SISTEMA DE AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO POR TUBAGEM CAPILAR

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1 SISTEMA DE AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO POR TUBAGEM CAPILAR!!"#$%!!"#&'()&'(*&+++*&'(*&

2 ÍNDICE 1. O Que é o Sistema Clina? Princípio Esquema principal dos sistemas de radiação Vantagens da Técnica de Tubagem Capilar Características dos Tapetes de Tubos Capilares Esquema Global Ficha Técnica Potência Elementos que Constituem o Sistema Clina Esquema em Arrefecimento e Descrição do Circuito Primário e Secundário Esquema Global Imagens dos Elementos Técnicas de Instalação Tecto Radiante Pavimento Radiante Perguntas e Respostas Mais Frequentes Sobre o Sistema de Aquecimento e Arrefecimento Clina Exemplos da Aplicação do Sistema Clina Europa

3 1. O QUE É O SISTEMA CLINA? Nas edificações modernas pretende-se uma permanente temperatura de conforto, a ausência de correntes de ar, a libertação de espaços, economia de gastos energéticos, sistemas silenciosos e um baixo custo de manutenção. Os sistemas de climatização convencional não satisfazem integralmente estes objectivos. O sistema Clina satisfaz estas exigências. Através da instalação duma densa rede de tubagens capilares nas superfícies envolventes dos compartimentos é possível transmitir por radiação grandes quantidades de energia, alcançando níveis de conforto insuperáveis, a um custo muito reduzido, através de um processo térmico similar ao do corpo humano. O sistema Clina, utilizando a água como fluido climatizador, pode recorrer a vários tipos de fontes energéticas, desde a caldeira ou painéis solares, para aquecimento, bomba de calor reversível, para quente ou frio, ou chiller, apenas para arrefecimento. Portanto, o sistema Clina é compatível com fontes energéticas já existentes, como caldeiras para águas quentes sanitárias, ou bombas de calor para aquecimento de águas duma piscina, ou ainda aproveitar a energia geotérmica. Os tapetes de tubagens capilares, assim como as tubagens de ligação são produzidos em polipropileno sob as mais rigorosas condições de controlo de qualidade. 2. PRINCÍPIO No sistema Clina a água, quente ou fria, circula pelos tubos capilares instalados nas superfícies envolventes (pavimentos, tectos ou paredes), activando o aquecimento ou arrefecimento dos compartimentos. Graças à elevada densidade das tubagens capilares essas superfícies activas são aquecidas ou arrefecidas duma forma homogénea e uma grande quantidade de energia pode ser rapidamente distribuída. Quando em arrefecimento, a temperatura da superfície poderá ficar aproximadamente a 19 C com uma temperatura de fluxo de água de 16 C, podendo ser alcançada uma capacidade de refrigeração até 90W/m², conforme o tipo de instalação. Para aquecimento, a água circula de 26 a 28 C pelo mesmo sistema. Neste caso, a temperatura de superfície poderá ser de aproximadamente 25 C. Tanto em aquecimento como em arrefecimento, a energia de radiação da pele humana (que está a cerca de 32ºC) é dirigida para a superfície activa, conseguindo o equilíbrio e a melhor sensação de conforto (conf.fig1). 3

4 3. ESQUEMA PRINCIPAL DOS SISTEMAS DE RADIAÇÃO Superficies (paredes,tectos,chão). q R Radiação térmica* Ar. qc Convecção Fig.1 Sistema de Radiação e de Convecção: em aquecimento ou arrefecimento, sobretudo por radiação, mas também, em parte, por convecção, o corpo troca energia com a envolvente na busca do equilíbrio e do conforto térmico *q C =Emissão de calor do corpo humano por convecção, W/m 2 ; q R =Emissão de calor do corpo humano por radiação, W/m 2. 4

