Subestações individuais – EvoFlat 4.0

O conceito de subestações individuais da Danfoss, EvoFlat 4.0, consiste em um sistema no qual unidades são instaladas em cada apartamento e alimentadas por uma fonte central de energia. Essas unidades normalmente incluem um trocador de calor de placas compacto, que fornece água quente sanitária (AQS) de forma instantânea sob demanda, além de uma válvula de controle de pressão diferencial para regular o fluxo de aquecimento para os radiadores dos usuários.

A principal diferença é que, nos sistemas descentralizados, a preparação de AQS é transferida da fonte central (como nos sistemas tradicionais) para as unidades instaladas em cada apartamento. Nos sistemas tradicionais, normalmente são utilizadas cinco colunas principais, enquanto nos sistemas descentralizados utilizam-se três colunas.

Existem duas aplicações principais, dependendo do tipo de instalação no apartamento –  Aquecimento por radiadores e aquecimento por piso.

A fonte de calor para o sistema descentralizado pode ser caldeiras a óleo, gás ou biomassa, aquecimento urbano, bombas de calor ou uma combinação dessas fontes. Além disso, o sistema também pode ser complementado por energia solar. É importante que a(s) fonte(s) de energia seja(m) capaz(es) de fornecer uma temperatura mínima de fornecimento suficiente, com o objetivo de garantir temperaturas adequadas de água quente sanitária no trocador de calor instalado em cada apartamento. A instalação também inclui um tanque de inércia (buffer).

O tanque de inércia evita partidas e paradas frequentes do queimador ou do compressor em uma instalação com bomba de calor, contribuindo para aumentar a vida útil do equipamento e reduzir emissões. Ele também armazena um volume suficiente de energia, permitindo o fornecimento instantâneo de vazão adequada aos aquecedores em cada apartamento durante períodos de pico de demanda. O tanque é carregado até a temperatura de fornecimento desejada para o sistema de distribuição. Em princípio, o tanque pode não ser necessário em sistemas com grande número de apartamentos, pois o volume total da rede e de caldeiras maiores pode fornecer capacidade suficiente para absorver grandes variações de demanda de AQS. O limite depende do volume nas tubulações e na caldeira, bem como da carga da caldeira.

No conceito EvoFlat 4.0 para sistemas descentralizados, os trocadores de calor são utilizados principalmente para a produção de água quente sanitária. O princípio de funcionamento do aquecimento instantâneo pode ser descrito da seguinte forma:

• A água de aquecimento circula de um lado do trocador de calor de placas, transferindo calor para a água fria que circula do outro lado. A água aquecida é então enviada diretamente para os pontos de consumo.
• Para controlar a capacidade de AQS da unidade, utiliza-se uma válvula de controle automática, desenvolvida especificamente para essa aplicação, que regula o fluxo em ambos os lados do trocador de calor.
• Para aquecedores instantâneos, podem ser utilizados diferentes tipos de válvulas de controle de AQS, com diferentes princípios de operação, cada um com suas vantagens e desvantagens. Esses princípios são normalmente classificados como: controle por temperatura, controle por pressão e controle por temperatura e pressão.

A Danfoss oferece uma ampla linha de produtos que inclui subestações individuais com todos esses princípios de controle.

As vantagens da preparação instantânea de AQS incluem:

• Redução do risco de legionella
• Maior conforto com fornecimento contínuo
• Menor necessidade de espaço
• Baixas temperaturas de retorno (mais eficiência energética)
• Operação com baixa temperatura de fornecimento (ex.: 50–55 °C)

A alternativa é o uso de boilers individuais (reservatórios) em cada apartamento. No entanto, essa solução não oferece os mesmos benefícios do sistema instantâneo, embora possa ser utilizada conforme a necessidade do cliente.

No conceito EvoFlat, o circuito pode ser configurado de três formas:

• Direto – controlado apenas por um controlador de pressão diferencial e, opcionalmente, por uma válvula de zona com termostato ambiente. Aplicação típica: radiadores (até PN10)
• Direto com circuito de mistura – controlado por controlador de pressão diferencial + circuito de mistura. Aplicação típica: aquecimento por piso (até PN10)
• Indireto – utiliza trocador de calor controlado por válvula termostática de 2 vias e, opcionalmente, válvula de zona. Aplicação típica: aquecimento por piso (até PN16)

A estimativa da demanda de água quente sanitária faz parte da avaliação total, razão pela qual o termo fator de simultaneidade é relevante nesse contexto. Em resumo, apenas uma parte de todos os pontos de consumo é utilizada na prática, com base em um intervalo de confiança de 99,9% em uma distribuição estatística de probabilidade.

