Caldeira elétrica de circuito duplo: dispositivo, análise de vantagens e desvantagens + o que considerar na escolha

Caso não seja possível fornecer gás à casa, o problema do aquecimento autónomo e do aquecimento de água deve ser resolvido com recurso a fontes alternativas de energia. Você pode instalar geradores solares e aquecer com lenha ou pellets. Porém, a melhor solução pode ser uma caldeira elétrica de circuito duplo.

O artigo que apresentamos descreve detalhadamente o princípio de funcionamento e os tipos de equipamentos que convertem energia elétrica em calor. Listadas estão as diretrizes que os futuros proprietários da unidade devem considerar antes de comprá-la. São fornecidas recomendações para operação econômica.

Como funciona o dispositivo

O projeto de uma caldeira de circuito duplo envolve a colocação de dois elementos de aquecimento em um dispositivo para aquecimento de água e refrigerante. O sistema funciona convertendo corrente elétrica em energia térmica.

Características de design de uma caldeira de circuito duplo

Para aquecer a divisão, é ligado à caldeira um circuito de aquecimento de tipo fechado, através do qual se move o refrigerante. A segunda tubulação é projetada para fornecer água quente, que é aquecida em tanque de armazenamento embutido ou segundo o princípio de escoamento.

Durante a estação quente, o aquecimento pode ser desligado e a caldeira só pode ser utilizada como caldeira.

Dois circuitos de uma caldeira elétrica podem funcionar de forma independente ou simultânea, aquecendo a casa e aquecendo água

O dispositivo consiste nos seguintes elementos principais:

• caixas com isolamento térmico, acessórios de entrada e saída;
• um trocador de calor por onde circula o refrigerante;
• sistema de controle e unidade de automação, que permite definir parâmetros de temperatura e desligar/ligar o aparelho;
• dispositivo de aquecimento;
• tanque de expansão para alívio de pressão;
• válvula de segurança;
• ventilação de ar (automática ou manual) para remover bolsas de ar;
• bombas circulares para abastecimento de água quente e sistemas de aquecimento;
• grupos de segurança com sensores de temperatura e relés.

O princípio de funcionamento de uma caldeira elétrica é a troca de calor: uma bomba circular bombeia água para o tanque, que é aquecida a uma determinada temperatura por um termoelemento e descarregada no circuito de aquecimento ou no sistema de água quente.

Na verdade, um aparelho elétrico de circuito duplo, como seu equivalente a gás, pode servir tanto como caldeira doméstica quanto como aquecedor de água instantâneo.

Vantagens e desvantagens dos equipamentos elétricos

O aquecimento eléctrico é um método de aquecimento amigo do ambiente, porque não polui o ar com fumo e fuligem como uma caldeira de combustível sólido, monóxido de carbono e outros resíduos nocivos como equipamentos a gás.

Além disso, a peculiaridade do trabalho aquecimento elétrico praticamente elimina casos de força maior em caso de vazamento de água - se não houver líquido refrigerante no sistema, o equipamento desliga automaticamente.

Uma caldeira elétrica tem um excelente indicador de eficiência - 95-99%, mas mesmo uma transferência de calor tão elevada não compensa o alto consumo de energia elétrica, portanto, em comparação com uma caldeira a gás, o aparelho elétrico perde

Além disso, as vantagens gerais dos equipamentos elétricos incluem:

• Instalação fácil – não há necessidade de equipar chaminé, sistema de ventilação forçada, instalar gasoduto e emitir um monte de licenças, como na instalação de uma caldeira a gás.
• Segurança – a probabilidade de vazamento ou fervura de uma caldeira elétrica é muito baixa, além disso, o projeto do dispositivo não prevê o uso de chamas abertas, materiais inflamáveis ​​​​e gases explosivos.
• Dimensões compactas – um ponto importante para salas pequenas. Além disso, o dispositivo pode ser instalado não apenas em locais especialmente previstos no projeto (como equipamentos a gás), mas em qualquer local conveniente onde seja possível conectar-se à rede elétrica e ao sistema de aquecimento.
• Silêncio – a caldeira elétrica funciona sem vibrações, “escapes” e outros sons que afetam os aparelhos a combustível sólido e a gás.
• Preço acessível tanto o próprio dispositivo quanto sua instalação e manutenção.