5 4. VANTAGENS DA TÉCNICA DE TUBAGEM CAPILAR Economia: Em comparação com os tradicionais sistemas de climatização, pode-se conseguir uma redução de custo energético de até 30%. A esta poupança devemos somar o facto de que os sistemas Clina não requerem praticamente manutenção. Economia de espaço: Tomando como exemplo tecto radiante, este pode ser instalado num espaço de apenas cm. Comparando com os tradicionais sistemas de climatização, isto supõe uma economia de espaço de cerca de 20%. Conforto: Os sistemas de climatização por tubos capilares Clina não produzem correntes de ar e são totalmente silenciosos. A contaminação do ar por microorganismos é mínima graças à utilização de ar fresco. Invisibilidade: O sistema de climatização fica totalmente integrado nos elementos estruturais da construção. Desaparecem radiadores e unidades de refrigeração e com eles, os seus custos de manutenção. Flexível: Graças à utilização de tubos de polipropileno, os sistemas capilares são flexíveis e adaptáveis a superfícies variadas. Desse modo o arquitecto ganha maior liberdade de trabalho. Facilidade de instalação: O baixo perfil de instalação e a leveza do sistema de capilares ( gr/m² incluindo a água) não requer estruturas de suporte especiais. Segurança: Os sistemas de tubos capilares Clina são fabricados com polipropileno de alta qualidade. Cada trama Clina é testada com ar a uma pressão de 20 bar, introduzida num tanque, durante 1/2 hora. Tendo em conta que o sistema trabalha a 2 bar, este teste está 10 vezes acima da pressão de trabalho. Uma vez instalado, o sistema de capilares é novamente testado a 10 bar de pressão. Durabilidade: Os clientes do sistema Clina desfrutam de uma garantia total de 10 anos. Os testes realizados em laboratório dão como resultado uma vida útil do sistema superior a 50 anos. Livre de depósitos e bactérias: No sistema de tubos capilares Clina, existe um permutador de aço inoxidável que separa o sistema de capilares (circuito secundário) do circuito primário de água. O circuito secundário dos capilares apenas contém materiais não corrosíveis com o fim de evitar a formação de depósitos. Os microorganismos não podem desenvolver-se já que não encontram os compostos de fósforo e de nitrogénio de que necessitam para viver. Clina garante um circuito de água totalmente livre de matérias sólidas, mesmo depois de décadas de actividade. Facilidade de reparação: No caso de se verificar uma perfuração acidental de um capilar, o tubo danificado pode ser facilmente destapado e reparado sem necessidade de substituir todo o circuito. 5

6 Rapidez de reacção: Depois do arranque do sistema, em poucos minutos será perceptível a alteração da temperatura ambiente. Sem condensações: Os locais equipados com Clina, contam com um sistema anticondensação que detêm o funcionamento do sistema em caso de índice de humidade excessivo. Auto purgante: Graças ao reduzido diâmetro dos capilares e à tensão de superfície da água, as tubagens capilares purgam-se automaticamente. Mesmo em paredes verticais e com fluxo descendente, as borbulhas de ar são conduzidas à frente da água durante o processo de enchimento e arranque. Fig.2 Respeitador do meio ambiente: Os sistemas Clina são fabricados com processos respeitadores do meio ambiente. Durante o seu fabrico não se produzem resíduos contaminantes quer em forma de águas residuais quer de ar contaminado. Todos os resíduos industriais são reciclados ou reutilizados. Em comparação com outros materiais, a fabricação de polipropileno consome menos recursos energéticos primários. Este gasto energético é 5 vezes maior no caso do cobre e até 8 vezes mais no do alumínio. Devido à composição do polipropileno (basicamente carbono e hidrogénio) não se produzes produtos nocivos na sua combustão, eliminando problemas de intoxicação em casos de incêndio. Risco Nulo para proprietários e construtores: Os produtos do sistema Clina têm uma garantia de 10 anos. 6

