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Otimização de radiadores: aquecimento eficiente com a dimensão correta

A substituição de caldeiras a gás e gasóleo por bombas de calor está a acelerar também em Portugal. Para que uma bomba de calor funcione de forma realmente eficiente, os radiadores têm de estar corretamente dimensionados. Neste artigo fica a saber porque isso é tão importante e como pode otimizar os seus radiadores num edifício existente.

Porque é tão importante a dimensão dos radiadores?

O problema: radiadores antigos, bomba de calor nova

Muitos edifícios existentes em Portugal têm radiadores dimensionados para altas temperaturas de ida (65–75°C), típicas de caldeiras convencionais. As bombas de calor, pelo contrário, trabalham de forma mais eficiente com baixas temperaturas de ida (35–55°C).

Temperatura de ida JAZ típica (bomba de calor ar‑água) Consumo elétrico
35°C 4,5–5,0 Muito baixo
45°C 3,5–4,0 Baixo
55°C 2,8–3,2 Médio
65°C 2,2–2,6 Elevado

Regra prática: Cada grau Celsius de redução na temperatura de ida melhora o fator de desempenho sazonal (JAZ/SCOP) em cerca de 2,5%. Uma descida de 55°C para 45°C pode poupar cerca de 25% de eletricidade!

A solução: adaptar os radiadores

Para aquecer com baixas temperaturas de ida, os radiadores têm de fornecer potência térmica suficiente. As opções principais são:

  1. Verificar os radiadores existentes – Muitas vezes já são suficientes
  2. Substituir apenas alguns radiadores – Só onde for necessário
  3. Atualizar o tipo de radiador – Mesma dimensão, maior potência
  4. Adicionar superfícies de aquecimento – Complementar com piso radiante, por exemplo

Fundamentos da potência dos radiadores

Compreender a potência nominal

Cada radiador tem uma potência nominal (em Watt), medida em condições normalizadas:

Parâmetro Valor de referência (EN 442)
Temperatura de ida 75°C
Temperatura de retorno 65°C
Temperatura ambiente 20°C
Sobretemperatura 50 K

A sobretemperatura (ΔT) é a diferença entre a temperatura média da água de aquecimento e a temperatura ambiente:

ΔT = (ida + retorno) / 2 - temperatura ambiente

Potência com outras temperaturas

A potência efetiva do radiador depende fortemente da sobretemperatura:

Temperaturas do sistema Sobretemperatura Potência (relativa)
75/65°C 50 K 100%
55/45°C 30 K ~49%
45/35°C 20 K ~28%
35/28°C 11,5 K ~13%

Importante: Um radiador com 1.000 W de potência nominal fornece, a 55/45°C, apenas cerca de 490 W – menos de metade! Isto tem de ser considerado no dimensionamento para bombas de calor.

O expoente do radiador

A redução de potência a temperaturas mais baixas é descrita pelo expoente do radiador (n):

Tipo de radiador Expoente n Característica
Radiador seccional 1,20–1,30 Muito dependente da temperatura
Radiador de painel (Tipo 10) 1,25–1,30 Muito dependente da temperatura
Radiador de painel (Tipo 21/22) 1,30–1,35 Dependência média
Convectores 1,35–1,45 Dependência média
Piso radiante 1,00–1,10 Pouco dependente da temperatura

Quanto maior o expoente, mais acentuada é a queda de potência com temperaturas de ida baixas.

Tipos de radiadores em comparação

Compreender a designação do tipo

Os radiadores de painel são classificados segundo a sua construção:

Tipo Painéis Aletas de convecção Potência (relativa)
Tipo 10 1 0 45%
Tipo 11 1 1 63%
Tipo 20 2 0 70%
Tipo 21 2 1 85%
Tipo 22 2 2 100%
Tipo 33 3 3 135%

Comparação de potência para a mesma dimensão

Um radiador com 1600 × 500 mm fornece, consoante o tipo:

Tipo Potência nominal (75/65/20) A 55/45°C A 45/35°C
Tipo 11 ~800 W ~390 W ~225 W
Tipo 21 ~1.100 W ~540 W ~310 W
Tipo 22 ~1.350 W ~660 W ~380 W
Tipo 33 ~1.800 W ~880 W ~505 W

Estratégia de otimização: Ao substituir um radiador Tipo 11 por um Tipo 33, mantendo a mesma dimensão, pode aumentar a potência em cerca de 2,25 vezes – sem alterar a tubagem!