Na norma dinamarquesa para instalações de água quente sanitária DS439 e nas especificações da TU Dresden, o padrão de consumo de um “apartamento padrão”, que por definição inclui 3,5 pessoas, constitui a base para esses fatores. Podem ocorrer desvios se a residência, por exemplo, for habitada por moradores para os quais se espera um padrão de consumo atípico. Portanto, a aplicação desses fatores deve ser respaldada por uma estimativa da composição dos moradores do edifício. No EvoFlat Selector, podem ser selecionados os seguintes fatores: Norma Dinamarquesa DS439, fator Danfoss-Redan, fator sueco e fator alemão.

A vazão total é composta pela vazão do circuito de aquecimento e pela vazão de alimentação primária dos aquecedores de água, reduzidas pelo fator de simultaneidade aplicável e por uma vazão destinada a compensar outras perdas de calor.

The size of pipes is determined by maximum flow rates in each partials section. Criteria are normally a certain velocity and a certain pressure loss per running meter. For visible pipes typically v≤1m/s and <100 Pa/m has been recommended, but for other sections and pipes covered in shafts other criteria can be used for dimensioning.

Sim, a Danfoss oferece um software para o dimensionamento de estações de apartamento. Ele se chama EvoFlat Selector e pode ser acessado por meio do EvoFlat Selector.

Este dimensionamento deve ser visto em um contexto mais amplo, pois o tanque de armazenamento (buffer) e o tamanho da caldeira/trocador de calor (HEX) podem ser ajustados um em função do outro para atender à demanda de energia para água quente sanitária e aquecimento. Uma das principais funções do tanque de armazenamento é atender aos picos de demanda de água quente sanitária e reduzir o número de partidas e paradas da caldeira, garantindo assim uma operação mais econômica. Por fim, um tanque de armazenamento é a escolha natural quando o aquecimento solar complementa outras fontes de calor. Nessas situações, o tamanho da área dos coletores solares frequentemente será o fator determinante para o dimensionamento, sendo recomendado realizar cálculos separados.

As seguintes vantagens podem ser destacadas em comparação com os projetos tradicionais de instalação de sistemas:

• O conceito de estação de apartamento pode ser implementado tanto em novas construções quanto em projetos de reforma.
• O sistema é independente da fonte de energia, podendo utilizar gás, óleo, aquecimento distrital, bomba de calor, biomassa ou energia solar.
• Permite a medição individual e justa do consumo de energia para cada apartamento ou unidade.
• Possibilita o monitoramento remoto do consumo de energia de cada apartamento quando utilizado o medidor de energia adequado.
• São necessárias apenas três tubulações verticais no edifício: água fria, ida do aquecimento e retorno do aquecimento.
• Exige espaço mínimo para instalação da unidade no apartamento, incluindo a possibilidade de integração à parede.
• Permite o ajuste individual da temperatura ambiente ao longo do tempo e a produção independente de água quente sanitária.
• Produção de água quente sanitária livre de bactérias por meio do princípio de aquecimento instantâneo, minimizando o risco de proliferação da bactéria Legionella.
• Maior conforto no fornecimento de água quente sanitária em comparação com aquecedores tradicionais a gás (35 a 80 kW contra 22 kW).
• Maior eficiência energética por meio da melhoria na operação da caldeira ou do sistema de aquecimento distrital e da possibilidade de operar com baixas temperaturas.
• Redução das perdas de calor na rede de distribuição em comparação com a solução convencional, já que não são necessárias linhas de circulação de água quente sanitária.
  Manutenção mínima em cada apartamento devido à simplicidade da tecnologia.
• Sistema relativamente seguro, pois elimina os riscos de curtos-circuitos elétricos e vazamentos de gás.
• Adequado para operação com caldeiras de condensação e energia solar devido às baixas temperaturas de retorno do sistema.

As estações de apartamento com controle eletrônico possuem prioridade automática para água quente sanitária (AQS). 
 
 Nas estações mecânicas, se a válvula de controle de AQS interromper mecanicamente o fornecimento de calor para os radiadores/piso aquecido, pode-se assumir a existência de prioridade de 100% para AQS. No caso de válvulas de controle de AQS sem função mecânica de comutação, deve-se calcular se a prioridade de AQS pode ser assumida (prioridade hidráulica). 

• Quando ΔpAQS < ΔpAquecimento, a prioridade de AQS na unidade pode ser assumida.
• Quando ΔpAQS ≥ ΔpAquecimento, a prioridade de AQS não pode ser assumida.

