A caldeira é um importante componente do sistema de aquecimento, do qual depende a eficiência do seu funcionamento. Hoje, um dos tipos mais comuns de aquecimento é a água quente, o que explica a crescente popularidade do uso de caldeiras de água quente.
À venda você pode ver uma variedade de unidades, a diferença entre elas é o refrigerante usado, o design, a tecnologia de instalação, etc.
Propósito
A caldeira de água quente é utilizada para aquecer pequenos edifícios, chalés e moradias. Normalmente, essas unidades são utilizadas na ausência de um sistema de aquecimento central ou em uma situação em que não é conveniente construir uma sala de caldeira. Além do aquecimento, são utilizados no sistema de abastecimento de água quente.
Uma caldeira de água quente é um dispositivo para aquecer água sob pressão, ou seja, sem possibilidade de fervura.
Recursos do dispositivo e trabalho
O núcleo de quase qualquer caldeira elétrica é um elemento de aquecimento. Consiste em elementos de aquecimento interno, para os quais as unidades automáticas são comutadas. Com a ajuda deles, o agente de aquecimento é aquecido, o que transporta o calor para o circuito de aquecimento. A eletricidade é fornecida por redes elétricas monofásicas e trifásicas. A eficiência das caldeiras elétricas é tal que convertem quase completamente a energia elétrica em calor: a eficiência dos aparelhos é próxima a 99%.
Para caldeiras clássicas, as pequenas dimensões são características, o que evita bagunçar a área de estar. Porém, neste caso, o problema da falta de água quente não está resolvido. Como você sabe, apenas os apartamentos urbanos em edifícios de vários andares podem se orgulhar de abastecimento de água quente centralizado.
Para os residentes em chalés, existe a opção de aquecimento manual de água ou de esquentador elétrico instantâneo e acumulador. Caldeiras elétricas de circuito duplo para aquecimento de uma casa não são muito mais complicadas do que suas equivalentes de circuito único. Ao mesmo tempo, eles são capazes de aquecer água com um trocador de calor adicional com elementos de aquecimento.
Este design consiste nos seguintes elementos:
- Dois elementos de aquecimento.
- Tanque de expansão.
- Grupo de segurança (às vezes substituído por uma válvula de segurança).
- Bomba de circulação.
O circuito de aquecimento de alimentação do elemento de aquecimento principal é ligado de acordo com os indicadores de temperatura definidos. Neste caso, a resistência do circuito AQS só arranca após a abertura da torneira com água quente. Quanto a outros tipos de arranjo interno de caldeiras de aquecimento de circuito duplo, eles não se enraizaram no mercado de equipamentos de encanamento devido ao design imperfeito e a uma série de pontos fracos. Numa destas opções, assume-se que a água do circuito de água quente é aquecida a partir do circuito de aquecimento.
As caldeiras elétricas de duplo circuito para aquecimento e abastecimento de água são divididas em dois grupos de acordo com o tipo de instalação:
- Montado na parede.
- Ar livre.
Os modelos de montagem no chão diferem em maior potência: por isso, são utilizados para aquecer grandes residências. Não há necessidade de se preocupar com a perda de espaço vital, porque eles ocupam pouco espaço e são compactos. Em uma residência pequena, é recomendado o uso de caldeiras elétricas miniaturas montadas na parede para aquecimento e água quente. Alguns modelos deste tipo distinguem-se pela boa potência, que é suficiente para aquecer grandes áreas.
A novidade do mercado de equipamentos para caldeiras é a chamada. Caldeiras elétricas de circuito duplo "economizadoras de energia" para aquecimento de uma casa privada.Existem elementos alternativos em seu design. Esses dispositivos incluem caldeiras de eletrodo do tipo "Scorpion". Graças à presença da automação, é possível aquecer a carcaça de forma rápida e econômica. Uma característica dos aparelhos de indução é sua segurança e longa vida útil.
Temperatura do portador de calor
Atribuir a temperatura nominal e mínima da água na entrada da caldeira. A temperatura nominal é a temperatura que o dispositivo deve fornecer em condições normais de operação. Geralmente varia de 60 a 110 ° C.