7 5. CARACTERÍSTICAS DOS TAPETES DE TUBOS CAPILARES 5.1 ESQUEMA GLOBAL Fig.3 Tipos de Tapetes: G mat, S mat e U mat 5.2 FICHA TÉCNICA Características: Material: Polipropileno (PP-R); Largura (L): 0,6-6m; Cumprimento (B): 0,15-1m; Diâmetro do tubo capilar (A): 4,3 mm; Distancia entre tubos capilares: mm; Capacidade de água: 0,35 L/m²; Peso (com água): g/m²; Perda de carga no sistema: Até 40 kg/h m²; Pressão do sistema: Dependendo da área do circuito, de 0.1 a 2 bares. 7

8 5.3 POTÊNCIA Em seguida, é apresentado um gráfico exemplo da capacidade de refrigeração, para os diferentes tipos de tectos, em função da diferença de temperatura entre a superfície do tecto e o ambiente. A Tecto radiante com painéis de aço: 84 W/m² B Tecto radiante estucado com massa: 80 W/m² C - Tecto radiante com pladur ou similar: 70 W/m² Fig.4 Gráfico de Potências 8

9 6. ELEMENTOS QUE CONSTITUEM O SISTEMA CLINA 6.1 ESQUEMA EM ARREFECIMENTO E DESCRIÇÃO DO CIRCUITO PRIMÁRIO E SECUNDÁRIO Fonte Energética Chiller 6ºC Circuito Primário 16ºC Circuito Secundário Tapetes de Tubos Capilares Clina 12ºC Permutador de Calor em Aço Inox Sistema Clina de Material Resistente à Corrosão 19ºC Fig.5 Esquema Demonstrativo do Circuito Primário/ Secundário em Arrefecimento SISTEMA PRIMÁRIO Fonte Energética: Bomba de Calor (Aquecimento e Arrefecimento); Caldeira a Gás / Gásoleo (Aquecimento); Painéis Solares (Aquecimento); Chiller (Arrefecimento); Energia Geotérmica (Aquecimento); SISTEMA SECUNDÁRIO Sistema de Distribuição: Bomba de Circulação de Água; Colectores de Distribuição de Água; Reguladores de Caudal; Actuadores Térmicos. Elemento de Ligação Sistema Primário/Secundário: Permutador de Calor em Aço Inoxidável. Sistema de Controlo: Termóstatos Ambientes para Aquecimento; Termóstatos Ambientes para Aquecimento e Arrefecimento com um Sensor de Humidade Incorporado. Elementos em PP-R: Tapetes de Tubos Capilares; Tubos de Diâmetro 20, 25, 32, ; Acessórios de Ligação (Curvas, Tês, Uniões, Tubos Flexíveis ). 9

10 6.2 ESQUEMA GLOBAL Fig.6 Esquema Geral dos Elementos que Constituem o Sistema Clina 10

11 6.3 IMAGENS DOS ELEMENTOS ELEMENTOS MECÂNICOS Fig. 7 - Chiller / Bomba de Calor Fig. 8 - Caldeira Fig. 9 - Colector de Distribuição Fig Permutador de Calor com Bomba de Circulação 11

12 ELEMENTOS DE CONTROLO E DE COMANDO ELÉCTRICO Fig Termóstato Regulador de Temperatura Quente Fig Termóstato Regulador de Temperatura Quente/Frio com Sensor de Humidade ELEMENTOS DE CONSTRUÇÃO Fig Tapete de Tubagem Capilar Fig Acessórios de Tubagem 12

13 7. TÉCNICAS DE INSTALAÇÃO 7.1 TECTO RADIANTE TAPETES CLINA INTEGRADOS EM TECTO DE CIMENTO ESTUCADO COM GESSO (Fig.15) Fig. 15 Vantagens: Os tubos capilares Clina instalam-se entre a capa de gesso e o tecto de cimento; Podem aplicar-se todos os estucamentos disponíveis no mercado; Mínima altura estrutural, especialmente adequado para pés direitos baixos; Nenhuma redução do pé direito da construção quando se instala em construções já existentes; Capacidade de arrefecimento de cerca de 80 W/m 2. Fig.16 Fig.17 13

