa para uma temperatura mais agradável. (Foto: Simons Heating and Cooling)

Sistemas de aquecimento radiante no chão

O aquecimento moderno no piso é um tipo de sistema de aquecimento radiante. O aquecimento radiante é diferente do calor do ar forçado, pois aquece objetos e materiais, como móveis e pisos, em vez de apenas o ar. A maioria dos sistemas radiantes em toda a casa distribui calor por água quente aquecida em uma caldeira ou aquecedor de água quente.

O aquecimento no piso envolve tubulações de água de plástico instaladas dentro de pisos de concreto ou fixadas na parte superior ou inferior dos pisos de madeira. É silencioso e geralmente economiza energia. Ele tende a aquecer mais lentamente e leva mais tempo para se ajustar do que o calor do ar forçado, mas seu calor é mais consistente.

Também existem sistemas embutidos que usam fiação elétrica instalada sob os materiais do piso, tipicamente azulejos de cerâmica ou pedra. Eles são menos eficientes em termos de energia do que os sistemas de água quente e normalmente são usados apenas em salas pequenas, como banheiros.

Os sistemas de tubulação de água quente são geralmente aquecidos por uma caldeira central, que pode ser alimentada por gás natural, propano líquido (LP) ou eletricidade. A água quente também pode ser fornecida por sistemas solares de água quente, que são comumente usados para suplementar sistemas baseados em combustível. Os sistemas no chão são geralmente distribuídos pela água quente que flui através dos tubos de plástico.

Vantagens:

Os sistemas radiantes fornecem calor confortável e uniforme.

Quando aquecidos por caldeiras, os sistemas radiantes podem ser muito eficientes em termos energéticos.

Desvantagens:

Os sistemas radiantes são relativamente lentos para aquecer e se ajustam às mudanças de temperatura.

A instalação de sistemas no chão pode ser cara.

É difícil o acesso à tubulação oculta se surgirem problemas de manutenção.

Os sistemas baseados em caldeira não podem ser combinados com ar condicionado.

Sistemas tradicionais de caldeiras e radiadores

Casas antigas e prédios de apartamentos costumam ser aquecidos com sistemas tradicionais de caldeiras e radiadores. Isso inclui uma caldeira central que circula vapor ou água quente através de tubos para unidades de radiador posicionadas estrategicamente em torno da casa. O radiador clássico – uma unidade vertical de ferro fundido geralmente posicionada perto de janelas – é frequentemente chamado de radiador a vapor, embora esse termo às vezes seja impreciso.

Na realidade, existem dois tipos de sistemas usados com esses radiadores mais antigos. Caldeiras a vapor verdadeiras realmente circulam vapor gasoso através de tubos para radiadores individuais, que depois se condensam de volta à água e fluem de volta à caldeira para reaquecimento. Os modernos sistemas de radiadores circulam água quente para os radiadores através de bombas elétricas. A água quente libera seu calor no radiador e a água resfriada retorna à caldeira para mais aquecimento. Os sistemas de radiador de água quente são muito comuns na Europa.

Os sistemas de caldeira / radiador podem ser alimentados a gás natural, propano líquido, óleo combustível ou eletricidade. Caldeiras originais podem até ter sido alimentadas por carvão. O calor é produzido por vapor ou água quente que circula através de tubos de metal para radiadores modelados para facilitar a transferência de energia térmica.

Vantagens:

O calor radiante é bastante confortável e não seca o ar, como o calor do ar forçado.

Os radiadores podem ser atualizados para radiadores de rodapé de baixo perfil ou painéis de parede.

Quando as caldeiras antigas são substituídas, as caldeiras modernas podem oferecer uma eficiência energética muito boa.

Desvantagens:

Os radiadores podem ser desagradáveis.

A localização do radiador pode limitar a colocação de móveis e as coberturas das janelas.

Os sistemas baseados em caldeira não podem ser combinados com ar condicionado.

Radiador de rodapé de água quente

Outra forma mais moderna de calor radiante é um sistema de rodapé de água quente, também conhecido como sistema hidrônico. Esses sistemas também usam uma caldeira centralizada para aquecer a água que circula através de um sistema de tubos de água para unidades de aquecimento de perfil baixo que irradiam o calor da água para a sala através de finas aletas de metal ao redor do tubo de água. Esta é essencialmente apenas uma versão atualizada e evoluída dos antigos sistemas de radiadores verticais.

As caldeiras para sistemas hidrônicos podem ser alimentadas a gás natural, propano líquido (LP), óleo combustível ou eletricidade. Eles também podem ser auxiliados por sistemas de aquecimento solar. A água quente aquecida por uma caldeira e canalizada para unidades de rodapé de “tubo de aleta” montadas ao longo de paredes. As aletas aumentam a área da superfície de dissipação de calor para maior eficiência.

O calor é distribuído por convecção natural: o ar aquecido sobe da unidade de rodapé, enquanto o ar frio cai em direção à unidade para aquecimento.

Vantagens:

Os sistemas hidrônicos podem oferecer excelente eficiência energética.

Os sistemas hidrônicos são silenciosos porque não existem ventiladores ou sopradores.