A temperatura mínima deve ser observada para evitar corrosão a baixa temperatura da tubulação devido à formação de condensação na mesma.
A temperatura máxima na saída da caldeira é aquele nível no qual a ebulição do refrigerante não ocorre. Normalmente é 110-115 ° C.
A unidade com este indicador destina-se ao uso individual. Mas também existem produtos com um valor de temperatura máxima superior. Eles são usados para equipar plantas de cogeração.
Gradiente. É a diferença de temperatura entre a água que entra e sai da caldeira. Normalmente seu valor é 50-55 ° С. O índice de gradiente é influenciado pelo material de que o equipamento é feito.
Caldeiras com trocadores de calor de tubo de chama
Essas caldeiras a gás de água quente têm um design que permite a movimentação de produtos de combustão incandescente por canais especiais chamados dutos de gás de combustão de fogo ou fumaça. Os feixes de canais são lavados de todos os lados por um refrigerante circulante que retira o calor deles. Ao mesmo tempo, dependendo do projeto, os gases de combustão fazem 2 ou 3 passagens pelos tubos na direção para frente e para trás. Consequentemente, os aquecedores com esses trocadores de calor são chamados de duas ou três vias. Vamos considerar o dispositivo e o princípio de operação usando o exemplo de um gerador de calor com três cursos para produtos de combustão.
- A - camada isolante térmica externa;
- B - canais do segundo curso de gases;
- C - a área de trabalho do forno;
- D - unidade de controle (controlador);
- E - porta frontal com isolamento térmico;
- F - tubos de fumaça do primeiro golpe em seção;
- G - aletas de fornalha de ferro fundido para melhor troca de calor;
- H - canais de calor do terceiro curso.
Esse tipo de unidade é combinada e pode usar metano e óleo diesel como combustível, para a transição basta substituir o queimador. Na utilização do metano, o princípio de funcionamento de uma caldeira de água quente a gás é o seguinte: um queimador de modulação colocado no interior do forno produz um maçarico que aquece as aletas de ferro fundido e toda a superfície dos canais do primeiro curso de gás.
O ar é soprado na área de trabalho por um ventilador, ele entra na estrutura do queimador. No entanto, para que os produtos da combustão superem com sucesso a resistência dos três golpes dos tubos da chama, um soprador não é suficiente. Portanto, um segundo ventilador está envolvido aqui - um exaustor de fumaça, localizado na extremidade do duto de ar, no início da chaminé externa. Como resultado, a temperatura máxima dos produtos de combustão na saída do trocador de calor do tubo de fogo é 180 ° C, e a eficiência de combustão do combustível está na faixa de 88-94%.
Os sistemas de aquecimento de três passagens, devido ao seu design, possuem uma potência significativa em relação aos aquecedores anteriormente considerados. Eles são adotados pelos proprietários de grandes chalés ou edifícios industriais. Pelo mesmo motivo, o equipamento não dispõe de circuito secundário para abastecimento de água quente, enquanto nos tipos anteriores de instalações de água quente pode ser instalado um permutador de calor secundário para abastecimento de água quente.
Cada aquecedor de água a gás metano é projetado para atender a condições operacionais específicas.As unidades clássicas são principalmente produzidas com um design não volátil e destinam-se a fins domésticos, ou seja, o aquecimento de casas ou apartamentos privados. As caldeiras de condensação são mais versáteis, pois abrangem uma ampla gama de capacidades, alguns de seus modelos entregam até 1,5 MW. As instalações de duas e três vias não estão adaptadas para funcionar com sistemas de aquecimento de pequenos edifícios, o valor da energia térmica inicial neles varia de 80-100 kW.
Variedades
As caldeiras de água quente modernas são dispostas quase da mesma maneira. Eles podem diferir de acordo com o fabricante (nacional e estrangeiro) e com as características de energia.
Por falar em projeto estrutural, todas as caldeiras são divididas em:
Dignidade
Uma das principais vantagens de uma unidade a gás é a possibilidade de sua conversão em combustível líquido, que pode ser indispensável em caso de desligamento de emergência da rede de gás.