Quanto às desvantagens, uma das mais significativas é o custo da energia consumida. Se estamos falando sobre aquecimento elétrico e abastecimento de água quente para uma casa grande, os valores serão impressionantes.

Portanto, não seria supérfluo fazer pelo menos um cálculo aproximado do consumo antes de comprar, analisando informações sobre a área, consumo de água e potência do aparelho. E então decida se o “jogo” vale o custo.

A instalação de controladores especiais, dispositivos de armazenamento e medidores diferenciados operando no modo dia-noite ajudará a reduzir significativamente os custos.

Outros contras:

• Dependência do fornecimento de energia – em áreas com cortes constantes de energia, não faz sentido instalar tal dispositivo de aquecimento. No entanto, se as interrupções forem aleatórias e não normais, a compra de um gerador que armazene energia ajudará a resolver o problema.
• Picos de tensão da rede prejudicam a automação sensível da caldeira, por isso antes de instalar o equipamento vale a pena adquirir bons estabilizadores de energia.
• Sedimentação. Como se utiliza água corrente para o abastecimento de água quente, os elementos de aquecimento vão ficando gradativamente cobertos de incrustações, que devem ser retiradas do equipamento. A solução pode passar pela instalação de filtros na entrada de água fria e manutenção regular.

Além disso, antes de instalar caldeira elétrica, vale a pena descobrir se a sua rede doméstica foi projetada para tal carga. Por exemplo, para uma área de 200 metros quadrados, você precisará de pelo menos 16 a 20 kW.

E isto é apenas para aquecimento, sem levar em conta outros aparelhos elétricos. E se em novos assentamentos rurais essa energia é fornecida pela conexão a uma rede trifásica, então, para uma casa de verão, geralmente não são alocados mais de 10 kW.

Tipos de caldeiras elétricas

As caldeiras elétricas modernas estão equipadas com aquecedores com diferentes princípios de funcionamento. Mas apenas dispositivos com design de elemento de aquecimento podem ser usados ​​​​simultaneamente para aquecimento e abastecimento de água quente.

Conectar uma caldeira elétrica a um sistema de aquecimento e água quente geralmente envolve a instalação de uma caldeira com trocador de calor ou recipiente para armazenamento de água quente

Outros tipos de equipamentos podem ser utilizados para água quente sanitária apenas se uma caldeira de aquecimento indireto estiver ligada ao circuito de aquecimento.

Aparelhos elétricos com elementos de aquecimento

Os modelos mais comuns de caldeiras elétricas possuem elementos de aquecimento embutidos - elementos de aquecimento, que são feitos de cerâmica ou metal, têm o formato de hastes, uma espiral ou uma haste oca dobrada por um arco, dentro da qual um fio de certa resistência está localizado. Eles atuam como “intermediários”, aquecendo quando uma corrente elétrica passa e transferindo calor para a água.

Diagrama de uma caldeira elétrica de circuito duplo. O número de elementos depende da potência do dispositivo e do seu volume interno, mas elementos de aquecimento adicionais não só aumentam a taxa de aquecimento, mas também o custo de eletricidade e manutenção

A principal desvantagem do dispositivo é a rápida formação de incrustações nos elementos de aquecimento, o que prejudica o seu desempenho. Por exemplo, com uma espessura de calcário de apenas 0,5 mm, a eficiência do dispositivo diminui em 10% do valor nominal e com 2 mm - em 35-40%!

Como resultado, o aparelho aquece a água mais lentamente, aumentando o consumo de eletricidade. Portanto, a caldeira necessita de limpeza constante e substituição periódica dos elementos de aquecimento com defeito.

Para prolongar a vida útil do elemento de aquecimento, recomenda-se utilizar um sistema de limpeza de filtros ou adicionar amaciantes especiais ao refrigerante e despejar água destilada no circuito de aquecimento.

Além disso, caldeiras com elementos de aquecimento requerem manutenção regular, pois estamos falando da utilização segura do equipamento. O elemento de aquecimento desgasta-se gradualmente e pode queimar.

