O mecanismo interno de um convetor elétrico e o seu princípio de funcionamento desempenham um papel crucial na sua funcionalidade. Além disso, é essencial saber como calcular a potência do convetor para otimizar o seu desempenho.

Os convectores eléctricos têm um design engenhoso que lhes permite converter eficazmente a energia eléctrica em calor. O dispositivo utiliza um elemento de aquecimento, normalmente feito de metal ou cerâmica, que aquece quando a eletricidade passa por ele. O calor gerado pelo elemento de aquecimento é depois transferido para o ar circundante, resultando num ambiente interior quente e confortável.

Quando se trata de calcular a potência de um convetor elétrico, entram em jogo vários factores. Estes factores incluem o tamanho da divisão, a temperatura desejada, o isolamento do espaço e a eficiência do próprio convetor. Tendo em conta estas variáveis, é possível determinar a potência necessária para aquecer eficazmente a divisão.

É importante notar que os convectores eléctricos têm vantagens e desvantagens. Do lado positivo, os convectores são relativamente acessíveis, fáceis de instalar e proporcionam um aquecimento rápido. São também versáteis, pois podem ser utilizados em vários locais, como casas, escritórios e outros espaços fechados.

No entanto, os convectores eléctricos também têm alguns inconvenientes. Podem ser menos eficientes do ponto de vista energético do que outros sistemas de aquecimento, como os radiadores ou o piso radiante. Além disso, os convectores dependem das correntes de convecção para distribuir o calor, o que pode nem sempre proporcionar o aquecimento mais uniforme em toda a divisão.

Em geral, é essencial compreender o princípio de funcionamento e o cálculo da potência de um convetor elétrico para utilizar eficazmente este dispositivo de aquecimento. Tendo em conta os requisitos e limitações específicos do convetor, é possível criar uma solução de aquecimento confortável e eficiente para qualquer espaço.

Como funciona o convetor elétrico

Existem vários tipos de aquecedores utilizados para aquecer espaços residenciais e não residenciais. No entanto, os convectores eléctricos destacam-se como uma opção simples, eficiente e fácil de instalar. Estes aquecedores funcionam com base no princípio da convecção, que envolve o movimento natural das massas de ar. À medida que o ar é aquecido, sobe, arrefece e, por fim, volta a descer.

Como está organizado o convetor

O dispositivo do convetor é bastante simples. A estrutura geral do dispositivo é ilustrada no diagrama fornecido. Vejamos agora mais de perto os principais componentes.

Elemento de aquecimento

Nos aquecedores eléctricos por convecção, são utilizados três tipos de aquecedores.

1. O primeiro tipo são os anéis de agulha, que são constituídos por uma caixa e anéis de nicrómio (liga de níquel-crómio) em forma de agulha. Estes circuitos estão localizados em ambos os lados do aquecedor e têm a capacidade de aquecer e arrefecer rapidamente. Esta caraterística torna conveniente a regulação da temperatura ambiente desejada. Uma vantagem dos aquecedores com anéis de agulha é o seu baixo custo. No entanto, este tipo de aquecedor também tem algumas desvantagens. Os elementos de agulha não podem ser utilizados em compartimentos com elevada humidade, pois podem queimar oxigénio e secar o ar.
2. O aquecedor elétrico tubular (TEN) é constituído por um tubo oco com uma espiral de nicrómio no interior. O espaço entre o tubo e a bobina é preenchido com material dielétrico. Além disso, o corpo do aquecedor está equipado com nervuras para melhorar a transferência de calor. Uma das vantagens do TEN é o seu corpo hermeticamente fechado, permitindo a sua utilização em ambientes húmidos. No entanto, existem várias desvantagens a considerar, incluindo a baixa eficiência, um longo tempo de aquecimento antes de atingir o modo operacional e a emissão de um ligeiro som crepitante quando em utilização.
3. Os aquecedores monolíticos são constituídos por um invólucro com nervuras que tem um filamento de nicrómio soldado. Estes aquecedores oferecem a maior saída de calor, funcionam silenciosamente e distribuem o calor uniformemente por toda a caixa. Os dispositivos equipados com aquecedores monolíticos são considerados os melhores, embora também sejam os mais caros em comparação com os outros tipos descritos acima. Para saber mais sobre as características únicas de cada tipo, consulte o nosso artigo informativo sobre os diferentes tipos de elementos de aquecimento encontrados nos aquecedores de convecção.

Unidade de controlo ou termóstato

A unidade de aquecimento é regulada por um termóstato mecânico ou eletrónico:

Os modelos mais baratos possuem um termóstato mecânico, que interrompe o circuito elétrico quando o aquecedor atinge uma determinada temperatura. Quando o aparelho arrefece, o circuito volta a fechar-se e o aquecedor retoma o seu funcionamento. A desvantagem deste tipo de controlo é que não consegue manter a temperatura ambiente desejada, uma vez que é acionado pelo aquecimento da placa bimetálica e não tem em conta a temperatura do ar.

Acima, foi mencionado que a unidade é envolvida por uma caixa com aberturas de entrada de ar. Estas aberturas estão situadas tanto na parte inferior como na parte superior da caixa.