Além disso, não se pode deixar de observar sua segurança na operação. O responsável por isso é o sensor de chama embutido, que aciona o desligamento do fornecimento de energia em caso de extinção de incêndio. A caldeira de água quente é fornecida com termóstato, pelo que o sistema está protegido contra uma emergência caso a temperatura da água aumente para um nível crítico.
Com o auxílio da eletrônica de proteção, a pressão do gás na rede é monitorada, pois seus valores baixos interrompem o funcionamento da caldeira. Seguindo o mesmo princípio, o funcionamento do dispositivo é ajustado em caso de queda de energia, ao ser desligado a válvula de alimentação do gás se fecha.
Equipamentos modernos são capazes de responder às mudanças nos indicadores de temperatura do ar, portanto, o aquecimento para quando o ponto de ajuste é atingido e é reiniciado após a queda da temperatura.
Recomendações
Existem as seguintes regras para o funcionamento de caldeiras de água quente:
- Uma caldeira de água quente requer verificações e ajustes sistemáticos, e um especialista é obrigado a fazer isso.
- Um profissional deve instalar e ajustar o funcionamento do equipamento da caldeira.
- A caldeira deve ser ajustada a cada três anos.
Instalação
Tendo em conta a potência, as dimensões e o modo de funcionamento aumentado, as caldeiras industriais de água quente são instaladas apenas em anexos ou edifícios separados. Como exceção - a cave do edifício, sujeito a todos os requisitos para a sala da caldeira. É proibida a instalação de geradores de calor de aquecimento especial nas áreas de produção (oficinas).
Quase todas as caldeiras industriais são projetadas para instalação no solo. Mas, nos últimos anos, surgiram no mercado modelos compactos e de alta potência para montagem em parede. Esses novos itens são mais convenientes, embora levando em consideração o peso haja uma limitação - apenas para instalações em um edifício feito de materiais duráveis. Eles não são adequados para instalação em uma extensão leve, quadro e até mesmo edifício de tijolo. Apenas paredes de concreto armado são capazes de suportar tal carga. Como opção - o fabrico de uma estrutura metálica especial para fixação da instalação de aquecimento.
Uma das características da instalação de caldeiras industriais de água quente é a necessidade de reserva de capacidade. Se surgirem problemas com o sistema de abastecimento de água, o abastecimento de líquido para reabastecer o sistema terá que ser organizado a partir dele - o ciclo de produção não pode ser interrompido.
Como funciona uma caldeira elétrica de água quente
- Aquecimento indireto.
- Ação direta no refrigerante.
Como é fornecido o meio de aquecimento
- Aquecimento indireto - este princípio de operação, elementos de aquecimento e modelos de indução são usados. No frasco, há um aquecedor que entra em contato com a superfície do refrigerante e, sob a influência da eletricidade, a superfície do elemento de aquecimento ou haste de indução se aquece.O calor é transferido para o transportador de calor em torno da superfície do aquecedor por todos os lados.O princípio do aquecimento indireto é ineficaz. Uma grande quantidade de energia térmica é gasta no aquecimento do aquecedor e é perdida durante a transferência de calor. Demora cerca de 10 minutos para o aquecedor atingir a potência operacional após ser ligado.
- O aquecimento direto é o princípio de funcionamento que distingue as caldeiras elétricas a eletrodo. A essência do método reside no impacto direto sobre o refrigerante com uma corrente elétrica.Para fornecer a intensidade de aquecimento necessária, um grande volume de sal é adicionado ao fluido do sistema de aquecimento. Embora o refrigerante possa ser feito de forma independente, no sistema de aquecimento, recomenda-se o preenchimento de uma composição especial feita na fábrica. Duas vezes por ano, será necessário sangrar o gás do sistema de aquecimento, que é um produto direto exposição ao refrigerante por corrente elétrica.
Todas as caldeiras que utilizam o princípio de aquecimento indireto e direto pertencem a caldeiras de aquecimento instantâneo de água para sistemas de aquecimento individuais. Para uma operação bem-sucedida e eficiente, é necessária uma circulação constante do refrigerante.
