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Sistemas hidráulicos: Tudo sobre o sistema de aquecimento

Descubra como funciona o sistema hidráulico, os elementos que o compõem, os tipos e as vantagens do sistema

Como sabemos, o sistema hidráulico utiliza a água como fluido térmico para distribuir energia térmica de forma eficiente e versátil, utilizando um único circuito para aquecer e resfriar o ambiente.

Neste artigo, veremos alguns aspectos fundamentais para aprofundar o conhecimento sobre esses tipos de sistemas, mostrando também como trabalhar com um software BIM para instalações MEP.

Esquema de um sistema hidrónico

Esquema de um sistema hidráulico

O que é um sistema hidráulico?

Antes de entrarmos nos diferentes tópicos, é importante fazer uma breve introdução sobre o que é um sistema hidráulico.

Um sistema hidráulico é um sistema que distribui energia térmica ou refrigerada utilizando água como fluido térmico.

O coração do sistema é o gerador de calor, frequentemente uma bomba de calor como a de ar-água, mas também pode ser integrado com uma caldeira a gás. A água, devido à sua elevada capacidade térmica, transporta o calor através da rede de distribuição, composta por tubagens bem isoladas e bombas de circulação.

Nos terminais, como os ventilo-convetores, a água aquece ou resfria o ambiente através de dispositivos de regulação térmica. Este sistema, também conhecido como sistema hidráulico ou climatização hidráulica, é particularmente eficiente devido à capacidade da água de transportar o calor de forma eficaz.

Os principais elementos de um sistema hidráulico

Num sistema hidráulico, existem vários componentes utilizados para o correto funcionamento do sistema. Segue uma lista dos principais:

  1. gerador – componente responsável pela produção de calor ou frio dentro do sistema. Os geradores mais comuns são as bombas de calor e as caldeiras a gás, embora essa última possa apenas produzir calor. A bomba de calor, em particular a do tipo ar-água, é frequentemente utilizada pela sua capacidade de produzir calor de forma eficiente mesmo a baixas temperaturas.
  2. Tubos –  são utilizadas para transportar água quente ou fria do gerador para os terminais de distribuição dentro do edifício. Devem ser bem isoladas para evitar a perda de calor e a formação de condensação ao longo do percurso de distribuição.
  3. Terminais de distribuição – estes dispositivos recebem água quente ou fria das tubagens e transferem o calor para o ambiente. Podem incluir radiadores, ventilo-convetores ou sistemas de resfriamento por piso. Os terminais de distribuição desempenham um papel crucial na garantia do conforto térmico dentro do edifício.
  4. Bombas de circulação – as bombas de circulação são utilizadas para impulsionar a água através dos tubos e garantir uma distribuição uniforme do calor por todo o edifício. São fundamentais para o correto funcionamento do sistema hidráulico e para manter uma temperatura constante em todas os ambientes do edifício.
  5. Dispositivos de controle – estes componentes regulam o fluxo de água e a temperatura dentro do sistema para manter o conforto térmico desejado. Podem incluir termostatos, válvulas termostáticas e sistemas de automação que permitem programar e controlar o sistema de acordo com necessidades específicas.
  6. Materiais isolantes – são utilizados para isolar termicamente os tubos e reduzir as perdas de calor ao longo do percurso de distribuição de água. Um isolamento adequado é essencial para maximizar a eficiência energética do sistema hidráulico e reduzir os consumos energéticos.
  7. Dispositivos de segurança – podem ser incluídos no sistema para proteger contra excesso de pressão, fugas de água ou outras situações de emergência que possam ocorrer, garantindo a segurança e o correto funcionamento do sistema.
  8. Permutadores de calor – estes componentes permitem a troca de calor entre a água quente proveniente do gerador de calor e o ambiente circundante através dos terminais de distribuição. Podem estar presentes tanto nos radiadores como nos ventilo-convetores para transferir o calor para o ar do ambiente.
  9. Depósitos de acumulação – podem ser utilizados para armazenar água quente para uso sanitário ou para garantir uma reserva de calor para o sistema de aquecimento. Estes depósitos podem ser ligados ao gerador de calor e permitem ter uma disponibilidade contínua de água quente.
  10. Filtros e dispositivos de purificação – podem ser integrados nos terminais de distribuição para purificar o ar introduzido no ambiente. Estes filtros ajudam a remover partículas de pó, agentes alérgenos e outros contaminantes presentes no ar, melhorando assim a qualidade do ar interior.
  11. Sistema de controle de umidade – alguns sistemas hidráulicos podem incluir dispositivos para controlar a umidade do ar, permitindo manter níveis ótimos de umidade dentro do edifício. Estes sistemas são particularmente úteis em ambientes onde é necessário manter uma umidade relativa específica para garantir o conforto dos ocupantes e prevenir a formação de mofo e condensação.
  12. Dispositivos de monitorização e gestão remota – com o avanço da tecnologia, cada vez mais sistemas hidráulicos estão equipados com dispositivos de monitorização e gestão remota que permitem controlar e regular o sistema remotamente através de smartphones, tablets ou computadores. Estes dispositivos oferecem maior flexibilidade e controlo aos utilizadores, permitindo-lhes otimizar a eficiência energética do sistema e poupar nos custos energéticos.

