Aquecedor de água para aquecimento: variedades principais, princípio de funcionamento

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Um conceito como aquecedor elétrico tem vários significados. Em primeiro lugar, depende da finalidade do dispositivo. É utilizado para aquecimento do ar em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Neste caso, diferentes substâncias são utilizadas como elemento de aquecimento. Sobre os tipos de aquecedores existentes, isso será discutido neste artigo.

Aquecedores são usados para aquecer o ar interno

O princípio de operação e design de um aquecedor de água

Um aquecedor é um dispositivo usado para aquecer o ar. Segundo o princípio de funcionamento, trata-se de um trocador de calor que transfere energia do refrigerante para a vazão do jato de alimentação. Consiste em uma moldura, dentro da qual os tubos estão localizados em linhas densas, conectadas em uma ou várias linhas. Um refrigerante circula por eles - água quente ou vapor. O ar, ao passar pela secção transversal da moldura, recebe energia térmica das tubagens quentes, pelo que é transportado através do sistema de ventilação já aquecido, o que não cria a possibilidade de condensação ou arrefecimento do local.

Tipos de dispositivos de aquecimento para fornecer ventilação

Todos os aquecedores de ar para fornecimento de ventilação podem ser divididos em dois grupos principais:

Usando um refrigerante.
Não usando um meio de aquecimento.

O primeiro grupo inclui aquecedores de água e vapor, o segundo - elétrico. A diferença fundamental entre eles é que os dispositivos do primeiro grupo apenas organizam a transferência da energia térmica fornecida a eles de forma acabada, enquanto os dispositivos do segundo grupo criam calor dentro de si próprios. Além disso, os aquecedores de água e vapor são subdivididos em aquecedores de placas, que apresentam maior eficiência, mas com pior desempenho, e aquecedores em espiral, que agora são usados em quase todos os lugares.

Existem também dispositivos de aquecimento, muitas vezes referidos a esses grupos, por exemplo, um aquecedor a gás. O gás em chamas aquece o fluxo de ar que passa pela zona de brilho, preparando-o para uso em sistemas de ventilação ou aquecimento de ar. O uso de tais dispositivos é pouco difundido, visto que o uso de gás em oficinas industriais está associado a muitos perigos e possui muitas restrições.

Existem também aquecedores de óleo residual. É aproveitado o calor gerado durante a queima dos resíduos. Para salas grandes, esses dispositivos não têm energia suficiente, mas para pequenas áreas auxiliares, eles são bastante adequados.

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Prós e contras de usar

As vantagens incluem:

Alta eficiência.
Simplicidade do dispositivo, confiabilidade.
Compacidade, possibilidade de colocação em pequenos volumes.
Baixa manutenção (aparelhos de água e vapor praticamente não precisam disso).

As desvantagens incluem:

A necessidade de um refrigerante ou conexão à rede de alimentação.
Independência de trabalho - é necessário equipamento para fornecimento de ar.
Uma interrupção no fornecimento de eletricidade ou calor significa que o sistema para de funcionar.

Tanto as vantagens quanto as desvantagens dos dispositivos são devidas ao design e não dependem de fatores externos.

Construção e elementos

A unidade de alimentação com um aquecedor de água por seu projeto pode ser uma unidade monobloco (as chamadas unidades de alimentação compactas com um aquecedor de água, quando todos os elementos estão em uma única caixa), e um tipo de configuração ou tipo seccional (cada componente tem sua própria carcaça e essas carcaças são interconectadas sequencialmente por meio de fixadores).

A caixa da unidade de tratamento de ar com esquentador pode ser simples, ou seja, não possui isolamento térmico e acústico, ou pode ser isolada termicamente e insonorizada.

O impulsor do ventilador pode ter um acionamento por correia em V (recentemente tem sido cada vez menos usado) ou um encaixe direto no eixo do motor.