A pressão na caldeira é criada de forma natural e forçada. No equipamento da caldeira com elemento de aquecimento, é instalada uma bomba de circulação que fornece a movimentação necessária do refrigerante no sistema de aquecimento. As caldeiras a eletrodo funcionam segundo o princípio da circulação natural, mas, se necessário, é permitida a instalação de uma bomba no tubo de retorno do circuito de aquecimento.
Fornecendo temperatura DHW
- Caldeiras de elementos de aquecimento - alguns modelos modernos de caldeiras elétricas com aquecedor tubular possuem dois circuitos: para aquecer o refrigerante e conectar ao abastecimento de água quente. Outro aquecedor foi adicionado ao projeto da caldeira. Quando você abre uma torneira de água quente, é dado um sinal para ligar o elemento de aquecimento. A água quente começa a fluir após alguns segundos.
- Caldeiras de indução e eletrodo - o dispositivo não prevê a possibilidade de conectar AQS para necessidades domésticas. Caso haja necessidade de água quente, é instalada uma caldeira de aquecimento indireto, conectando-a ao sistema de aquecimento.
Em termos de eficiência energética, os elementos de aquecimento de circuito duplo são significativamente inferiores aos esquemas que usam uma caldeira de aquecimento indireto.
Características da organização do aquecimento
Uma caldeira elétrica é uma opção conveniente para fornecer aquecimento doméstico. Se a casa não for usada para residência permanente, faz sentido usar um líquido não congelante em vez de água como um transportador de calor. Esta precaução evitará o colapso dos tubos em caso de desligamento de emergência do sistema de aquecimento devido a quedas de energia.
Devido ao isolamento térmico do invólucro, o refrigerante circulante não esfria imediatamente, portanto, interrupções de energia de curto prazo não afetam a operação do sistema. Mas é impossível manter o refrigerante quente por muito tempo com a alimentação desligada.
Adendo! Anticongelante, solução de etanol a 50% ou solução de glicerina a 70% podem ser usados como um transportador de calor. Esses líquidos não congelam, mesmo se a temperatura cair para 30-40 graus abaixo de zero.
Ao instalar equipamentos elétricos para aquecimento, é necessário fazer uma conexão separada com fusíveis autônomos. E na hora de instalar uma caldeira, não é necessário fazer isso, este equipamento é conectado a uma linha comum, pois sua potência é baixa.
Assim, as caldeiras movidas a eletricidade são a melhor opção para uma área onde não há fornecimento de gás. Esse equipamento pode ser usado para aquecimento e abastecimento de água quente. O equipamento de aquecimento distingue-se pela facilidade de utilização, segurança ambiental e uma eficiência de trabalho bastante elevada.
Selecionando o tipo de aquecedor de água instantâneo
Na escolha de um esquentador instantâneo para banheiro, cozinha ou casa de campo, 4 fatores principais são levados em consideração: o tipo de controle, a presença de funções adicionais, desempenho e potência.
Nos modelos de orçamento, existem apenas opções básicas. Em avançado, você pode encontrar as seguintes funções:
- Limitador térmico. Um sensor que evita o aumento de calor pode estender a vida útil do aparelho e proteger o usuário de queimaduras.
- Bloqueio para crianças. A função impedirá a criança de usar o aparelho, mas pode ser substituída por uma limitação de temperatura.
- Sensor de temperatura de alta precisão. Uma função útil que permite definir o aquecimento em um nível exato. Sua presença é especialmente importante quando a pressão da água é instável.
- Modo de economia. Com o uso prolongado, o aquecedor reduzirá automaticamente a temperatura da água.
- Controle remoto. Permite que você alterne os modos à distância.
É altamente recomendável considerar o nível de segurança elétrica. Alguns modelos podem até falhar devido ao vapor.
Um critério importante é o tipo de gestão. A diferença não está apenas no preço: os dispositivos hidráulicos têm várias limitações.
- Dispositivos controlados mecanicamente sempre iniciam na potência máxima, mesmo se o usuário tiver definido o modo com antecedência. Isso pode causar queimaduras.
- Outra desvantagem é o delta da temperatura fixa. Na maioria das vezes é 25 ° C. Se a água gelada for fornecida no inverno (+ 5 ° C), então na saída você receberá fria (+ 30 ° C). Isso é suficiente para lavar as mãos, mas não para tomar banho.
