O Termostato - Tópico de Discussão - parte 1

O termostato - Tópico de discussão

Autor Mensagem

Hugo Saldanha

Assunto: O termostato - Tópico de discussão Qua 25 Abr 2012, 00:28

Boas,

O termostato é um dos acessórios fundamentais nos nossos aquários, sendo responsável pelamanutenção da temperatura da água de uma forma constante ao longo do dia.Contudo, existem vários equipamentos no mercado, com diferentes potências, tamanhos, constituídospelos mais diversos materiais. Estas características irão influenciar o desempenho energético dotermostato.Por forma a conseguirmos analisar o comportamento dos termostatos, poderemos aplicar a 1.ª Lei da

Termodinâmica!

Calor

Calor é o nome dado ao processo de transferência de energia térmica de um sistema para outroexclusivamente em virtude da diferença de temperaturas entre eles.

O calor é uma das duas formas disponíveis para se transferir energia de um sistema para outro eexpressa a quantidade de energia transferida através da fronteira comum aos sistemas. Ocorre,portanto, sem a associação com eventuais variações nos volumes dos sistemas em interação.

O calor é geralmente simbolizado pela letra Q na física e, por convenção, se um corpo recebe energiasob a forma de calor, o valor Q é positivo, e se um corpo cede energia sob a forma de calor, este énegativo.

O calor sensível: provoca apenas a variação da temperatura do corpo. A quantidade de calor sensível (Q)que um corpo com massa (m) recebe é diretamente proporcional ao seu aumento de temperatura. Logo,é possível calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:

E=m.c.(Tf-Ti)

Em que:E – Energia necessária em Joulem – massa do fluídoc – capacidade térmica do fluidoTf – temperatura final do fluidoTi – Temperatura inicial do fluido

Assim, podemos calcular a energia necessária para aquecermos a água dos nossos aquários, tendo emconta o seguinte:

- Volume de água: 60 litros (60 kg, aproximadamente, 60.000 g), logo, o nosso m será 60.000;

- A capacidade térmica da água é de 4 J(g.ºC), isto significa que para aumentarmos a temperatura em

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1.ºC de um grama de água, temos de lhe fornecer 4 Joules de energia;

- Intervalos de temperatura:Cenário 1 – Início de uma montagem, em que a temperatura inicial de água é de 13.ºC e a temperaturafinal da água é de 26.ºC (início da montagem);

Cenário 2 – Manutenção da temperatura diária, sendo que o termostato liga quando a temperaturaatinge os 23.ºC e desliga quando a água atinge os 26.ºC.

Posto isto pode calcular-se a energia necessária para aquecer a água nestes dois cenários:Cenário 1:Q = 60000 * 4 * (26-13) = 3120000 J (Joule) = 0,86667 kWh

Cenário 2:Q = 60000 * 4 * (26-23) = 720000 J (Joule) = 0,2 kWh

Esta é a energia que necessitamos para aquecer a água do nosso aquário!

Sabendo isso, qual a potência do termostato que deveremos escolher?

Li muitas vezes sobre uma “regra” em que a potência do termostato a escolher deverá estar função dovolume de água que queremos aquecer, de acordo com a relação 1W/l. Assim, para um volume de águade 60 litros, deveremos escolher um termostato de 60 W. Contudo, no mercado, não existemtermostatos com essa potência, logo deveremos escolher o que tiver potência acima: 75W.

Contudo, esta escolha será suficiente? Conseguiremos obter bons resultados?

Agora que já sabemos a energia necessária para aquecer o nosso volume de água de 60 litros,poderemos analisar o consumo em kWh de cada termostato. Assim:

Desta análise, concluímos que, para a mesma massa de água a aquecer, o tempo de funcionamento dotermostato varia inversamente proporcional à sua potência!Até aqui tudo ok, se precisamos de fornecer a mesma energia para a água aquecer, é lógico que quantomenor a potência do equipamento mais tempo tem de estar este ligado.

Mas assim, o consumo diário seria sempre o mesmo?

Deveria ser, mas não é!

Os próximos valores que apresento são meramente indicativos, apenas para deixar no ar a ideia elevantar algumas (muitas) questões.

Fazendo os cálculos do custo associado ao funcionamento de cada termostato, apenas variando apotência pode verificar-se que este valor apenas será diferente, caso o número de ligações/dia sejatambém diferente.E este número pode variar consoante, o tipo de materiais utilizados na construção do equipamento, otamanho do termostato, entre muitos outros factores. Por exemplo, os próprios materiais que usamosnas nossas montagens podem influenciar o consumo do termostato, dado que retêm sempre algumcalor.Tome-se apenas como exemplo:


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Para confirmar estes valores teria de fazer testes com termostatos da mesma marca e do mesmomaterial, apenas fazendo variar a potência de cada um, salientando que a massa de água seria sempre amesma.