Princípio de funcionamento do convetor elétrico

Então, qual é o funcionamento de um convetor? O princípio de funcionamento de qualquer convetor, seja ele a gás ou elétrico, baseia-se na propriedade do ar de subir quando aquecido e descer quando arrefecido. Como o convetor possui um elemento de aquecimento incorporado, o ar começa a circular quando é aquecido, fluindo através do dispositivo de baixo para cima. O ar aquecido sobe em direção ao teto, liberta a sua energia térmica para a sala, arrefece e volta a descer. Isto resulta numa circulação do fluxo de ar dentro da divisão.

Quando a temperatura ambiente atinge um determinado grau, um termóstato ou sensor de temperatura (dependendo do tipo de controlo – mecânico ou eletrónico) é acionado, desligando o aquecedor. Depois de um certo período de tempo, quando a placa de contacto tiver arrefecido (no caso do controlo mecânico), os contactos voltam a ligar-se e o aquecimento recomeça. No entanto, se o módulo de controlo for eletrónico, o sensor de temperatura só será ativado e ligará a unidade se a temperatura ambiente descer abaixo dos valores programados.

Cálculo da capacidade do aquecedor elétrico

Existem dois métodos para calcular a capacidade da unidade.

Por área de chão

É de notar que a estimativa da produção de uma unidade de aquecimento com base na área do piso é uma aproximação e necessita de ajustamentos. No entanto, caracteriza-se pela sua simplicidade e pode ser aplicado para um cálculo rápido e aproximado. Assim, de acordo com as normas estabelecidas, uma potência de 0.É necessário 1 kWh por 1 m^2 de área para uma divisão com uma porta, uma janela e uma altura de parede de 2.5 metros.

Por exemplo, se considerarmos uma divisão com uma área de 10 m^2 para o cálculo, a potência necessária da unidade seria 10 * 0.1 = 1 kW. No entanto, há vários factores a considerar. No caso de uma sala de canto, o fator de correção será de 1.1. Este número deve ser multiplicado pelo resultado calculado. Assumindo que a divisão tem um bom isolamento térmico e janelas de plástico economizadoras de energia, o resultado do cálculo deve ser multiplicado por 0.8.

Por volume

Para determinar a potência de aquecimento de um convetor com base no volume da divisão, é necessário seguir estes passos:

2. Calcule o volume da divisão multiplicando a largura, o comprimento e a altura;
3. Multiplicar o número obtido por 0.04 (que representa a potência necessária de 0.04 kW de calor por 1 m3 do compartimento);
4. Refinar o resultado utilizando os coeficientes adequados.

Incorporar a altura da divisão no cálculo garante uma estimativa mais exacta da potência. Por exemplo, se o volume da sala for de 30 m3 (com uma área de 10 m2 e uma altura de teto de 3 m), o cálculo seria o seguinte 30 * 0.04 = 1.2 kW. Por conseguinte, seria necessário um aquecedor com uma potência ligeiramente superior à estimada para a divisão.

Para obter um resultado mais exato, recomenda-se que a potência seja calculada utilizando um coeficiente. No caso de uma divisão com várias janelas, o valor final é acrescido de 10% por cada janela seguinte. No entanto, esta quantidade pode ser reduzida se as paredes (ou o chão, no caso de uma casa particular) estiverem equipadas com um isolamento térmico eficiente.

Como fonte adicional de aquecimento

Se o sistema de aquecimento primário não for suficiente durante as temperaturas negativas, um convetor elétrico é frequentemente utilizado como fonte adicional de calor. O cálculo para esta situação é o seguinte:

2. Ao calcular a necessidade com base na área, são necessários aproximadamente 30-50 watts por metro quadrado.
3. Para calcular por volume, aproximadamente 0.015-0.São necessários 02 kW por 1 metro cúbico.

Vantagens e desvantagens dos convectores eléctricos

1. Instalação e utilização simples. Basta pendurá-lo numa parede ou instalá-lo sobre pernas, ligar o cabo a uma tomada eléctrica e o dispositivo está pronto a ser utilizado.
2. A vida útil foi concebida para durar mais de 15 anos. O aparelho não necessita de qualquer manutenção, exceto uma limpeza ocasional do pó.
3. O dispositivo tem um custo relativamente baixo.
4. Não é necessária qualquer intervenção humana para manter a temperatura desejada. A automatização e a eletrónica tratam de tudo.
5. Não há ruído. Enquanto os aquecedores com controlo mecânico podem produzir um clique suave quando o termóstato liga e desliga, os dispositivos com um módulo eletrónico funcionam silenciosamente.
6. Os convectores eléctricos funcionam segundo um princípio simples.
7. A eficiência dos aquecedores pode atingir até 95%.
8. Consumo de uma quantidade significativa de eletricidade;
9. A utilização exclusiva de convectores eléctricos para aquecer grandes áreas é ineficiente; só podem ser utilizados como aquecimento adicional em divisões grandes;
10. Os equipamentos com elementos de aquecimento abertos (agulha) podem emitir um odor desagradável quando são ligados devido ao pó combustível no aquecedor;

Leia também: as melhores avaliações de convectores elétricos em 2017.

É importante lembrar que as unidades de aquecimento elétrico são dispositivos que não toleram violações de segurança. Não cobrir o aparelho nem secar roupa sobre ele. Pode ocorrer sobreaquecimento e, na melhor das hipóteses, o sistema de proteção será ativado.

A tomada eléctrica deve ser colocada na parte lateral do aparelho (é proibida a colocação em cima) e a uma distância mínima de 100 mm da caixa.

A garantia de uma atmosfera confortável e acolhedora na casa só pode ser alcançada quando o convetor é operado corretamente.