A temperatura pode ser controlada com precisão.

Os sistemas de radiador são muito duráveis e precisam de pouca manutenção.

Desvantagens:

As unidades de radiação / convecção do rodapé devem permanecer desobstruídas e podem oferecer desafios no posicionamento dos móveis e no design da cortina.

Os radiadores demoram a aquecer.

Os sistemas de água quente não podem ser combinados com os sistemas de ar condicionado.

Se o calor acabar por um longo período, os tubos de aquecimento podem estar em risco de congelamento em regiões muito grias

Sistemas de aquecimento por bomba de calor

A mais nova tecnologia de aquecimento doméstico (e refrigeração) é a bomba de calor. Usando um sistema semelhante a um condicionador de ar, as bombas de calor extraem o calor do ar e o entregam à casa por meio de um manipulador de ar interno. Os sistemas domésticos padrão são bombas de calor com fonte de ar que extraem calor do ar externo. Também existem bombas de calor geotérmicas de fonte subterrânea que puxam o calor das profundezas do solo, bem como bombas de calor de fonte de água que dependem de uma lagoa ou lago para aquecimento.

Um tipo popular de bomba de calor com fonte de ar é o sistema mini-split, ou sem duto. Isso possui uma unidade de compressor externa relativamente pequena e um ou mais manipuladores de ar internos que são fáceis de adicionar às adições de salas ou áreas remotas de uma casa. Muitos sistemas de bomba de calor são reversíveis e podem ser alterados para o modo de ar condicionado no verão. As bombas de calor podem ser eficientes em termos energéticos, mas são adequadas apenas para climas relativamente amenos; eles são menos eficazes em clima muito quente e muito frio.

As bombas de calor geralmente são alimentadas por eletricidade, embora também estejam disponíveis modelos de gás natural. O calor (e o resfriamento) são fornecidos por unidades montadas na parede que sopram ar através de serpentinas do evaporador ligadas a uma bomba externa que extrai ou absorve o calor do exterior.

Vantagens:

Os sistemas oferecem aquecimento e resfriamento.

As bombas de calor podem ser muito eficientes em termos energéticos.

As unidades de parede individuais permitem o controle preciso de cada quarto.

Os ventiladores são mais silenciosos que os sistemas centrais de ar forçado.

Nenhum duto é necessário.

Desvantagens:

As bombas de calor são mais adequadas para climas relativamente amenos.

A distribuição de ar aquecido ou resfriado pode ser limitada porque é proveniente de uma única unidade (em cada ambiente ou área).

Sistemas de aquecimento por resistência elétrica

Aquecedores elétricos de rodapé e outros tipos de aquecedores elétricos não são comumente usados para sistemas primários de aquecimento doméstico, principalmente devido ao alto custo da eletricidade. No entanto, eles continuam sendo uma opção popular para aquecimento suplementar em porões acabados, escritórios domésticos e salas sazonais. Os aquecedores elétricos são fáceis e baratos de instalar, e não requerem dutos, bombas, manipuladores de ar ou outros equipamentos de distribuição. As unidades são baratas e não possuem partes móveis e praticamente não requerem manutenção.

Além dos aquecedores convencionais de rodapé, existem aquecedores elétricos radiantes que aquecem com radiação. Normalmente, eles são instalados perto do teto e direcionados para os ocupantes da sala, fornecendo calor mais concentrado do que as unidades de rodapé. Aquecedores radiantes também são mais eficientes em termos energéticos do que as unidades de rodapé.

Os aquecedores de rodapé usam convecção natural para circular o calor pela sala. Aquecedores de parede e muitos aquecedores especiais, geralmente possuem ventiladores internos que expelem ar aquecido.

Vantagens:

As unidades de aquecimento são versáteis e podem ser instaladas em praticamente qualquer lugar.

Os sistemas precisam apenas de um circuito elétrico para obter energia.

Unidades sem ventiladores trabalham silenciosamente.

Aquecedores elétricos radiantes aquecem objetos da sala, semelhantes ao calor radiante no chão.

Nenhuma canalização ou instalação cara é necessária.

Desvantagens:

Aquecedores elétricos são muito caros para operar.

Eles usam muita eletricidade e, portanto, contribuem desproporcionalmente para o uso excessivo da rede elétrica e problemas relacionados.

A maior parte da eletricidade é gerada por usinas a carvão, portanto os aquecedores elétricos, embora limpos para operar, contribuem significativamente para a poluição do ar e o carbono atmosférico.

Quais sistemas de aquecimento e calefação vocês usariam? Quais acham melhores?

Sobre o autor

A mãe de André sempre gostou de fazer reformas na casa que tem em um sítio. André aprendeu com ela, e quando comprou seu apartamento, começou a projetar, reformar, e adaptar diversas coisas que não gostava. Como síndico do prédio, convenceu os moradores a trocar a rede elétrica da década de 70, trocar os extintores por modelos mais seguros, e adaptar as escadas do prédio com corrimões mais seguros. Hoje está com um projeto de um imóvel na zona rural, compartilhando no site 2 Quartos tudo que vai aprendendo sobre reformas, construção, e mercado imobiliário.

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