Assim, com este testamento apenas quero lançar o debate acerca do funcionamento dos termostatos, ainfluência dos materiais que os constituem no consumo energético e também na escolha mais adequadaa cada aquário.

Fico a aguardar as vossas ideias e comentários, sendo que os meus cálculos são meramente indicativos,não são para seguir como regra!Obrigado.

Abraço

-- Assinatura --Cumprimentos,

Hugo Saldanha

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Pedro Santos

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qua 25 Abr 2012, 13:07

Antes de mais muitos parabéns pelo excelente tópico!

Deixa-me só fazer uma ressalva que me parece estar um pouco confuso...O custo para o cenário 1 ecenário 2 é igual porque calculaste relativamente ao valor hora do KW? Não entendi muito bem estaparte...

De qualquer forma quando sugeri esta discussão a ideia não era tanto esta mas mais a diferença entre 2termostatos com a mesma potência e o que nos leva a optar por um ou pelo outro.

Exemplo:

Termostato 1 de 200W com um custo inicial de 10€Termostato 2 de 200W com um custo inicial de 15€

O que justifica a compra do termostato 2?

Há muitas pessoas que defendem que se tem a mesma potência tem o mesmo gasto.Ora pela tua excelente apresentação depreendo que não é bem assim, já que, mediante os materiais deque são feitos os termostatos, estes têm mais ou menos dificuldade em fazer a transmissão de energia(calor) para a água!

Assim sendo como distinguir a diferente qualidade dos termostátos?


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Que tipo de materiais procurar?

Num caso mais específico, o caso do EHEIM JAGGER que para uma mesma potência são maiores que osda concorrência. Isto é uma maior valia por ter maior área de contacto com a água? Não necessitam deestar menos tempo ligado por este motivo?

Venham daí essas opiniões!

-- Assinatura --Pedro Santos (InCoGniTuS)

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Thiago Cardoso


Ótimo tópico...parabéns

Hugo Saldanha


Boas Pedro,

Em relação à tua primeira dúvida, confesso que pode parecer um pouco confuso, mas o valor para ocenário 1 e 2 é igual, uma vez que, ao aumentarmos a potência do termostato o seu tempo defuncionamento para manter a água à temperatura de 26.ºC é menor, logo o custo com energia eléctrica,mantém-se igual.O custo por kWh é constante. Retirei o valor de uma factura da EDP. Neste cálculo nem entrei com avariação dos tarifários ao longo do dia, senão ainda iria criar mais confusão e saia por completo doobjectivo do tópico.

Como dizes e bem, a ideia do tópico é discutir a escolha de um termostato em detrimento de outro, porisso é que achei que deveria ser feita uma abordagem às necessidades energéticas para aquecer a água,antes de entrarmos no debate propriamente dito.

Mas relativamente às restantes questões, acho que posso tentar explicar da seguinte forma:

Por exemplo, uma determinada marca vende termostatos de 75 W, com tamanhos diferentes. Osmateriais são exactamente iguais, apenas varia o tamanho do termostato, ou seja, a área de contactocom a água.Posto isto, qual achas que irá ter um consumo maior ao longo do dia?

Se considerarmos que o calor sensível provoca apenas a variação da temperatura do corpo. A quantidadede calor sensível (Q) que um corpo com massa (m) recebe é diretamente proporcional ao seu aumentode temperatura.

Contudo, existe um factor muito importante que influencia a velocidade com que esta troca de energiaocorre, que é a superfície de contacto entre os dois corpos, neste caso o termostato e a água.

Assim, julgo que faz todo o sentido dizer que um termostato maior precisa de menos tempo paraaquecer a água do que um termostato mais pequeno, tendo eles exactamente a mesma potência e


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serem constituídos pelos mesmos materiais.

Agora temos outra vertente importante, que é a condutividade térmica.

Pela definição técnica: a condutividade térmica consiste numa grandeza física que mede a capacidade deuma substância/corpo em conduzir/transmitir energia sob a forma de calor. Permite distinguir os bonsdos maus condutores de calor e pode ser definida como a energia transferida sob a forma de calor e porsegundo, através de uma superfície com 1 m2 de área e 1 m de espessura, quando a diferença detemperaturas entre as duas faces dessa superfície é de 1 K. Exprime-se no Sistema Internacional (SI)em watt por metro e por kelvin (W/(mK)).Quanto maior for a condutividade térmica de um material, melhor condutor ele é.

Consultando algumas tabelas técnicas, verificamos que o vidro possui melhor condutividade térmica doque o plástico e até do que a própria água!