A unidade de abastecimento com aquecimento de água pode conter alguns de seus elementos, cada um desempenhando sua própria função:

ventilador - dispositivo que movimenta o fluxo de ar, ou seja, entrega-o da rua até o local atendido.
Aquecedor - serve para aquecer o fluxo de ar externo com água quente (unidade de abastecimento de água).
Resfriador - usado para resfriar o fluxo de ar fresco usando freon ou água.
Filtro de ar - serve para limpar o ar fresco externo de partículas de poeira, odores e até mesmo micróbios.
Silenciador - necessário para reduzir o ruído que surge inevitavelmente durante o funcionamento da unidade de tratamento de ar.
Válvula de ar servo-assistida - necessária para interromper o fluxo de ar para a máquina de ventilação.
Umidificador - necessário para aumentar a umidade do ambiente.
Seção bactericida - usada para descontaminar o ar fornecido por micróbios (consulte o catálogo).
Sistema de automação - serve para manter automaticamente os parâmetros especificados pelo usuário (esta é uma unidade de controle ou gabinete de controle, painel de controle, sensores, relés, drives, controladores de velocidade, uma unidade de mistura, etc.)

Tipos de aquecedores

Existem vários tipos de aquecedores usados em diferentes locais e condições.

Vamos dar uma olhada neles:

Aquático

O grupo de dispositivos mais comum, caracterizado por alta eficiência, segurança e facilidade de operação. Utilizam a água quente como portador de calor, proveniente da rede de aquecimento central, do abastecimento de água quente ou da própria caldeira. Um aquecedor de água para ventilação de abastecimento é a solução mais conveniente e econômica que permite que você execute as tarefas atribuídas com o mínimo de manutenção ou custos de reparo. A única desvantagem do dispositivo é a necessidade de se conectar ao sistema de alimentação do refrigerante, o que cria certas dificuldades na fase de instalação e impede a transferência rápida para outro local.

Vapor

Dispositivos de vapor são análogos completos aos de água e, na prática, diferem deles apenas no tipo de refrigerante. A única diferença entre os aparelhos a vapor é a grande espessura da parede dos tubos - 2 mm contra 1,5 para os de água. Isso se deve à alta pressão no sistema, exigindo canais reforçados para circulação. O resto dos dispositivos são idênticos, têm as mesmas regras de funcionamento e requisitos.

Elétrico

Um aquecedor elétrico de ar para alimentação de ventilação não necessita de alimentação de meio de aquecimento, uma vez que a fonte de aquecimento é uma corrente elétrica. Conectar esses dispositivos é muito mais fácil, o que os torna móveis e convenientes de usar, mas os altos custos de energia limitam o uso desse grupo. Na maioria das vezes, eles são instalados para aquecimento local ao realizar um trabalho único, eles são usados como fontes de calor de emergência ou temporárias.

Aquecedor elétrico doméstico: características e tipos

Existem aquecedores elétricos de aquecimento autônomo especiais para a casa.Esses dispositivos são usados principalmente como fonte de calor temporário durante os períodos em que há interrupções no aquecimento centralizado ou em condições de frio precoce ou prolongado. Os fabricantes modernos oferecem uma ampla variedade de aquecedores diferentes.

Aquecedor de óleo: vantagens e características de funcionamento

O mais seguro na lista de aquecedores elétricos de ar para uso doméstico é um aquecedor a óleo. Externamente, este é um radiador familiar ao olho, mas é feito de tal forma que é impossível se queimar ao ser tocado. A principal diferença em relação a outros tipos de aquecedores está no refrigerante - assim é utilizado óleo, que se expande ao ser aquecido, enchendo todos os recipientes. Um elemento de aquecimento comum serve como um elemento de aquecimento em tal dispositivo.

As qualidades positivas deste equipamento são que uma dessas unidades é suficiente para aquecer uma sala com uma área média. Pode ser suficiente, mesmo em uma sala sem aquecimento, desde que a temperatura externa não seja gelada. O termostato instalado nos modernos aquecedores de ar permite controlar o regime de temperatura do aquecedor - ele é acionado quando o indicador desejado é alcançado e, ao seu sinal, o aquecedor é desligado.

O corpo do aquecedor a óleo não esquenta, o que garante sua segurança

Conselho util! O equipamento de aquecimento deve ser adquirido em lojas especializadas que disponham de todos os documentos e licenças necessários para a venda de eletrodomésticos.

Ao equipar o dispositivo com um temporizador, ele pode operar continuamente por vários dias sem a necessidade de nenhum controle especial. Esta vantagem permite que o aquecedor de óleo fique ligado por um curto período de tempo. A única desvantagem desse equipamento é a sua inércia, pois leva algum tempo para o refrigerante na forma de óleo aquecê-lo até o índice de temperatura desejado.