Modelo 3D de um sistema radiante hidrónico

Modelo 3D de um sistema radiante hidráulico

Tipos de sistemas hidráulicos: sistemas radiantes

Os sistemas radiantes hidráulicos típicos dos setores residencial e terciário são compostos por serpentinas de material plástico imersas nas estruturas dos edifícios, geralmente isoladas dos espaços adjacentes. Estes sistemas utilizam água a diferentes temperaturas, dependendo da necessidade de aquecer ou arrefecer os ambientes.

Podem ser instalados no chão, parede ou teto e são adequados tanto para novas construções como para remodelações de edifícios existentes. No caso dos pisos radiantes, os tubos podem ser incorporadas no contrapiso, colocando os tubos sobre a camada isolante, que pode ser plana ou em relevo.

Os principais componentes de um sistema radiante hidráulico incluem:

  1. gerador: geralmente uma caldeira (apenas para o inverno) ou uma bomba de calor, que tratam a água antes de a enviar através do sistema radiante;
  2. tubos: geralmente feitas de polietileno reticulado (PEX), que transportam a água dos geradores para os elementos radiantes;
  3. elementos radiantes: podem ser sistemas de piso, parede ou teto, compostos por tubos ou painéis especiais que distribuem o calor de forma uniforme no ambiente;
  4. válvulas e bombas de circulação: regulam o fluxo de água quente através do sistema e garantem uma distribuição uniforme do calor.

A estratigrafia do sistema inclui vários elementos, de cima pra baixo:

  • um revestimento superficial (como parquet, azulejos, PVC, etc.);
  • uma camada de suporte (contrapiso) com tubos de material plástico;
  • uma camada de proteção para o isolamento;
  • uma camada isolante que deve cumprir os padrões.

Os sistemas radiantes hidráulicos oferecem várias vantagens, incluindo um conforto térmico uniforme, uma distribuição eficiente do calor, uma melhor qualidade do ar e uma maior eficiência energética em comparação com os sistemas de aquecimento tradicionais. São especialmente adequados para ambientes de grandes dimensões e podem ser integrados com sistemas de refrigeração para fornecer conforto durante todo o ano.

Representação em planta de um sistema radiante hidrónico

Representação em planta de um sistema radiante hidráulico

Vantagens e desvantagens dos sistemas hidráulicos

Como todo sistema de climatização, o sistema hidráulico apresenta vantagens e desvantagens. Vamos comparar agora os sistemas hidráulicos com outras soluções de aquecimento e refrigeração, destacando as suas vantagens em termos de eficiência energética, conforto térmico e economia financeira. Vamos analisá-los em detalhe:

Vantagens

  • Solução única para climatização: a versatilidade do sistema hidráulico permite administrar tanto o aquecimento como a refrigeração utilizando uma única infraestrutura, oferecendo uma solução integrada durante todo o ano.
  • Consumos reduzidos: devido à sua operação a baixas temperaturas, o sistema hidráulico garante uma considerável economia nos custos energéticos, contribuindo assim para a economia nos gastos complexivos.
  • Segurança: o uso da água como fluido térmico torna os sistemas hidráulicos seguros e flexíveis, adequados também para ambientes especiais como espaços para produção de alimentos, salas de operações e instalações industriais, uma vez que eventuais fugas não representam riscos de poluição ambiental.
  • Flexibilidade: a capacidade de integrar o sistema hidráulico com outras soluções, como os painéis radiantes ou o aquecimento por indução, oferece uma ampla flexibilidade de design. Esta integração permite maximizar a eficiência energética, aproveitando o arrefecimento natural que utiliza as diferenças de temperatura com o ambiente circundante.
  • Sustentabilidade: os sistemas hidráulicos são ecológicos e sustentáveis, reduzindo as emissões de CO2 e oferecendo uma solução de baixo impacto ambiental.
  • Máximo conforto: a implementação de um sistema hidráulico representa uma das opções de climatização mais difundidas e consolidadas. Graças a esta difusão, é possível intervir facilmente nas fases de design, instalação e manutenção, tornando todo o processo muito conveniente e acessível.

Desvantagens

  • custos iniciais: a instalação de um sistema hidráulico pode implicar custos iniciais mais elevados do que outras soluções tradicionais, devido à necessidade de tubos maiores, drenos de condensação e fiação elétrica adicional;
  • tempo para atingir a temperatura desejada: os sistemas hidráulicos podem demorar mais tempo para atingir a temperatura desejada em comparação com outros sistemas mais rápidos, como os de expansão direta ou com caldeira.

Vídeo sobre como projetar um sistema hidráulico

Aqui está um vídeo sobre como projetar um sistema hidráulico com um software BIM para instalações MEP.

Edificius-MEP
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