Contudo, como estamos a falar de calor e como todos os materiais são sensíveis ao calor pois esteprovoca desgaste das suas características ao longo do tempo, nomeadamente, resistência, elasticidade,etc, os termostatos são sensíveis às imperfeições de construção. Daí, por vezes acontecer certosproblemas mesmo em equipamentos de marcas conceituadas.

Pessoalmente utilizo dois termostatos, um de 75 W (para um aquário de 60 litros) e um de 50 W (paraum aquário de 35 litros), ambos da mesma marca (marca branca) e ambos estão a funcionar naperfeição à já alguns anos.

Venham daí mais opiniões

Abraço


Hugo Saldanha

EquipaPeixeFauna





RCoutinho

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qui 26 Abr 2012, 12:02

Boas

Eu vou dar uma opinião sem me referir aos custos de consumo, pois sobre esses não tenho dados, masque considero relevante na altura da escolha.Para mim é importante a qualidade do material em si, ou seja, quando se pega no artigo e se "apalpa"

e se sente que é bem construido, com bons materiais e que "respira" qualidade. Como referinoutro tópico, quando se vê termostatos + baratos pode verificar-se por exemplo o comprimento docabo de alimentação, a espessura do vidro, acabamentos, isolamentos, forma de regulação, etc. O cabode alimentação no seu interior pode ter + ou - qualidade, não conseguimos ver por fora, mas já meaconteceu trabalhar com fio bom e tem muitos filamentos e ver fio mau que por vezes nem 10filamentos tem. Derreter um fio pode trazer muitos perigos, incluindo o de incêndio. A espessura dovridro, por exemplo, eu não quero arriscar que qualquer coisa parta o vidro e ZUT, tudo morto.Acabamentos e isolamentos, a mesma coisa, eu nao quero arriscar uma infiltração ou mau isolamento e

os peixes viverem em constante stress de passagem de baixas voltagens, ou ZUT (+ uma vez ) tudomorto. Outros promenores considero-os numa situaçao de "conforto" pessoal.O que quero alertar com isto é somente a segurança e para mim isso é relevante no acto da compra.Prefiro gastar + 5 ou 6 Euros e sentir que me dá segurança. Funcionar todos funcionam, todos aquecem,todos podem avariar. Mas eu não quero matar 50 ou 100 ou + euros em peixes (para além do afecto que


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se lhes ganha) para poupar meia duzia de euros.Não estou com isto a aconselhar a carteira de ninguém, apenas sinto-me eu seguro em apostar nasegurança. Posso vir trabalhar com a "ilusão" de segurança, é sempre uma ilusão, não sabemos. Até

pode o microondas rebentar Temos de admitir que certos termostatos baratos que ao trazerem - 50cm de fio, em mil que se produza

são muitos euros que se poupam, ou na maioria dos casos muitos "Yuans" Se o fio por dentro é -espesso, se o vidro é + fino mais Yuans poupados. So algum tipo de isolamento falha... ZUT outra vez (e

já é a 3ª vez que tudo morre... ). E como nós sabemos alguns materiais de marca são sujeitos a

regras da CE, outros são sujeitos às regras... pois... Se houver um ZUT no meu aquário, desaparece muito mais do que 5€ da minha carteira :fish3:

Hugo Saldanha

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qui 26 Abr 2012, 13:32

Boas Rui,

Falaste num ponto muito importante, a robustez e a qualidade dos materiais de construção versusminimização dos riscos para a fauna.

Concordo plenamente com o teu ponto de vista.

Existem equipamentos tão baratos que a sua qualidade, à primeira vista, é logo colocada em causa. Maspara isso deveremos, sempre que possível, verificar os equipamentos nas nossas mãos.

Abraço


Hugo Saldanha

EquipaPeixeFauna





RCoutinho

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Sab 28 Abr 2012, 11:47

Boas

Para cálculo dos custos energéticos também não deveria ser analisado a circulação da água? Ou seja, umaquário sem circulação não aquece + devagar? Eu, por exemplo, tenho a flauta de um dos meus filtrosexternos na direcção do termostato, isso não ajudará na dispersão do calor e consequente ajuda aotermostato não gastar tanto?

Cumps

Hugo Saldanha


Boas,

Sim, poderíamos analisar o cálculo adicionando essa variante.Os cálculos que apresentei são para a "pior" situação, onde estaríamos apenas a aquecer uma massa deágua de 60 litros.

Quaisquer alterações que façamos a este cenário inicial, irão variar a energia necessária para aquecer aágua. No caso da adição do movimento da água, o tempo necessário seria efectivamente menor, logo aenergia consumida também seria menor.

Também poderíamos fazer a comparação entre um aquário com tampa e um aquário sem tampa.

Mas para analisarmos todos estes cenários teriamos de os fazer com resultados e medições práticas,


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algo que neste momento não consigo fazer.