Se isso acontecer com a despressurização da carcaça, não é tão ruim. Neste caso, o nicromo aquecido simplesmente se desintegrará ao entrar em contato com a água e não representará perigo para os seres humanos. Mas se o elemento desconectado permanecer na caixa intacta e continuar funcionando, toda a caixa metálica, graças ao condutor de água, será energizada.

Equipamento de aquecimento por indução

O funcionamento de uma caldeira de indução baseia-se na indução magnética, que permite converter eletricidade em energia térmica. Dentro da caixa existe um circuito primário com uma bobina indutiva que, quando aplicada tensão, cria um campo magnético alternado.

Como resultado, surgem as chamadas correntes de Foucault (ou parasitas), que aquecem o metal e transferem seu calor para o transportador circulante.

Caldeiras de elementos de aquecimento testadas pelo tempo podem ser instaladas com segurança mesmo em uma sala de estar, mas para dispositivos de indução é melhor fornecer uma sala separada - apesar das declarações publicitárias dos fabricantes, a medicina não confirmou a inocuidade dos campos eletromagnéticos para os seres humanos

Vantagens das caldeiras de indução em comparação com os elementos de aquecimento:

• O nível mais alto de eficiência é de 98-99%.
• Grande área de aquecimento e, consequentemente, transferência de calor mais rápida.
• Não se formam incrustações no elemento de aquecimento.
• Totalmente autônomo e não necessita de manutenção.
• Além da água, produtos petrolíferos e óleo podem ser usados ​​​​como refrigerante.

A principal desvantagem de tais dispositivos é o alto preço e a necessidade de conexão caldeira de aquecimento indireto ou tanque de armazenamento para fornecer água quente à casa. Portanto, apesar de uma série de vantagens dos equipamentos de indução, a liderança na demanda do consumidor é firmemente mantida pelas caldeiras com elementos de aquecimento de circuito duplo.

Caldeiras com aquecedores de eletrodo

O funcionamento de uma caldeira a eletrodo é baseado na alta condutividade térmica da água. Dentro da caixa existem eletrodos negativos e positivos que geram corrente elétrica e a circulação circula entre eles. refrigerante.

O aquecimento ocorre devido à energia que é liberada quando as moléculas se dividem em íons carregados e seu movimento em direção ao eletrodo de polaridade apropriada. Graças a isso, o aquecimento da água na câmara da caldeira ocorre quase que instantaneamente.

Um pré-requisito para uma caldeira a eletrodo é um bom aterramento, uma vez que os dispositivos são dispositivos potencialmente perigosos e a caixa pode “perfurar” com uma carga de corrente forte

Vantagens das caldeiras a eletrodo em comparação aos elementos de aquecimento:

• Aquece a água 10 vezes mais rápido.
• Eles gastam 20-30% menos eletricidade.
• Possuem dimensões compactas mesmo com alta produtividade (na maioria das vezes os modelos são apresentados em versões de parede).
• Eles não falham durante picos de energia.

Mas devido a deficiências significativas, as caldeiras a eletrodo ainda não se espalharam. São utilizados principalmente para aquecimento, mas é possível organizar um segundo circuito de abastecimento de água quente se o sistema for equipado com caldeira de aquecimento indireto.

Esses dispositivos são muito exigentes quanto à composição do líquido que serve de refrigerante.Exclui-se a água comum da torneira, recomenda-se a utilização de um líquido especial com composição salina balanceada. Além disso, os eletrodos se dissolvem gradualmente durante a operação e precisam ser substituídos.

As caldeiras a eletrodo são muito compactas, mas não possuem alta potência, portanto, para aquecimento de grandes áreas, são fornecidos módulos com diversos dispositivos conectados em série

Para uma utilização segura, recomenda-se equipar a caldeira a eletrodo com um kit de automação adicional, que é vendido separadamente e muitas vezes custa mais que o próprio aparelho. Em primeiro lugar, trata-se de uma bomba de circulação e de um controlador eletrônico de temperatura que controla a temperatura de aquecimento.

Também é necessário um controlador de corrente para regular a intensidade da corrente, com capacidade de desligar o equipamento para evitar que a água ferva.