Os radiadores de óleo têm suas próprias subespécies:

aquecedor elétrico de parede;
aquecedor móvel de chão;
aquecedor de óleo com controle eletrônico;
radiador com controle mecânico.

Aquecedor de óleo residual e aquecedor a gás: opções de garagem

Em garagens de aquecimento, costuma-se usar unidades caseiras que funcionam com óleo usado. Esse dispositivo oferece economia dupla - serve como um eliminador de óleo residual e também não exige a compra de equipamentos de aquecimento caros.

Aquecedor de ar - uma opção comum para aquecer uma garagem

Com a ajuda desse aquecedor, pode-se aquecer salas com uma área superior a 300 metros cúbicos, desde que o proprietário também se encarregue do isolamento. Se o isolamento for fraco, a temperatura normal para toda a vida pode ser mantida em uma sala com um volume de até 200 metros cúbicos. Ao mesmo tempo, o consumo de óleo consumido é igual a 300 ml por hora.

O aquecedor pode ser equipado adicionalmente com automação e sensores de temperatura especiais - para determinar a presença de uma chama e um indicador de temperatura. É imprescindível ter uma bomba de óleo no projeto, bem como ventiladores para pressurizar e soprar o trocador de calor. Os próprios ventiladores de aquecimento também são equipados com automação. Este é um relé térmico simples que é acionado quando o dispositivo aquece e quando esfria. A bomba de óleo, operando em modo automático, despeja o óleo usado no copo de perólise. O nível e a taxa de óleo desejados podem ser selecionados.

Para aquecimento de instalações técnicas, também são utilizados aquecedores a gás, pertencentes a aparelhos de aquecimento de baixa potência que funcionam a gás liquefeito. O combustível pode ser propano-butano ou propano puro. Esse equipamento tem uma combinação vantajosa de pequeno tamanho e potência, de modo que a unidade pode ser facilmente movida e usada em uma área limitada.

Aquecedor elétrico de ar com ventilador

Aquecedor com ventilador: aquecedor de ar de pequeno porte para residências e chalés de verão

Para instalações que são usadas como habitação temporária, por exemplo, para chalés de verão, é melhor escolher uma opção de aquecimento pequena e econômica, que é um aquecedor com ventilador doméstico. Por design, é uma espiral incandescente comum feita de metal ou cerâmica, disposta em uma caixa de plástico. Um ventilador é instalado diretamente atrás da espiral, direcionando o fluxo de ar frio para o elemento de aquecimento. Assim, o aparelho sopra ar já aquecido pela sala. Este dispositivo é um protótipo de um aquecedor com ventilador industrial.

Conselho util! Para não se enganar na escolha de um aquecedor doméstico, basta olhar o passaporte do aparelho. O documento indica a potência do dispositivo em termos de desempenho de energia térmica. Aqui você deve ser guiado pela taxa de cálculo do aquecedor de ar: 1 kW por 10 metros quadrados de área.

O aquecedor com ventilador é capaz de aquecer uma sala inteira em um curto período de tempo. Seu tamanho compacto permite a colocação em qualquer lugar, direcionando um fluxo quente para onde você precisar. Esse aquecedor é notável por seu preço acessível e baixo consumo de energia. A maioria dos modelos está equipada com reguladores de potência especiais que regulam a intensidade do dispositivo de ventilação.

Os modelos modernos também são equipados com um sistema de controle remoto. Além disso, durante o verão, o aparelho pode ser usado como um ventilador normal. Para fazer isso, basta desligar o elemento de aquecimento. A principal desvantagem de tais aquecedores é o seu funcionamento a curto prazo; além disso, imediatamente após o desligamento, a temperatura ambiente cai drasticamente.

Aquecedor de mesa para uso em salas pequenas

Cálculo da potência do aquecedor

Cálculo do calorificador produzido em várias etapas. Determinado sequencialmente:

Poder Térmico.
Determinação do tamanho da seção frontal, seleção do dispositivo acabado.
Cálculo do consumo de mídia.

Como o fluxo de ar é conhecido pelas características do sistema de ventilação, ele não precisa ser calculado. A fórmula para determinar a potência térmica do dispositivo:

Qt = L • Pw • Cw • (tvn - tout)

Onde Qt - potência de calor do aquecedor.

eu - consumo de ar (valor do fluxo de alimentação).

