Esquema de ligação do tanque de aquecimento de água

O esquema de conexão do aquecedor de água de acumulação depende do regime térmico e hidráulico da fonte de calor, bem como dos requisitos para a automação do processo de aquecimento.

Esquema com trocador de calor integrado e uma bomba de carga

É utilizado em centrais térmicas quando ligado a um coletor sem pressão ou separador hidráulico. A bomba é ativada e desativada pelo sinal do sensor de temperatura instalado no aquecedor de água de acumulação. As temperaturas de ativação e desativação são configuradas por software no controlador de gestão.

Recomenda-se instalar uma válvula de retenção na linha de alimentação do circuito de aquecimento para evitar o resfriamento do tanque através do circuito de aquecimento durante a parada da bomba.

Esquema com trocador de calor integrado e regulador de temperatura

É utilizado em sistemas de aquecimento de água conectados à rede térmica ou ao coletor pressurizado da central térmica que fornece calor a vários consumidores. O regulador de temperatura pode ser uma válvula reguladora de duas vias ou um regulador de temperatura de ação direta. A válvula do regulador de temperatura pode ser instalada tanto no tubo de alimentação quanto no de retorno.

O regulador mantém uma temperatura constante na parte média do tanque, variando o fluxo do fluido térmico através do trocador de calor localizado na parte inferior do tanque.

Esquema com trocador de calor integrado, uma bomba de carga e válvula de mistura

Este esquema é utilizado quando o aquecedor de água de acumulação é conectado em centrais térmicas a um separador hidráulico ou coletor sem pressão. O funcionamento da bomba pode ser contínuo ou o sinal de ativação e desativação pode vir do controlador de gestão.

Como válvula de mistura, pode ser utilizada uma válvula reguladora de três vias com acionamento elétrico, controlada pelo controlador, ou um regulador de temperatura de mistura de ação direta.

Esquema com trocador de calor externo e duas bombas

Este esquema é utilizado para conectar aquecedores de água de acumulação em centrais térmicas a um separador hidráulico, um coletor sem pressão com uma temperatura máxima na linha de alimentação de não mais de 70°C e nos casos em que a caldeira funciona apenas para aquecimento de água.

Também é possível conectar-se a redes de aquecimento central por meio de um esquema independente com manutenção de temperatura constante da água de aquecimento de não mais de 70°C.

O funcionamento das bombas é controlado por um controlador programável que, pelo sinal do sensor de temperatura na parte média do tanque, liga ambas as bombas e envia um sinal para ligar a caldeira (se for projetada apenas para aquecimento de água). Na parte inferior do tanque há um sensor que desliga a caldeira e as bombas. A temperatura da água na saída do trocador de calor é mantida pelo funcionamento variável da bomba do circuito de aquecimento. Ao implementar este esquema de controle, é importante que a automação de ativação e desativação das bombas seja ajustada de forma que evite a entrada de água fria da parte inferior do tanque na parte superior durante o aquecimento da caldeira ou do trocador de calor.

Esquema com trocador de calor externo, uma bomba e regulador de temperatura

Este esquema é utilizado para conectar o aquecedor de água de acumulação às redes de aquecimento central ou ao coletor pressurizado da central térmica que fornece calor a vários consumidores. A temperatura da água quente na saída do trocador de calor é mantida constante.

O regulador de temperatura pode ser implementado por meio de uma válvula reguladora com controlador e sensor de temperatura, ou por um regulador de temperatura de ação direta. O fluxo do fluido térmico de aquecimento é variável, com a possibilidade de parar completamente a circulação. O fluxo do fluido térmico aquecido pode ser constante ou variável, com controle da bomba pelo sinal de dois sensores de temperatura instalados na parte média e inferior do tanque.

Esquema com trocador de calor externo e uma bomba

É utilizado para conectar um aquecedor de água de acumulação a uma caldeira de aquecimento que funciona apenas para fornecimento de água quente, mantendo uma temperatura constante na saída da caldeira com um fluxo constante do fluido térmico de aquecimento. O sinal para ligar a bomba de carga do circuito aquecido vem do sensor de temperatura na parte média do tanque, e o sinal de desligamento vem do sensor de temperatura na parte inferior do aquecedor de água.