O que procurar na hora de comprar?

Depois de descobrir que tipo de dispositivo deseja comprar, é hora de pensar em seu tamanho e parâmetros técnicos.

Na maioria das vezes, as caldeiras elétricas são instaladas na cozinha, mas você também pode equipar uma mini-caldeira, que permitirá ocultar comunicações pouco atraentes e equipamentos adicionais (tanque de armazenamento, caldeira de aquecimento indireto, etc.).

Selecionando um dispositivo por método de instalação

Independentemente do tipo de construção, todas as caldeiras de circuito duplo podem ser divididas em dois grandes grupos - montadas na parede e no chão. As dimensões e a escolha do modelo dependem diretamente da área que precisa ser aquecida e também da quantidade de espaço livre para o próprio aparelho.

Uma caldeira de parede difere de uma caldeira de piso pelo seu tamanho pequeno - se necessário, pode ser escondida em um armário de parede ou armário, mas mesmo um dispositivo indisfarçável não parece volumoso e se harmoniza perfeitamente com outros eletrodomésticos

As unidades de anexo são concebidas para aquecer áreas relativamente pequenas - até 100 m2, pelo que são mais frequentemente instaladas em apartamentos ou pequenas casas de campo. Eles são fixados com suportes especiais em qualquer superfície vertical que possa suportar tal carga.

As caldeiras de chão são dispositivos bastante volumosos, mas podem fornecer calor e abastecimento ininterrupto de água a uma casa com uma área de até 200 m2, e tanques de armazenamento podem ser embutidos no próprio dispositivo (o que aumenta significativamente sua dimensões) ou montado separadamente

Se a metragem quadrada da casa exceder 200 m², Pode equipar uma sala de caldeira com várias caldeiras elétricas ou use fontes de aquecimento adicionais – equipamento de combustível sólido ou painéis solares.

Cálculo da potência necessária

A maneira mais fácil é dividir a área aquecida por 10. Acredita-se que ao aquecer 10 m² Será gasto 1 kW, mas o valor resultante será muito arbitrário, pois tal cálculo só faz sentido para salas com altura não superior a 3 metros.

Além disso, os custos de aquecimento dependem em grande parte da presença de isolamento, da qualidade das janelas e do seu tamanho, das características climáticas da área e dos materiais utilizados na construção da casa.

Se a casa tiver pé direito alto, deve-se primeiro determinar o volume do cômodo (multiplicar a área pela altura). Em seguida, calcule a potência necessária com base no fato de que 1 m3 exigirá 35 W.

Ao comprar, considere modelos cuja potência seja 15-20% superior aos valores calculados - é melhor colocar a caldeira em um modo mais fraco do que congelar no inverno frio com o equipamento funcionando no limite

Ao resultado obtido você precisa adicionar uma “margem”:

• 10% - com grande área envidraçada (janelas panorâmicas, varanda, etc.).
• 15% - na ausência de isolamento da casa.
• 10-15% - para áreas com invernos frios.
• 20% - para carga adicional quando a AQS funciona no modo de aquecimento contínuo.

Ao calcular a potência necessária para caldeiras com armazenamento embutido, é necessário confiar nos dados especificados pelo fabricante na documentação técnica.

A forma de alimentação também depende dos parâmetros técnicos da caldeira. Aparelhos de até 10 kW podem ser conectados a uma rede normal de 220 V, e caldeiras mais potentes podem ser conectadas a uma rede trifásica (além disso, isso pode exigir permissão das redes de energia locais se uma linha de 380 V não for fornecida para a casa ).

Outras nuances importantes

Com base no princípio do aquecimento de água, as caldeiras elétricas de circuito duplo podem ser divididas em fluxo e armazenamento. A primeira é uma boa opção para uma casa pequena e família, pois pode facilmente servir 1 a 2 pontos de água além do aquecimento. Mas, apesar de seu tamanho compacto e facilidade de uso, o dispositivo 2 em 1 tem uma desvantagem significativa - uma alta carga na rede elétrica.