A equilibragem hidráulica

Porque é que a equilibragem é importante?

A equilibragem hidráulica garante que cada radiador recebe exatamente o caudal de água necessário. Sem equilibragem:

  • Radiadores próximos da caldeira/bomba de calor ficam demasiado quentes
  • Radiadores afastados não aquecem o suficiente
  • A temperatura de ida tem de ser desnecessariamente elevada
  • Perdas de energia que podem chegar a 15%

Tipos de equilibragem hidráulica

Na prática distinguem‑se vários métodos:

Método Descrição Exatidão
Método simplificado Com base na área aquecida Baixa
Método com cálculo de carga térmica Com base em cálculo detalhado da carga térmica Elevada
Automático Válvulas e reguladores autoequilibrantes Média‑elevada

Requisitos em Portugal

Para uma equilibragem hidráulica correta necessita de:

  1. Cálculo da carga térmica por compartimento

    • Em Portugal aplica‑se a EN 12831 (implementada através do quadro regulamentar do SCE – Sistema de Certificação Energética).
    • Na prática, muitos projetistas utilizam software que cumpre a EN 12831 e as regras do REH/RECS (Regulamentos de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação e de Comércio e Serviços, integrados no SCE).
  2. Válvulas termostáticas com pré‑regulação em todos os radiadores

  3. Curvas de desempenho dos radiadores (fichas técnicas do fabricante)

  4. Dimensionamento da bomba de circulação adequado ao caudal calculado e às perdas de carga da instalação

Em Portugal não existe um equivalente direto à diretiva alemã VDI 6030, mas os princípios de dimensionamento de emissores seguem a EN 442 (radiadores) e as boas práticas de projeto definidas no âmbito do SCE.

Quando é necessário substituir radiadores?

Indicadores de subdimensionamento

Sintoma Possível causa
O compartimento não atinge a temperatura desejada Radiador demasiado pequeno
Necessidade de temperatura de ida muito elevada Superfície de aquecimento global insuficiente
Válvula termostática quase sempre totalmente aberta Falta de reserva de potência
Custos elétricos elevados com bomba de calor Temperatura de ida demasiado alta

Cálculo do grau de cobertura

O grau de cobertura indica se um radiador está suficientemente dimensionado:

Grau de cobertura = (Potência real / Potência necessária) × 100%

Grau de cobertura Avaliação Ação recomendada
< 70% Crítico Substituição imediata
70–90% Subdimensionado Substituição recomendada
90–100% Limítrofe Analisar com detalhe
100–130% Ideal Não é necessária intervenção
> 130% Sobredimensionado Possível redução de dimensão

Otimização de radiadores na calculadora de carga térmica PV‑Calor

A nossa calculadora de carga térmica oferece uma otimização inteligente de radiadores, que identifica automaticamente potenciais de melhoria:

Otimização de radiadores na calculadora de carga térmica A análise em 2 etapas apresenta propostas concretas de otimização por compartimento

A análise em 2 etapas

O algoritmo avalia duas estratégias de otimização:

Etapa 1: Aumento da potência mantendo a dimensão

  • Manter a dimensão atual do radiador
  • Substituir por um tipo de maior potência (por ex. Tipo 11 → Tipo 33)
  • Esforço de instalação reduzido

Etapa 2: Redução onde possível

  • Em caso de sobredimensionamento: radiador mais pequeno é suficiente
  • Poupança de custos na aquisição
  • Melhoria estética (radiadores menos volumosos)

Impacto ao nível do sistema

A análise mostra os efeitos sobre o sistema de aquecimento como um todo:

Parâmetro Significado
Temperatura de ida atual Temperatura atualmente necessária para cobrir a carga térmica
Nova temperatura de ida possível Temperatura alcançável após otimização
Poupança de energia Poupança percentual graças à redução da temperatura de ida
Necessidades anuais de calor atuais Antes da otimização
Necessidades anuais de calor otimizadas Após a otimização

Resultados por compartimento

Para cada compartimento obtém:

Informação Descrição
Potência necessária Potência de aquecimento calculada (carga térmica)
Estado ATUAL Tipo de radiador e potência existentes
Grau de cobertura ATUAL Situação de sobre/subdimensionamento
OTIMIZADO Tipo de radiador recomendado
Novo grau de cobertura Após otimização (sempre ≥100%)
Custos de substituição Estimativa de custos

Convectores com ventilador como opção

Para compartimentos críticos com pouco espaço podem ser considerados convectores com ventilador:

Característica Vantagem Desvantagem
Elevada densidade de potência Construção muito compacta Consumo elétrico do ventilador
Resposta rápida Aquecimento rápido Ruído do ventilador
Baixa temperatura de ida possível Ideal para bombas de calor Necessidade de manutenção regular

Dicas práticas de otimização

Procedimento passo a passo

  1. Realizar o cálculo da carga térmica

    • Cálculo por compartimento de acordo com a EN 12831, em conformidade com o SCE (REH/RECS)
    • Considerar todos os compartimentos aquecidos
  2. Levantamento dos radiadores existentes

    • Registar tipo, altura e comprimento
    • Determinar a potência nominal (placa de características ou ficha do fabricante)
  3. Calcular o grau de cobertura

    • Para a temperatura de ida pretendida (por ex. 45–50°C com bomba de calor)
    • Identificar compartimentos críticos
  4. Planear as medidas de otimização

    • Priorizar em função do grau de cobertura
    • Avaliar relação custo‑benefício (substituir tipo, aumentar dimensão, adicionar piso radiante, etc.)
  5. Executar a equilibragem hidráulica

    • Após a substituição/adição de radiadores
    • Documentar o procedimento para efeitos de certificação energética e, quando aplicável, para candidaturas a incentivos

Intervalos de custos para substituição de radiadores

Os valores seguintes são orientativos para o mercado português (material + mão de obra, IVA não incluído):

Dimensão do radiador Material Montagem Total aproximado
Pequeno (até 1000 W) 150–250 € 100–150 € 250–400 €
Médio (1000–1500 W) 250–400 € 120–180 € 370–580 €
Grande (acima de 1500 W) 400–700 € 150–220 € 550–920 €

Incentivos e apoios em Portugal

A substituição de radiadores no âmbito de uma renovação energética com bomba de calor pode, em determinadas condições, beneficiar de apoios públicos. Em Portugal, os programas são periódicos e sujeitos a aviso de abertura:

Programa / apoio (Portugal) Tipo / intensidade de apoio Condições principais (exemplos)
Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis (Fundo Ambiental, várias fases) Comparticipação a fundo perdido, tipicamente 65–85% com limites por medida Edifícios existentes, habitação própria; elegível a instalação de bombas de calor, melhoria de emissores, isolamento e janelas eficientes; certificado energético antes e depois da intervenção
Avisos do PRR para eficiência energética em edifícios de serviços Apoio a fundo perdido com taxas variáveis Edifícios de comércio e serviços; medidas de eficiência (incluindo sistemas de AVAC, bombas de calor, emissores e controlo) integradas num plano de reabilitação energética
Benefícios fiscais em sede de IRS (despesas com eficiência energética, quando aplicável) Dedução parcial de despesas em reabilitação energética Imóveis para habitação própria e permanente; obras enquadradas como reabilitação energética e devidamente faturadas

Em Portugal não existem equivalentes diretos ao BAFA ou à KfW alemãs. Os apoios são geridos sobretudo pelo Fundo Ambiental, pelo PRR e, em alguns casos, através de benefícios fiscais. As regras e montantes variam por aviso, pelo que é essencial consultar sempre as condições em vigor no momento da intervenção.

Nota: Para candidaturas ao Programa de Apoio a Edifícios Mais Sustentáveis é normalmente exigido certificado energético emitido por perito qualificado do SCE antes e após as obras. Intervenções como instalação de bomba de calor, melhoria de isolamento e otimização de emissores (radiadores/piso radiante) devem constar do relatório.