O custo dos dispositivos com controle eletrônico deve-se à presença de sensores adicionais, um microchip e elementos de aquecimento com controle de potência em vários estágios.
Eles não apenas adicionam muitas opções, mas também fornecem funcionalidade flexível.
Ao escolher um dispositivo de pressão, os estetas devem prestar atenção à aparência do corpo.
Seleção por consumo de água, desempenho
Ao calcular o desempenho, você deve considerar seus próprios objetivos e necessidades.
Se o aquecedor ficar na cozinha e fornecer água para lavar a louça, 2 a 4 l / min serão suficientes.
Para um banho, você precisará de um dispositivo mais potente - 8-10 l / min.
Um aquecedor de água para um chuveiro deve ter uma capacidade de 4-8 l / min.
Se o dispositivo atenderá várias salas ao mesmo tempo, você deve selecionar a vazão para o maior ponto de consumo de água e multiplicá-la por 1,5.
Pelo poder
A pressão (indiretamente) e o aquecimento dependem da potência do dispositivo. É mais difícil calcular o parâmetro, pois a temperatura da água fornecida pode variar.
Além disso, + 40 ° C é considerado um nível confortável para um chuveiro e + 55 ° C para uma pia de cozinha. Isso é essencial para a desinfecção e remoção de graxa.
Com potência de 3,5 kW, será possível tomar banho no verão, mas o jato será ralo.
No inverno, esse aquecedor para água corrente não vai dar conta da tarefa, uma vez que a temperatura do líquido fornecido na entrada será muito mais baixa. A diferença chega a 20 ° C.
5-7 kW ainda não é suficiente para o conforto, mas um aquecedor de água será capaz de funcionar na maioria das emergências.
Em áreas frias, o dispositivo não resiste ao aquecimento no inverno.
Aquecedores elétricos de água com uma capacidade de mais de 12 kW são adequados para resolver quaisquer problemas.
Porém, se for necessário atender vários pontos ao mesmo tempo, é melhor dar preferência a modelos mais eficientes - a partir de 20 kW.
Erros típicos ao escolher
- Aquisição de um aquecedor de água instantâneo sem controle de temperatura e sensores. Em caso de quedas, um dispositivo de orçamento pode queimar o usuário.
- Compra de um aparelho sem consulta prévia a um eletricista. Para instalação, você precisa selecionar uma linha separada. O principal fator a considerar é a energia alocada para a casa.Em edifícios antigos com fichas de 16 A, é impossível instalar dispositivos com uma potência superior a 3,5 kW. Em edifícios novos com congestionamentos de 32-40 A, outra limitação é de 6 kW.
- Ausência de contabilização da pressão de trabalho. Se a pressão for fraca, os sensores de alguns modelos não responderão ao abastecimento de água. A maioria dos instrumentos opera a 0,5 bar, mas esse detalhe precisa ser esclarecido.
Separação de acordo com o princípio de operação
Sua funcionalidade depende do tipo de dispositivo. Por exemplo, um aquecedor de água portátil com chuveiro pode ser levado com você na estrada, mas esses dispositivos são de baixa potência e não são capazes de fornecer uma pressão confortável.
Aquecedores de água com fluxo de gravidade
Os dispositivos sem pressão são equipados com chuveiro separado e conectados a apenas um ponto.
Esta opção pode ser conveniente para uma residência de verão ou em caso de acidente.
Aquecedores elétricos de água sem pressão de fluxo direto funcionam apenas com os bicos que estão presentes no conjunto completo.
É importante considerar isso, pois após a instalação você terá 2 regadores: da batedeira e do aparelho.
Aquecedor elétrico de água a pressão
Dispositivos de pressão são mais convenientes e versáteis.
Aquecedores de água instantâneos para um chuveiro podem ser conectados a um ponto e a uma coluna.
Isso permite que a água quente seja usada em toda a casa.
O custo desses dispositivos é mais alto, por isso é aconselhável adquiri-los para uso frequente ou regular.
Para máximo conforto, você deve escolher um aquecedor de água instantâneo controlado eletronicamente.