Abraço


Hugo Saldanha

EquipaPeixeFauna





RCoutinho


Boas

Tem lógica, pensar no pior cenário e depois tudo o que se adicionar é ganho

Não pensei nessa perspectiva...

Cumps

Hugo Saldanha


Boas,

Exactamente, a ideia é mesmo essa.Já sabemos qual é o máximo que temos de gastar, quer em tempo quer em energia. Depois é só irjogando com os outros factores para verificarmos as alterações.

Abraço


Hugo Saldanha

EquipaPeixeFauna





José Elias

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qua 18 Jul 2012, 19:46

Lá estou eu a meter o bedelho em assuntos que pouco ou nada percebo, mas falta ai um factor muitoimportante.

Quando olho para as tabelas apresentadas, o que depreendo e que todos os termóstatos com a mesmapotência gastam o mesmo de energia eléctrica.

Será que isso e verdade?

Como disse, nada percebo de termóstatos, mas lanço uma pergunta, por exemplo um termóstato de75w, consome 75w ou transmite em forma de calor 75w? Não me digam que e o mesmo porque nãoacredito.

Um exemplo disso e as placas de Vítro cerâmica que temos em casa.

Eu tinha uma placa de Vítro normal, não me lembro o nome, mas e daquelas que tem uma resistênciapor baiXo, e substitui por uma de indução, conclusão, reduzi a factura da luz em 30%


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Conclusão, penso que devera acontecer o mesmo com os termóstatos, constante a sua construção,puderam gastar mais ou menos para disponibilizar a mesma potência de calor.

Infelizmente os termóstatos ainda não vêem com indicação de eficiência energética.

Se calhar estou completamente enganado.

Pedro Santos


Boas!

Estás certíssimo!

Na minha opinião claro..

Os termostatos de 75W consomem esses 75W. Agora o aproveitamento que têm é que não é igual.

Tens também o exemplo dos Jagger que por norma são maiores que os restantes, logo distribuem omesmo calor por mais água de uma vez só.

Abraço!

-- Assinatura --Pedro Santos (InCoGniTuS)

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José Elias


Pedro, relativamente ao tamanho, não me parece que um termóstato de por exemplo 75w e 5cm aqueçamenos do que um de 75w e 10cm...

O que ira acontecer e que o 5cm ira estar mais quente do que o de 10cm, o que significa que no maispequeno existira uma diferença maior de temperatura na agua junto ao termo e a agua mais afastada dotermo, enquanto com um termo maior conseguimos uma distribuição mais homogénea do calor, logouma temperatura mais equilibrada.

Francisco Ramalho

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qui 19 Jul 2012, 00:53

No fundo estão a dizer o mesmo, maior melhor distribuição de calor, apesar do consumo ser o mesmoinstantaneamente, liga menos vezes consumo diário será menor para o maior termostato.

-- Assinatura --fjmr123Francisco Ramalho

AdminístradorPeixeFauna

Rodolfo Silva

Assunto: Re: O termostato - Tópico de discussão Qui 19 Jul 2012, 13:40

Boas Hugo

Gostei deste topico, parabéns desde já


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Acho que te faltou referir 2 aspectos, um e já foi referido a circulação de agua pelo termostato e aquestão que o Pedro levantou que não me pareceu bastante explicita mas vou tentar simplificar

Tens um aquario por exemplo de 1m se em vez de usares um termostato de 200w podes por exemplousar 2 de 100w, 1 em cada lado do aquario ou como neste caso o calor esta mais distribuido usar porexemplo 2 de 75w que no total acabava por perfazer 150w poupando aqui 50w mas com maiordistribuição de calor logo os mesmos acabam por não ligar tantas vezes como se tivermos só 1 ( atençãoque isto é apenas exemplificativo, não estive aqui a fazer contas nenhumas ) e claro que este aspectocompensa mais em aquario maiores se bem que eu pessoalmente em aquarios de pelo menos 120 paracima prefiro mesmo usar 2 termos que mesmo que 1 deles avarie o outro até ser detectada a avariaaguenta bem o aquario

Também temos o aspecto da qualidade como já foi referida pelo Rui que eu concordo a 110% mais valese gastar mais qualquer coisa e saber o que temos nos aquarios, mas aí já era ir para outros campostinhamos de estar a falar da pureza do cromo niquel e se estava devidamente dimensionado, etc.

Outro aspecto que me lembrei assim de repente porque estava a olhar para o aquario das feras é o tipode fauna que temos nos aquarios, num aquario de oscares por exemplo nunca arriscaria um termostatodos chineses, quem diz oscares diz outras especies grandes aí já prefiro gastar mais uns €€ e usar porexemplo uns rena inquebraveis para precaver não se vão lembrar eles de andarem a jogar a bola com o

termostato como já me aconteceu varias vezes

Abraço

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