Principiul de funcționare al unui calorifer este unul destul de complex. Sunt conștient de faptul că pentru mulți el este un obiect banal care stă la fereastră și care se încălzește pe timp de iarnă. Caloriferul este mult mai mult de atât. Informațiile pe care le găsiți aici nu sunt chiar uzuale, iar după o lecturare completă o să vedeți de ce un calorifer nu se poate înlocui cu încălzirea prin pardoseală sau cu panouri radiante. Într-un alt articol o să discutăm despre dimensionarea caloriferului, dar înainte de lecturarea aceluia, o să fie foarte util dacă înțelegeți bine cele menționate aici.
[adinserter block=”3″]
A face o filosofie despre calorifere înseamnă a face o filosofie despre sisteme de încălzire cu puncte de alimentare/consum în locații diferite. Încălzirea prin calorifere în varianta modernă, adică cea cu două țevi, nu a fost cea inițială. În trecut se utiliza calorifere cu o singură țeavă și cu un orificiu de presiune care lăsa aburul în exces să iasă. Idea nu trebuie pierdută, de aceea am scris un articol despre tipurile de calorifere. Le-am explicat într-o anumită ordine, de la cel mai ieftin și mai dezavantajos la cel mai scump și mai performant.
Cum ajunge energia termică, de la centrala termică, în spațiul cu nevoie de încălzire?
Energia termică se obține, de cele mai multe ori, prin arderea unui combustibil. Transferul de energie între centrală și calorifer se face prin intermediul unui fluid. Obișnuia să fie abur, dar acum transferul de energie se face cu apă caldă. Există un motiv anume pentru care utilizăm apă, și nu un alt fluid. Apa este fluidul cu cea mai mare capacitate termică. Voi explica acest lucru într-un articol separat. De la centrală vor pleca două țevi. Una va duce fluidul fierbinte, iar cealaltă va returna fluidul, dar cu ceva mai puțină energie înmagazinată, comparativ cu momentul plecării.
[adinserter block=”3″]
Gândiți-vă la apă ca la un tren. Pleacă cu vagonul plin și vine cu vagonul gol, dar ceva vine înapoi. Apa nu disipă toată încărcătura termică pe drum. Acest lucru este important. Dacă avem un traseu foarte lung și nu înțelegem acest lucru, atunci apa care se întoarce înapoi, ar putea îngheța pe țeavă, iar întregul sistem se oprește. Dacă trenul pierde roțile pe drum, el nu se va mai putea întoarce pentru o nouă încărcătură. Iar acesta este motivul principal pentru care izolăm țevile duse până la calorifer. Termoizolația țevilor trebuie să aibă folie exterioară de aluminiu. Vom vedea mai jos de ce.
Odată ce apa caldă a ajuns la calorifer, vom avea trei fenomene. Energia va fi eliberată prin trei metode. Prima va fi conducția, a doua convecția, iar următoarea va fi radiația. Aceste metode de eliberare a energiei în cameră stau la baza funcționării pe partea de încălzire. Același calorifer va funcționa și atunci când dorim să o răcim și să reducem umiditatea din cameră. Cumva, problemele încălzirii sunt și problemele răcirii. În articolul Cum putem răci locuința prin intermediul unui calorifer? am explicat cum funcționează răcirea prin intermediul caloriferului.
De ce se pune folie de aluminiu între calorifer și perete?
Am ales să vorbesc prima dată despre metoda de disipare a căldurii prin radiație. Radiația este emanată de orice corp cald. Corp cald este orice corp care are o temperatură peste 0 (zero) absolut. Un corp mai cald ca altul va emite mai multă radiație ca altul. În imaginea de mai jos avem un calorifer banal din tabla. Genul de calorifer pe care îl găsiți acum în orice apartament. Așa vedeți grafic radiația și felul în care încălzește ea. Afară, aceast radiație o să vină tot timpul, și de la soare. Doar că cea a soarelui este mult mai puternică. Sunteți expuși la foarte multă radiație când stați la plajă.
[adinserter block=”3″]
O să puteți observa că avem un calorifer care are temperaturi diferite din cauza convecției. Vom discuta despre convecție un pic mai jos. Caloriferul emite radiații infraroșu doar prin metalul cald. Aerul cald pe care îl circulă caloriferul nu este vizibil. În partea de jos stânga a calorifelului avem țeava care aduce apa de la centrală. Vedeți ce luminoasă este o țeavă care transportă apă fierbinte? Apoi avem țeava de retur care pornești de jos dreapta și care emite mai puțină radiație infraroșu pentru că este mai rece.
Este nevoie de folie de aluminiu în spatele caloriferului pentru că dorim ca radiația emisă de spatele caloriferului să fie reflectată tot în cameră, nu în peretele locuinței. Folia de aluminiu este foarte bună pentru această reflexie. Avem nevoie de termoizolație a țevilor cu folie de aluminiu în exterior pentru că dorim să nu lăsăm o parte din energia apei de termoficare să se piardă prin radiație. În imaginea de sus avem o țeavă de alimentare care nu a fost învelită în folie de aluminiu. Prin urmare este un sistem ineficient care pierde energie în alte zone ale casei. Poate acest lucru este un dezavantaj sau poate că nu.
Câtă energie este emisă prin radiație și câtă prin convecție?