Os modelos hidráulicos são menos versáteis, portanto, não adequados para todos.
É aconselhável instalar um filtro separado com antecedência, uma vez que os embutidos não lidam totalmente com a tarefa.
O custo dos dispositivos de pressão é bastante alto (a partir de 10.000), por isso é recomendável se preocupar com sua durabilidade com antecedência.
Pontos fortes e fracos das caldeiras elétricas de circuito duplo
As caldeiras elétricas de duplo circuito para uso doméstico caracterizam-se por uma grande comodidade e praticidade. Graças a isso, os proprietários de casas de campo se livram da necessidade de organizar o abastecimento de água quente.
As vantagens dos dispositivos são as seguintes:
- Compacidade... Em termos de dimensões, as caldeiras elétricas de circuito duplo são visivelmente inferiores aos aquecedores a gás.
- Sem barulho... O funcionamento dos dispositivos não é acompanhado de zumbidos e ruídos, o que permite a sua montagem em qualquer divisão.
- Amizade ambiental... Durante a operação, não há emissão de substâncias nocivas e dióxido de carbono.
- Velocidade de instalação... Durante a instalação, você tem que mexer menos com tubos e outros componentes.
- Segurança contra incêndios... Não há perigo de vazamento de gás, incêndio e explosão.
- Facilidade de serviço... Tudo o que é necessário é limpar o ardor de vez em quando.
- Pode ser instalado em qualquer lugar... Neste caso, você não precisará de uma caldeira especial: o aparelho pode ser instalado na cozinha, no closet ou no subsolo.
- Alta eficiência (quase 99%).
- Capacidade de usar redes com tensão de 220 V e 380 V... O rendimento da caldeira utilizada é de importância decisiva.
As desvantagens das caldeiras elétricas de circuito duplo para aquecimento de uma casa são geralmente:
- Para conectar um dispositivo poderoso, você precisará estabelecer uma linha autônoma. Em primeiro lugar, isso se aplica a caldeiras com uma capacidade de mais de 3 kW. O local onde essa linha é alimentada é um painel elétrico comum.
- Caro em comparação com unidades de gás ou combustível sólido.
- Alto consumo de energia elétrica ao mesmo tempo em que ativa o espírito dos circuitos. É por esta razão que uma linha de energia autônoma é necessária.
- O alto custo da eletricidade consumida. Como você sabe, a eletricidade não pode ser chamada de barata.
As desvantagens listadas não são críticas, especialmente em situações em que as caldeiras elétricas de circuito duplo para aquecimento são a única opção para aquecer instalações residenciais e organizar o abastecimento de água quente.Isso diz respeito principalmente às regiões onde não há gaseificação e um suprimento estável de combustível sólido.
Caldeiras de combustível sólido
Este é um tipo de caldeira popular entre os proprietários de residências. É usado para aquecimento em áreas rurais ou em locais onde lenha, pellets ou carvão são baratos e facilmente disponíveis.
Dispositivo aquecedor de água a pellets
- Tipo de combustível. A madeira é usada como combustível - lenha ou pellets, assim como carvão. Existem caldeiras mistas com vários fornos.
- Método de combustão de combustível. Disponível em clássico, queima longa e pirólise.
As versões de pellets são populares, fornecendo um alto nível de automação com programação de longo prazo dos modos de operação. Estes são os mais avançados aquecedores de água do tipo combustível na família dos combustíveis sólidos.
Em uma caldeira clássica a combustível sólido, o calor surge devido à queima banal da lenha, como em um fogão. Daí todas as desvantagens de tais unidades - terão que ser limpas, monitorar a remoção de fumaça, lançar lenha constantemente e regular a força de combustão e tração com amortecedor, etc. Não estamos falando de autonomia em princípio. A eficiência não excede 75%. A vantagem está na confiabilidade, simplicidade de projeto e esquema de tubulação, independência de eletricidade e baixo custo.
Aquecedores de água de queima longa ou de queima superior usam um método diferente de carregamento de combustível - de cima. Devido a isso, ocorre o esgotamento completo e a eficiência aumenta.
Dispositivo de caldeira de pirólise