É possível implementar um esquema para ligar e desligar a caldeira com os mesmos sinais da bomba de carga, mas neste caso surge o problema de carregar o aquecedor de água de acumulação com água não aquecida da parte inferior do tanque durante o aquecimento da caldeira. Este problema pode ser resolvido instalando um relé temporizador na bomba do circuito secundário, que envia um sinal para ligar a bomba após um determinado tempo após a ativação da caldeira.

Esquema com trocador de calor externo, duas bombas e válvula de mistura

É utilizado em centrais térmicas que fornecem calor a vários sistemas e operam de acordo com um gráfico de aquecimento com um ponto de inflexão de pelo menos 5-10°C acima da temperatura da água aquecida, e a conexão do aquecedor de água de acumulação é feita a um separador hidráulico ou coletor sem pressão.

A temperatura da água na saída do trocador de calor é mantida pela válvula de mistura. A bomba do circuito secundário (aquecedor) pode funcionar continuamente ou ser ativada pelo sinal do sensor de temperatura na parte inferior do tanque e desativada pelo sinal do sensor de temperatura instalado na parte média do tanque. A bomba do circuito primário (aquecedor) pode funcionar continuamente ou periodicamente, ativando-se e desativando-se pelos mesmos sinais que a bomba do circuito secundário. Como válvula de mistura, pode ser utilizada uma válvula reguladora de três vias com acionamento elétrico, controlada pelo controlador, ou um regulador de temperatura de mistura de ação direta.

Esquema com trocador de calor externo, uma bomba e válvula de separação

É utilizado em centrais térmicas que operam de acordo com um gráfico de aquecimento com um ponto de inflexão de pelo menos 5-10°C acima da temperatura da água aquecida, e a conexão do aquecedor de água é feita ao coletor pressurizado. A temperatura da água na saída do trocador de calor é mantida por uma válvula de três vias que divide o fluxo do fluido térmico de aquecimento.

A bomba do circuito de aquecimento pode funcionar continuamente ou ser ativada pelo sinal do sensor de temperatura na parte inferior do tanque, e desativada pelo sinal do sensor de temperatura instalado na parte média do tanque. Como válvula de separação, pode ser utilizada uma válvula reguladora de três vias com acionamento elétrico, controlada pelo controlador, ou um regulador de temperatura de separação de ação direta.

Independentemente do esquema de controle de aquecimento nos aquecedores de água de acumulação, ao escolher um controlador, recomenda-se dar preferência a dispositivos que permitam implementar a proteção contra legionella, aumentando temporariamente a temperatura da água no tanque para 70°C durante a noite.

Esquemas de conexão paralela e em série

A montagem de vários aquecedores de água de acumulação é utilizada nos seguintes casos:

• Necessidade de adaptação às condições específicas de volume e planejamento.
• As características de peso e tamanho de um único tanque dificultam o transporte e a instalação.
• A capacidade do maior tanque não é suficiente para fornecer o volume necessário de água.
• É necessária alta confiabilidade do sistema de aquecimento de água com a possibilidade de desligar um dos tanques sem parar o sistema.
• É implementado um esquema específico de aquecimento de água que permite adaptar o processo de aquecimento às condições de consumo de água e, assim, escolher o volume mínimo necessário do aquecedor de água.
• No caso de conexão paralela de aquecedores de água de acumulação, recomenda-se o uso de tubulações com fluxo constante do fluido térmico (esquema Tichelmann), o que permitirá aquecer uniformemente os tanques e utilizar uniformemente a água quente deles.

Características do esquema de conexão paralela de aquecedores de água de acumulação:

• Alta capacidade do sistema de aquecimento de água.
• É possível desligar um dos tanques para manutenção sem parar o sistema de abastecimento de água.

Características do esquema de conexão em série de aquecedores de água de acumulação:

• Compensação de picos significativos de consumo de água.
• O resfriamento do fluido térmico no circuito de aquecimento é maior em comparação com os tanques conectados em paralelo, o que permite conectar os tanques a uma caldeira de condensação e alcançar a eficiência máxima, e no caso de aquecimento centralizado, utilizar menos fluido térmico.

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