Spuneam că un calorifer disipă caldură în cameră prin trei metode. Am început cu radiația termică și acum am ajuns la convecție. Am lăsat covecția la urmă pentru că majoritatea energiei disipate de un calorifer are loc prin convecție, nu prin radiație. Nu vă pot spune exact cât la sută din energia disipată reprezintă conducție, cât convecție și cât radiație. Depinde foarte mult din ce construiești caloriferul și cu ce îl vopsești sau acoperi. Am încercat odată un calcul, dar am ajuns într-o situație cu ecuații pe care nu știu să le rezolv.
[adinserter block=”3″]
Oricum, aceste ecuații au variabile pe care nu prea știu să le determin din cauza formelor iregulate ale caloriferului, a compoziției metalului, a purității apei sau a temperaturii apei în acel moment, deci sunt multe incertitudini. Cel mult poți lucra nu niște limite, adică stabilirea unui interval. Convecția este procesul prin care aerul circulă printre spațiile caloriferului. Dacă aerul este blocat și convecție nu mai are loc, atunci procentul de energie disipată prin convecție scade. Cantitatea de energie disipată de un anumit calorifer, cu o anumită formă și masă prin radiație, este direct proporțională cu temperatura lui.
Cantitarea de energie disipată prin convecție depinde de temperatura aerului din cameră, viteza aerului prin elementul termic, suprafața de contact între elementul termic și aer, etc. În imaginea de mai sus avem un radiator mai degrabă decât un calorifer. Convecția este foarte mică la acest element termic. Cu alte cuvinte, din cauza naturii diferite de transfer termic între radiație și convecție, o să avem niște condiții diferite de împlinit pentru o bună funcționare a unui calorifer. Mai sus am scris destul de mult despre radiație și mai deloc despre convecție. Motivul este că voi discuta despre convecție la răcirea transformatoarelor de curent.
Concluzie și alte informații legate de buna funcționare a unui calorifer
Am spus că energia termică este obținută într-o centrală termică. Aceasta va transporta această energie termică printr-un lichid mirific numită apă. Pe drum este nevoie să avem grijă ce țevi instalăm. Aici mă refer la lungime, grosimea peretelui, diametru, materialul din care sunt făcute, etc. Apoi aceste țevi vor fi termoizolate și învelite cu folie de aluminiu. Evident că sunt comercializate cochilii de vată minerală sau spumă cu folia de aluminiu deja lipită pe ele. Montajul continuu ale acestor bucăți de termoizolație este făcută cu bandă adezivă din folie de aluminiu.
[adinserter block=”3″]
Apoi ajungem la calorifer. Vreau să vă spun că un calorifer nu trebuie vopsit cu vopsea. Ideal ar fi să avem un radiator dintr-un material care nu este vopsit. Motivul este că metoda de convecție va merge mult mai bine când nu avem un strat izolator pe calorifer. La fel și conducția. Vopseaua, și mai ales vopseaua aplicată cu pensula, are un efect de termoizolare asupra caloriferului. Cu alte cuvinte, va reduce capacitatea caloriferului. În imaginea de mai jos puteți doar să ghiciți cam câte straturi de vopsea are caloriferul.
Da, va subdimensiona caloriferul. Dacă vopseaua este albă sau reflectorizantă, atunci lucrurile sunt și mai ineficiente. Vopseaua albă sau reflectorizantă împiedică radiația termică să iasă din calorifer. Efectul dăunător al vopselei pe suprafața caloriferului este minor, dar el există și poate avea un impact mai mare sau mai mic în funcție de foarte mulți factori pe care nu îi voi mai explica aici. Cel puțin nu acum. Asta este povestea caloriferului și explică funcționalitatea lui. Am scris acest articol și pentru a face trimitere aici de fiecare dată când sunt întrebat cum funcționează un calorifer.
Mulțumim frumos pentru sfaturi.
Unii dintre noi au mare nevoie de astfel de afaturi.
Eu am învățat ceva.
super articol!
Super articol! Foarte folositor, explicații concrete și detaliate.
Mă bucur că vă este de folos. Sunt informații simple, pe care presupui că le cunoaște toată lumea. Când am scris articolul acela, moment în care am început și altele, am participat la o licitație, în calitatea de consultant pentru beneficiar. Tu ca beneficiar apuci să organizezi o licitație, iar furnizorii vin și ofertează. În timpul ofertării, mai ales dacă nu ceri ceva foarte specific și concret, cei de la firmele de instalații vin cu cele mai aberante oferte. La prima vedere, ai impresia că doresc să-ți factureze niște produse și servicii de care nu ai nevoie. Însă o analiză mai amănunțită a dosarului, mi-am dat seama că, pe lângă produsele inutile, au uitat de retur. Ofertantul care avea CEA MAI MICĂ OFERTĂ, a uitat de retur. Era vorba de un hotel cu aproximativ 150 de calorifere din tablă de oțel, două în fiecare cameră de hotel, fără retur. Se pot face o grămadă de ghidușenii/improvizații și așa, doar că nici acele improvizații nu erau menționate. Oamenii ăia nu aveau nicio treabă cu instalațiile și cred eu că au dat de o poză/tutorial pentru instalațiile pe abur, care nu aveau retur și care încă se mai utilizează prin America de Nord ( SUA, Canada ).