E aqui unidade de armazenamento ocupa muito mais espaço devido ao tanque adicional onde é armazenada a água quente. A vantagem deste tipo de equipamento é que pode fornecer água em grandes quantidades e permite poupar até 10% de energia eléctrica, uma vez que não desperdiça energia com aquecimento constante, apenas mantém a sua temperatura.

Graças ao invólucro isolante, a perda de calor da água no tanque por hora não será superior a 0,5 graus. A ficha técnica de um dispositivo destinado à ligação a um sistema de abastecimento de água quente deve indicar o seu rendimento - temperatura mínima e máxima, volume de água e tempo necessário para o seu aquecimento.

Caldeiras elétricas modernas permitem controlar o aparelho e controlar a temperatura de aquecimento do ambiente por meio de smartphones ou de um sistema doméstico inteligente

Além disso, a caldeira pode ser equipada com:

• Unidade de automação para controle remoto a partir de um controle remoto ou via rede.
• Proteção contra congelamento, que permitirá manter uma temperatura mínima no sistema, o que é importante para casas de campo e casas de campo onde não há residentes permanentes.
• Sensores que monitoram as mudanças climáticas ligam o aparelho quando a temperatura cai e desligam durante as horas de sol.
• Equipamento que baixa a temperatura da água para ligação a sistema "piso quente".
• Sensores com capacidade de programar o microclima em toda a sala ou em salas individuais a seu critério.

Claro que os “bônus” do fabricante aumentam o custo do aparelho, mas com a ajuda deles é muito mais confortável operar a caldeira.

Maneiras de economizar dinheiro durante a operação

Para reduzir os custos de energia ao usar uma caldeira elétrica como dispositivo de aquecimento e aquecedor de água, é necessário reduzir a perda geral de calor em casa.

Em primeiro lugar, vale a pena substituir as antigas esquadrias de madeira por janelas modernas com 2 a 3 câmaras de ar e cuidar do isolamento das paredes (de preferência externas) com espuma de poliestireno, lã mineral ou outros materiais de baixa condutividade térmica.

Outras opções de salvamento:

1. Uma ligação adicional ou dispositivos separados que funcionem com energia alternativa (painéis solares, geradores eólicos, lareira a lenha) reduzirão significativamente o consumo de eletricidade.
2. Um medidor multi-tarifário permitirá que você pague menos pelo aquecimento noturno, e durante os “horários de pico” da manhã e da noite o aparelho pode ser desligado (a eletricidade mais cara é consumida nos intervalos das 8h00 às 11h00 e das 20h00 às 22h00) . E se você complementar o sistema com um acumulador de calor externo, poderá acumular energia “barata” à noite para utilizá-la durante o dia.
3. Um recuperador no sistema de ventilação ajudará a reter o ar aquecido dentro de casa.
4. O programador semanal coletará dados sobre o funcionamento do sistema por um determinado período de tempo para selecionar o modo de operação mais confortável e econômico com mínimo consumo de energia.
5. Os termostatos ambientes monitorarão as mudanças no microclima da casa e transmitirão dados para um sensor embutido na caldeira, que ligará/desligará o aquecimento, protegendo contra superaquecimento do ar e perdas desnecessárias de calor.

Com a organização adequada do funcionamento de uma caldeira elétrica, é possível reduzir o consumo de energia elétrica e os custos associados em até 40%.

Apresentará opções de aquecimento com economia de energia para propriedades rurais próximo artigo, que examina detalhadamente esta questão muito interessante.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Recomendamos que você se familiarize com uma seleção de avaliações e dicas práticas sobre a utilização de caldeiras elétricas de diversos modelos para aquecimento e abastecimento de água quente em casa.

Nuances do aquecimento elétrico - caldeiras e outros dispositivos de aquecimento elétrico, cálculo da potência do equipamento e custos para a estação de aquecimento:

Embora as caldeiras elétricas de circuito duplo pareçam muito confortáveis ​​de usar, antes de ir às compras, calcule os custos de eletricidade para a estação fria ou entre em contato com um engenheiro de aquecimento.

Talvez o aconselhem sobre um sistema mais económico com caldeira de circuito único com caldeira de aquecimento indireto, ou projetem um sistema de aquecimento combinado, onde a “gula” do aparelho elétrico será compensada por fontes adicionais de energia.

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