14 TECTO METÁLICO COM SISTEMA CLINA INTEGRADO (Fig.18) Características: Os tapetes de tubos capilares ficam na parte interior do tecto e, por isso, podem ligar-se facilmente à tubagem de abastecimento e de retorno, através de tubos flexíveis; Pode aceder-se facilmente à zona do tecto e podem abrir-se os painéis metálicos durante o funcionamento; Os tectos falsos existentes que dispõem de painéis metálicos podem voltar a equipar-se posteriormente sem problemas; Montagem fácil, rápida e limpa; Capacidade de arrefecimento alta (83.5 W/m 2 ); Mais caro em comparação com as restantes formas de instalação, devido ás pequenas dimensões e da complexa distribuição dos tapetes; Cumpre os requisitos acústicos. Fig.18 Fig. 19 Fig

15 PLACAS DE GESSO OU PLADUR (ESTRUTURA SECA) COM SISTEMA CLINA INTEGRADO (Fig. 21) Características: Fig. 21 Os tapetes de tubos capilares colocam-se dentro do tecto e, por conseguinte, podem-se ligar facilmente às tubagens de abastecimento e de retorno; Na parte visível, observa-se um tecto de estrutura seca (placas) contínuo e uniforme; Para colocar os tapetes de tubos capilares Clina e as tubagens de abastecimento e de retorno, é apenas necessário baixar o tecto cerca de 10 cm; Montagem fácil, rápida e limpa; Capacidade de arrefecimento cerca de 70 W/m 2. Fig

16 7.2 PAVIMENTO RADIANTE TAPETES CLINA ENTRE CIMENTO E O ACABAMENTO DO PAVIMENTO (Fig. 23 e 24) Fig.23 Fig. 24 Características: Integram-se na betonilha. Deve-se aplicar uma betonilha fina para que os tapetes fiquem bem envolvidos pelas massas; Tapetes integrados estruturalmente na betonilha; Nenhum aumento na cota do pavimento devido à instalação dos tapetes. Mínima altura estrutural, especialmente adequado para pés direitos baixos. TAPETES CLINA ENTRE CIMENTO E O ACABAMENTO DO PAVIMENTO (Fig. 25) Características: Fig. 25 Instalam-se sobre o cimento ou placa. Por cima deles coloca-se directamente (usando uma massa de união) o acabamento do pavimento. Esta técnica é a mais aconselhável para a reabilitação de edifícios; Sobre os tapetes e depois de colocar a massa de união, pode aplicar-se qualquer tipo de acabamento (cerâmica, pedra, madeira, etc.); Facilidade na instalação; Facilidade relativa aquando se torne necessário mudar ou acrescentar zonas radiantes. 16