PV - a densidade do ar, valor tabular, está em SNiP.

Cv - capacidade térmica específica do ar, disponível nas tabelas SNiP.

(tвн - tнр) - a diferença entre as temperaturas interna e externa.

A temperatura interna é um padrão sanitário para uma determinada sala, a temperatura externa é determinada pelo valor médio dos cinco dias mais frios do ano para uma determinada região.

Determine a seção frontal:

F = (L • P) / V,

Onde F - seção frontal.

eu - consumo de ar.

P - densidade do ar.

V - taxa de fluxo de massa, tomada cerca de 3-5 kg / m2 • s.

Em seguida, encontramos a taxa de fluxo do refrigerante:

G = (3,6 • Qt) / Cv • (tin - tout),

Onde G - consumo de refrigerante.

3,6 - fator de correção para obter as unidades de medida necessárias.

Qt - potência térmica do dispositivo.

Cv - capacidade térmica específica do meio.

(lata - tout) - a diferença nas temperaturas do refrigerante na entrada e na saída do dispositivo.

Conhecendo a vazão do transportador, é possível determinar o diâmetro dos tubos da tubulação e selecionar o equipamento necessário.

Exemplo de cálculo

Determine a saída de calor a uma diferença de temperatura de -25 ° a + 23 °, com uma capacidade do ventilador de 17.000 m3 / h:

Qt = L • Pw • Cw • (tvn - tout) = 17000 • 1,3 • 1009 • (23 - (- 25)) = 297319 W = 297,3 kW

Seção frontal:

F = (L • P) / V = (17000 * 1,3) / 4 = 5525 = 0,55 m2.

Determine a taxa de fluxo do refrigerante:

G = (3,6 • Qt) / Cv • (tin - tout) = (3,6 • 297,3) / 1009 • (95-50) = 1,58 kg / seg.

Com base nos dados obtidos na tabela de aquecedores, selecionamos o modelo mais adequado.

Cálculo da superfície de aquecimento

A área da superfície de aquecimento determina a eficiência do dispositivo. Quanto maior for, quanto maior o coeficiente de transferência de calor, mais o dispositivo aquece o fluxo de ar. Determinado pela fórmula:

Fk = Q / k • (tav.t - tav.w)

Onde Q - Poder Térmico.

k - coeficiente.

tav.t - a temperatura média do refrigerante (entre os valores de entrada e saída do aparelho).

tav.in - temperatura média do ar (externo e interno).

Os dados obtidos são comparados com as características do passaporte do dispositivo selecionado. Idealmente, a discrepância entre os valores reais e calculados deve ser 10-20% maior do que os reais.

Características de cálculo de aquecedores a vapor

O método de cálculo dos aquecedores a vapor é quase idêntico ao considerado. A única diferença é a fórmula para calcular o refrigerante:

G = Q / r

Onde r - calor específico proveniente da condensação do vapor.

O autocálculo das instalações de aquecimento é bastante complicado e repleto de erros. Se precisar calcular o dispositivo, a melhor solução seria entrar em contato com um especialista ou usar uma calculadora online, muitas delas na Internet. A solução é bastante simples, basta substituir seus próprios dados nas janelas do programa e obter os valores desejados, com base nos quais você pode selecionar dispositivos prontos.

Manutenção e reparo do aquecedor de ar de ventilação

Como qualquer dispositivo, o aquecedor de ar requer uma atitude cuidadosa e certos cuidados. Se você não seguir as regras de operação, podem aparecer rachaduras nos tubos de transporte do refrigerante, o que acarreta vazamento e, consequentemente, perda de calor. Se um meio de aquecimento de baixa qualidade for usado, os tubos do trocador de calor podem ficar sujos.

Se todas as condições de trabalho forem observadas, as avarias indesejadas podem ser evitadas. Então, o principal motivo para a manutenção preventiva será limpar o sistema de ventilação de incrustações e outros depósitos. Tais manipulações devem ser realizadas regularmente, pois tais obstáculos reduzem a condutividade térmica da unidade, e o custo de seu funcionamento, ao contrário, aumenta. A limpeza consiste em uma lavagem de rotina com agentes especiais contendo reagentes que matam as bactérias que se instalaram no sistema.