O bypass de verão é aplicável a controladores de água quente sanitária (AQS) do tipo NC, como PM2+P, PTC2+P e TPC+M. Quando as unidades são instaladas a mais de 2 a 3 metros das colunas principais (risers), recomenda-se um bypass termostático (FJVR). Durante o verão, o bypass mantém aquecidas as tubulações de alimentação e permite a utilização imediata de água quente sem atrasos, garantindo a melhor eficiência e economia possíveis quando o sistema de aquecimento está operando em regime reduzido. O bypass pode ser instalado antes ou depois de um medidor de calor.

Quando a unidade estiver instalada longe dos pontos de consumo de água quente, recomenda-se a recirculação de água quente sanitária (AQS) para aumentar o conforto do usuário, reduzindo o tempo de espera durante a utilização da água quente. Os kits de recirculação de AQS estão disponíveis como acessórios para as estações de apartamento.

Para garantir o conforto do usuário de acordo com os parâmetros de projeto, recomenda-se a instalação de um limitador de vazão na tubulação de saída de água quente sanitária (AQS).

Existem duas formas de instalar as estações de apartamento Danfoss:

A unidade é instalada diretamente na parede (conceito de montagem sobre a parede).

A unidade é instalada embutida na parede, utilizando caixas de embutir (conceito de montagem embutida).

As estações também podem ser instaladas em shafts, mas sempre utilizando um dos conceitos de instalação mencionados acima. Para mais informações, entre em contato com o escritório local de vendas da Danfoss.

Não, isso nem sempre é possível. Siga rigorosamente as instruções de instalação ou entre em contato com o escritório local de vendas da Danfoss para obter suporte.

Sim, é possível. Entre em contato com o escritório local de vendas da Danfoss para obter mais informações e suporte.

A nomenclatura da série EvoFlat 4.0 é a seguinte:

EvoFlat F1/2/3/4 – uma estação de apartamento compacta e de fácil operação para aquecimento direto por radiadores e fornecimento instantâneo de água quente sanitária (AQS), equipada com o inovador controlador autoatuante TPC-M para controle da temperatura de aquecimento e da AQS.

O número após o nome indica o tipo de trocador de calor (HEX):

• Tipo 1: XB05H 36 (até 45 kW)
• Tipo 2: XB05H 46 (até 53 kW)
• Tipo 3: XB05H 54 (até 60 kW)
• Tipo 4: XB05H 70 (até 80 kW)

EvoFlat M1/2/3/4 – uma estação de apartamento compacta e de fácil operação para aquecimento direto com circuito misturador e fornecimento instantâneo de água quente sanitária (AQS), equipada com o inovador controlador autoatuante TPC-M para controle da temperatura de aquecimento e da AQS.

O número após o nome indica o tipo de trocador de calor (HEX):

• Tipo 1: XB05H 36 (até 45 kW)
• Tipo 2: XB05H 46 (até 53 kW)
• Tipo 3: XB05H 54 (até 60 kW)
• Tipo 4: XB05H 70 (até 80 kW)

Ambos os tipos de produto oferecem capacidade de aquecimento de até 17,5 kW.

Os principais componentes da EvoFlat 4.0 são:

• Dois controladores de pressão diferencial (ΔP), um para aquecimento e outro para água quente sanitária (AQS).
• Caixa de isolamento em EPP.
• Corpo em material compósito.
• Trocador de calor Danfoss XB05H.
• Válvulas e sensores para controle de aquecimento e AQS.
• Bypass de verão.
• Válvula de zona.
• Purgador de ar.

Os principais acessórios disponíveis para as unidades EvoFlat 4.0 são:

• Termostato de ambiente
• Válvula de segurança
• Válvulas de esfera (60 mm)
• Válvulas de esfera com conexão para manômetro ¾” (120 mm)
• Medidores de energia e água (¾” x 110 mm)
• Trilho de montagem para a versão montada na parede
• Caixa de embutir para a versão embutida, incluindo trilho de montagem
• Kit de conexão para alta temperatura
• Kit de circulação
• Unidades de distribuição SG, SGC e SGCI

• Perdas de calor reduzidas graças à cobertura isolante, placa traseira isolada e menor quantidade de superfícies irradiantes no interior da estação.
• Não requer reaperto após transporte ou outras vibrações devido às conexões Click-fit aprimoradas.
• Dois controladores ΔP independentes para AQS (Água Quente Sanitária) e aquecimento garantem um balanceamento hidráulico de referência no mercado, proporcionando temperaturas estáveis de água quente e uma operação de aquecimento energeticamente eficiente.
• Novo trocador de calor (HEX) e controlador de água quente com capacidade de até 70 kW para altas demandas de consumo.
• Preparada para operar com baixa temperatura de fornecimento.
• Fácil acesso durante a instalação e manutenção, por exemplo, ao trocador de calor.
• Corpo leve em material compósito PPS.

Disponível nas versões embutida ou montada na parede.