17 8. PERGUNTAS E RESPOSTAS MAIS FREQUENTES SOBRE O SISTEMA DE AQUECIMENTO E ARREFECIMENTO CLINA 1. Que temperatura se atinge numa habitação com este sistema? A climatização radiante é um conceito de conforto absolutamente diferente dos sistemas convencionais. Não é necessário que a temperatura ambiente atinja 22 C para conseguir conforto. Apesar disso, até com uma temperatura de 26 C se pode ter uma óptima sensação de conforto, já que estamos perante um sistema que aquece, sobretudo, os elementos estruturais da habitação e não apenas o ar. 2. Clina é um sistema essencialmente de aquecimento ou de frio? O sistema de tubos capilares pode adaptar-se às diferentes necessidades. Os tapetes podem instalar-se nos tectos, paredes ou pavimentos, dependendo das condições. Em Portugal, devido às suas condições ambientais, poderá aplicar-se igualmente em pavimentos, tectos e paredes. É no tecto onde alcança maior potência em frio, ao aproveitar os dois efeitos: radiação 80% e convecção 20%, mas será através do pavimento que consegue um maior equilíbrio entre uma e outra função. 3. Qual é a potência de arrefecimento deste sistema? Tomando como exemplo uma habitação com tecto radiante onde a temperatura da habitação seja de 26 C e a temperatura da água de arrefecimento de 16 graus: Potência com painéis metálicos: 84 W/m² Potência com placa Pladur : 70 W/m² Potência com tecto estucado: 80 W/m² Nota: Para intervalo térmico de 10 C entre água e ambiente. 4. Como é que o sistema controla a possibilidade de formação de condensações? Instala-se uma ou duas sondas de detecção de condensação em cada circuito. Dependendo da carga de humidade do ar da habitação, o sensor varia a sua resistência à electricidade. Se a humidade da habitação sobe excessivamente, a unidade recebe um sinal que faz com que esta aumente a temperatura da água ou que pare o sistema. Esta decisão depende da ordem que tenha sido imposta previamente à unidade de controlo. Quando a humidade baixa, o sistema reactiva-se automaticamente. 17

18 5. Como pode evitar-se a condensação em condições de grande humidade? A utilização de tectos e paredes radiantes para arrefecimento, requer um sistema que vigie e evite a condensação. Existem várias opções: a) Subir a temperatura da água de arrefecimento: Se o sistema detecta a formação de condensação, a temperatura da água deve subir para a evitar. Por meio da regulação, o sistema incrementa a temperatura nos períodos de humidade elevada. b) Parar o sistema se existe possibilidade de condensação: Se o sistema detecta condensação pára até que esta desapareça. c) Desumidificação do ar através da ventilação: Com este sistema, a água de arrefecimento pode circular a temperaturas mais baixas, aumentando assim a capacidade de arrefecimento. 6. Que superfície radiante é suficiente para arrefecer a habitação? Depende da carga de arrefecimento necessária para a habitação. É necessário um cálculo correcto e um projecto da instalação dos tectos, pavimentos e paredes radiantes. Nem sempre é conveniente a instalação de tectos radiantes, mesmo assim podem instalar-se vários sistemas de apoio (Ver pergunta 8). 7. Para arrefecimento o sistema Clina funciona bem sob condições de elevadas temperatura e humidade (90%)? Sim. O sistema deve ser instalado preferencialmente em tectos ou paredes. Aplicação habitual neste caso será para locais comerciais e escritórios e outros semelhantes. É efectuada a renovação do ar através de um sistema de ventilação combinado com o sistema de arrefecimento. Nestes casos a dimensão do caudal de ventilação pode ser muito baixa. 8. O líquido de refrigeração é simplesmente água? Sim. O sistema de tubos capilares funciona simplesmente com água corrente através de um circuito independente, que deverá encher-se uma única vez. 9. Existem problemas de corrosão e formação de depósitos? O polipropileno é permeável ao oxigénio. Até chegar ao ponto de saturação, o oxigénio penetra na água através das tubagens e dos capilares do circuito independente do sistema Clina. 18