Se, mesmo assim, o permutador de calor estiver danificado, é necessário procurar ajuda de especialistas que farão a reparação profissional do equipamento. Os trabalhadores vão encontrar o vazamento, soldar os tubos e, se necessário, substituir as placas e vedações.

Deve-se observar que a limpeza precoce do sistema de ventilação cria risco de incêndio, cuja causa é o acúmulo de poeira e sujeira nos dutos.

Para o funcionamento adequado do aquecedor de ar, ele deve ser limpo regularmente.

Aquecedores são corretamente considerados um dos dispositivos de equipamento de aquecimento mais populares. Ao escolher um aquecedor ou um trocador de ar, vários parâmetros devem ser levados em consideração, em particular, o tipo de trocador de calor, potência do dispositivo, pressão, indicadores de temperatura dentro do refrigerante, bem como na entrada e na saída. A área da sala a ser aquecida também deve ser levada em consideração.

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Métodos de cintagem

A tubulação do aquecedor é um conjunto de dispositivos e elementos para regular o fornecimento de refrigerante ao dispositivo. Inclui os seguintes elementos:

Bombear.
Válvula de duas ou três vias.
Medindo instrumentos.
Válvulas de corte.
Filtro.
Desviar.

Dependendo das condições de operação, esses elementos podem estar localizados nas imediações do dispositivo ou a uma distância razoável dele. Com base nas condições de conexão, eles são diferenciados:

Cinta flexível. Ele é montado em unidades de controle localizadas ao lado do dispositivo. A instalação dessas tiras é considerada mais fácil, pois possibilita a realização de todos os trabalhos em conexões roscadas, praticamente sem a necessidade de soldagem.
Cintagem rígida. É usado em dispositivos remotos de unidades de controle e que requerem comunicações fortes.

Com uma diferença na técnica de instalação, os dois tipos executam a mesma função - fornecem configuração e ajuste do modo de operação do aquecedor.

Como escolher um aquecedor

Primeiro, o dispositivo deve ser capaz de regular os modos de operação por um sinal elétrico externo do equipamento padrão. Por exemplo, um termostato. O dispositivo considerado é um aquecedor com ventilador convencional usado como aquecedor de ar. A unidade escuta apenas o controle remoto e os botões. Trata-se de equipamento para uma sala, que, por exemplo, pode ser montado na saída de uma conduta de ventilação. Acreditamos que seja permitido instalar tal dispositivo dentro do caminho. A partir das condições operacionais do passaporte, é claro que não haverá violações.

Aquecedores de água KSk, KPSk parecem ser dispositivos mais simples e despretensiosos. Não há descrição no site da concessionária, exceto para o material do radiador, em alumínio, bem como características puramente técnicas. Ainda não está claro se um ventilador está instalado dentro do dispositivo. Não anunciaremos o produto descrito de forma repugnante.

Os dispositivos são analisados em detalhes no site kalorifer.net, a partir do qual fica claro que os dispositivos para 5.000 rublos são uma bobina comum, não há eletrônicos dentro. É fácil de instalar, mas o dispositivo irá reduzir o desempenho do recuperador em termos de fluxo de ar, o que exigirá ajustes ou instalação de um ventilador adicional. Neste caso, a abordagem proposta com KEV-25T3W2 não parece muito primitiva, eliminando as dificuldades emergentes. E a rotação do motor pode ser alterada externamente. Pergunte também ao fabricante.

Dissemos o que é um aquecedor, mencionamos alguns designs, simples e complexos. As variedades produzidas foram conhecidas pelos leitores. Para o caso descrito no artigo, é necessário um dispositivo controlado por um termostato por meio de um dispositivo para controlar a velocidade de um motor assíncrono. Esperamos ter mostrado a você o que procurar ao comprar um aquecedor.

Claro, o dispositivo também pode ser usado separadamente.Ou equipar salas onde o aquecimento é especialmente necessário, isso reduzirá drasticamente os custos e aumentará a eficiência do sistema.