Casos especiais e alternativas

Instalar piso radiante posteriormente

Em alguns compartimentos pode ser vantajoso instalar piso radiante:

Situação Recomendação
Remodelação de casa de banho Piso radiante na casa de banho é ideal
Grande sala de estar / open space Piso radiante como base de aquecimento, radiadores apenas como apoio
Pés‑direitos baixos Piso radiante em vez de radiadores volumosos
Pessoas com alergias Piso radiante reduz a circulação de poeiras

Aquecimento por infravermelhos como complemento

Para compartimentos pouco utilizados, um painel de aquecimento por infravermelhos pode ser uma solução complementar:

  • Não necessita de ligação hidráulica
  • Fornece calor rapidamente quando necessário
  • Mas: custos de exploração mais elevados por kWh útil comparativamente a uma bomba de calor

Bombas de calor de alta temperatura

Bombas de calor modernas conseguem, em alguns casos, fornecer temperaturas de ida mais elevadas:

Tipo de bomba de calor Temperatura de ida máx. Eficiência
Standard 55°C Muito boa
Média temperatura 65°C Boa
Alta temperatura 70–75°C Razoável

Atenção: Bombas de calor de alta temperatura são mais caras e menos eficientes. Na maioria dos casos, otimizar os radiadores e reduzir a temperatura de ida é a solução economicamente mais vantajosa, especialmente em edifícios sujeitos ao SCE, onde o desempenho energético global é avaliado.

Enquadramento regulamentar em Portugal

Em Portugal, o desempenho energético dos edifícios é regulado pelo Sistema de Certificação Energética (SCE), gerido pela ADENE, que integra:

  • REH – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Habitação
  • RECS – Regulamento de Desempenho Energético dos Edifícios de Comércio e Serviços

Aspetos relevantes para radiadores e bombas de calor:

  • Cálculo de cargas térmicas e necessidades de aquecimento com base em normas europeias (incluindo EN 12831 para carga térmica e EN ISO 6946 para coeficientes de transmissão térmica U), adaptadas ao contexto nacional.
  • Requisitos mínimos de isolamento e limites de U para elementos da envolvente (paredes, coberturas, pavimentos e vãos envidraçados), que influenciam diretamente a carga térmica e, portanto, a dimensão necessária dos radiadores.
  • Obrigatoriedade de certificado energético:
    • Em edifícios novos
    • Em grandes intervenções de reabilitação
    • Em caso de venda ou arrendamento de imóveis existentes

A otimização de radiadores e a redução da temperatura de ida contribuem para melhorar a classe energética do edifício, uma vez que reduzem as necessidades de energia útil e primária calculadas no âmbito do SCE.

Rotulagem energética e certificação em Portugal

Além do SCE para edifícios, aplicam‑se em Portugal os sistemas de rotulagem energética da UE:

  • Rótulo energético europeu para bombas de calor e caldeiras (Regulamentos ErP)
  • Rótulo energético para radiadores elétricos e outros equipamentos quando aplicável

O certificado energético do edifício:

  • Classifica o imóvel de A+ a F
  • Indica as necessidades anuais de energia para aquecimento, arrefecimento e AQS
  • Apresenta medidas de melhoria recomendadas, que podem incluir:
    • Instalação de bomba de calor
    • Melhoria de isolamento
    • Substituição/otimização de emissores (radiadores, piso radiante)
    • Equilibragem hidráulica e controlo mais eficiente

Conclusão

Em síntese: A otimização dos radiadores é um elemento central para o funcionamento eficiente de uma bomba de calor em edifícios existentes em Portugal. Ao substituir radiadores subdimensionados por tipos de maior potência, muitas vezes é possível reduzir a temperatura de ida em 10–15 K – o que pode representar até 30% de poupança de eletricidade. A nossa calculadora de carga térmica identifica automaticamente compartimentos críticos e propõe otimizações concretas. Uma equilibragem hidráulica bem executada, suportada por um cálculo de carga térmica conforme a EN 12831 e o SCE, completa a intervenção e é um argumento importante tanto para a certificação energética como para o acesso a programas de apoio nacionais.

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Fontes

  • EN 12831: Cálculo da carga térmica de aquecimento de edifícios (aplicada no âmbito do SCE em Portugal)
  • EN 442: Radiadores – Potência térmica
  • EN ISO 6946: Componentes de construção – Coeficiente de transmissão térmica U
  • Documentação técnica da ADENE e do SCE (REH/RECS) sobre desempenho energético de edifícios e requisitos de certificação energética em Portugal