19 Para evitar problemas de corrosão, é necessário isolar o sistema por meio dum permutador de calor em aço inoxidável. Deste modo, todo o sistema secundário deve estar formado por peças de material resistente à corrosão como o aço inoxidável, o cobre e o plástico. Com uma instalação correcta do sistema, os problemas de corrosão ficam eliminados. O mesmo ocorre com a formação de depósitos, que é o resultado da corrosão dentro do sistema. Graças ao isolamento do sistema por meio de um permutador de calor de aço inoxidável e ao uso de materiais não corrosíveis, a formação de depósitos, calcário ou sedimentos que obstruam os capilares é impossível. 10. Existem problemas de obstrução por calcário? Não. Como demonstram os estudos realizados, para a formação de calcário são necessárias temperaturas superiores a 60 C, já que a temperatura da água dentro das tubagens capilares oscila entre os graus, não existe possibilidade de formação de calcário no sistema Clina. 11. Que tipos de tectos radiantes existem, e qual é o seu modo de instalação? Painéis metálicos: Neste caso, os tapetes de tubos capilares Clina afixam-se aos painéis metálicos e cobrem-se com isolamento. Normalmente estes painéis são fabricados previamente na fábrica, conforme o tipo de tecto. Todos os tipos e formas de painéis metálicos podem ir equipados com o sistema de tubos capilares Clina. A montagem do tecto falso realiza-se com perfis metálicos. A ligação dos painéis do circuito realiza-se por meio de tubos flexíveis, introduzindo a sua ponta nos encaixes rápidos dos tapetes. Placa de gesso com o sistema Clina integrado: O isolamento é colocado sobre perfis portadores. Colocam-se os tapetes Clina e depois instalam-se as placas de gesso, da mesma forma que no modo tradicional. Assim, conseguimos que os tapetes fiquem integrados como sanduíche no tecto. A ligação das placas do circuito realiza-se por meio de manguitos de união e soldadura, ainda que também, neste caso, exista a possibilidade de usar os tubos flexíveis e encaixes rápidos. Sistema Clina directo sob tecto de cimento: Os tapetes de tubos capilares Clina afixam-se ao tecto de cimento, ou seja, directamente sobre o tecto ou placa da obra, acabando por ficar entre a capa de gesso e o tecto de cimento. Os tubos principais dos tapetes e as tubagens são colocados nos espaços vazios, no revestimento ou no espaço livre do tecto. As tubagens de alimentação soldam-se aos tubos capilares. Em seguida o tecto é estucado. Podem-se aplicar todos os estucamentos disponíveis no mercado, desde o cimento ao estucamento acústico. 19

20 12. O que acontece quando, por acidente, um tubo capilar se danifica? Depois da instalação do sistema, realiza-se obrigatoriamente um teste de segurança da instalação, com ar, a uma pressão de 10 bar. Em caso de ruptura dum capilar por acidente, o capilar é cortado e selado por calor. Ainda que o capilar fique inoperativo, a perda total de potência será insignificante. 13. Qual é a vida útil duma instalação CLINA? A pressão de trabalho do sistema CLINA é de 2-3 bares. Nestas condições, de acordo com testes laboratoriais, os sistemas de tubos capilares CLINA têm uma vida útil de mais de 50 anos. 14. O sistema CLINA é fácil de instalar? O sistema CLINA deve ser instalado por técnicos especializados que tenham conhecimentos e experiência em soldaduras de polipropileno. 20

21 9. EXEMPLOS DA APLICAÇÃO DO SISTEMA CLINA EUROPA Reichstag (Parlamento Alemão) Alemanha Berlin m² Landesbank Berlin, Alexanderhaus Alemanha Berlim m² Rosmarin Carrée Alemanha Berlim m² Lufthansa, Hauptverwaltung - Alemanha Colónia m² Benteler AG, Werk Talle - Alemanha Paderborn m² RTL - Alemanha Colónia m² Nokia Alemanha Düsseldorf m² Japan Center Alemanha Frankfurt, M m² Braun AG - Alemanha - Kronberg/Taunus m² Bayrische Landesbank - Alemanha Munique m² Deutsche Bank - Alemanha Munique m² FC Bayern München, Verwaltung - Alemanha Munique m² Creditanstalt - Áustria Viena m² Nestlé Headquarter - França Paris m² Hotel de Beaune - França Paris m² Imprimerie Saint Paul L Luxemburgo m² Ariane Espace - L Luxemburgo m² Interpolis Versicherung - Holanda Tilburg m² Slovakische Zentralbank Eslováquia Bratislava m² Interbanka Checoslováquia Praga m² Kensington Palace Inglaterra Londres m² Hypobank Inglaterra Londres m² 21