Ajustando o processo de aquecimento

Existem duas maneiras de ajustar o modo de operação:

Quantitativo. O ajuste é feito alterando o volume do refrigerante que entra no dispositivo. Com este método, ocorrem saltos bruscos de temperatura, instabilidade do regime, portanto, o segundo tipo tem sido mais comum recentemente.
Qualitativo. Este método permite garantir uma vazão constante do refrigerante, o que torna a operação do dispositivo mais estável e suave. A uma taxa de fluxo constante, apenas a temperatura do portador muda. Isso é feito misturando um pouco do fluxo de retorno mais frio com o fluxo direto, que é controlado por uma válvula de três vias. Este sistema protege a estrutura do congelamento.

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Critérios de seleção de aquecedor de ar

Um argumento de peso para a escolha de um aquecedor de água com ventilador já foi citado: a possibilidade de funcionamento ininterrupto a partir da temperatura da água ajustada em casa. Nem todos desejam instalar separadamente uma caldeira a vapor específica para um esquentador com ventilador, é compreensível que queiram utilizar um ramal de aquecimento a 60 ºС. No entanto, a potência do fluxo de saída cai drasticamente neste caso. Portanto, é necessário estimar com antecedência se o recuperador do ramal elevará a temperatura em até 15 ºС. Se a resposta for sim, não se prevêem dificuldades. 22 ºС - ainda mais do que os médicos aconselham para manter dentro de casa.

Nesse caso, um litro de água é consumido em 25 segundos. Carga não excessiva no circuito de aquecimento. As dificuldades começarão no verão, quando um aquecedor de água com ventilador torna-se uma carga desnecessária. O recuperador pode passar para o modo verão, no qual o ar passa diretamente para a saída, desviando da membrana, mas não sabemos se o aparelho em questão é capaz de fazer o mesmo. Eles tendem a pensar, não podem. Para o verão, é melhor desmontar a unidade.

Características de instalação e conexão

Trabalho de instalação, conexão, lançamento do sistema, trabalho de configuração - tudo isso deve ser feito por uma equipe de especialistas. A instalação do aquecedor "faça você mesmo" só é possível em residências particulares, onde não existe uma responsabilidade tão elevada quanto em instalações industriais. As principais operações incluem a instalação do dispositivo e elementos de controle, conectando-os na ordem necessária, conectando-se ao sistema de fornecimento e remoção de refrigerante, teste de pressão e execução de teste. Se todas as unidades do complexo apresentarem um trabalho de alta qualidade, o sistema é colocado em operação permanente.

Características do dispositivo e princípio de operação

Um aquecedor de ar padrão, independentemente do método de transferência de calor, consiste necessariamente em dois elementos:

trocador de calor;
fã.

O princípio de operação de qualquer aquecedor de ar é baseado no fato de que o refrigerante é caracterizado por uma maior transferência de calor do que os fluxos de ar ao redor. Consequentemente, passando ao longo do invólucro do aquecedor de ar, as massas de ar forçadas pelas pás do ventilador podem ser aquecidas ou resfriadas.

Para aumentar a eficiência do dispositivo, a área efetiva do trocador de calor é aumentada. Isso é obtido soldando-se aletas de metal adicionais aos tubos.

Regras operacionais e possibilidade de reparo

Os principais requisitos para a operação e segurança do dispositivo são definidos no passaporte. Destinam-se a eliminar emergências causadas por superação da temperatura ou pressão admissível do refrigerante, evitando um aumento acentuado da temperatura do complexo na primeira partida na estação fria. Uma atenção especial deve ser dada ao perigo de congelamento dos tubos do dispositivo no inverno, ameaçando a falha do dispositivo.Para o reparo de dispositivos, organizações especializadas devem estar envolvidas, intervenção independente na maioria das vezes apenas aumenta o grau do problema.

Especificidade do uso de aquecedores de água para aquecimento

Os termoventiladores do tipo água são utilizados para aquecimento de instalações com grande área - lojas ou escritórios. Permitem secar rapidamente tapetes ou assentos de automóveis, para que possam ser utilizados na lavagem e na limpeza a seco de automóveis.

As fontes de calor de água são justificadas para porões com altos níveis de umidade. Podem ser instalados em garagens, viaturas de construção, oficinas, no território de armazéns ou oficinas de produção de polímeros.

Os aquecedores de água para dutos são adequados para manter uma temperatura confortável em casa e no trabalho. Equipamentos que economizam energia praticamente não consomem eletricidade e gás, o que permite economizar nas contas de luz.