Como funciona a escolha de um refrigerante para uma caldeira a eletrodo?

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Publicado: 31.05.2019

Tempo de leitura: 4 minutos

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A compacta caldeira elétrica com eletrodo aquece o ambiente e permite regular remotamente a temperatura. Seu pequeno tamanho permite que seja instalado em um sistema de aquecimento existente.

• 1 Como funciona a caldeira de eletrodo
• 2 Como funciona
• 3 É possível economizar com uma caldeira a eletrodo
• 4 Revisão dos melhores modelos de caldeiras a eletrodo elétrico

O princípio de operação de caldeiras de eletrodo

Ao descrever as vantagens das caldeiras a eletrodo, o principal destaque é a ausência de intermediários na transferência de energia da rede elétrica para o refrigerante. O principal argumento em que aposta a estratégia de marketing para promoção de esquentadores a eletrodo é o aquecimento direto do líquido sob a ação de uma corrente elétrica, o que ocorre devido à sua alta resistividade.
Ao utilizar este tipo de equipamento, elimina-se a influência na transferência de calor da crosta escamada formada na superfície dos elementos de aquecimento tubulares tradicionais. A baixa inércia do sistema também é considerada uma vantagem óbvia: o refrigerante começa a aquecer imediatamente após a aplicação da tensão nos eletrodos, enquanto que, ao usar aquecedores resistivos, leva algum tempo para aquecer a própria bobina e seu isolamento dielétrico.

O dispositivo da caldeira a eletrodo: 1 - terminais para conexão à rede; 2 - selante e isolamento dos eletrodos; 3 - fornecimento de portador de calor resfriado; 4 - bloco de eletrodos; 5 - refrigerante; 6 - tambor da caldeira; 7 - camada isolante; 8 - saída do refrigerante aquecido

No entanto, nem tudo é tão róseo. Em primeiro lugar, é duvidoso que todo o refrigerante esteja sob a influência de uma diferença de potencial perigosamente alta. Em particular, com uma quebra de zero, todas as partes metálicas do sistema de aquecimento tornam-se fatais para os humanos e também são possíveis avarias se o neutro não estiver devidamente ligado à terra.

Vale ressaltar que nem todos os fluidos possuem resistividade alta o suficiente para converter toda a potência aplicada para gerar eletricidade. Uma certa parte da carga atual não encontra resistência e, portanto, flui livremente para o solo. Nesse contexto, as afirmações de que caldeiras a eletrodo têm eficiência superior a 100% evocam um sorriso condescendente de quem conhece bem a parte técnica do assunto.

Requisitos de refrigerante

Além das perdas naturais ao aquecer um líquido, as caldeiras de eletrodo têm outra propriedade desagradável. No processo de passagem de uma corrente elétrica pela água, observa-se o fenômeno da eletrólise - a separação da molécula de H2O em componentes gasosos. Isso, entre outras coisas, reduz ainda mais a eficiência energética da caldeira, porque, neste caso, a eletricidade é consumida não para aquecimento, mas para eletrólise. No entanto, a consequência mais óbvia desse efeito é a formação de travas de gás em tubos e radiadores.

Por estas razões, o meio de aquecimento para sistemas de aquecimento em caldeiras de eletrodo deve ser selecionado com o maior cuidado. Para reduzir a condutividade do refrigerante (aumentar a resistividade), o conteúdo de íons dissolvidos no líquido usado deve ser normalizado. Basicamente, utiliza-se água destilada, à qual o eletrólito é misturado na proporção recomendada pelo fabricante, novamente, produção fabril.

A situação é mais complicada se um líquido anticongelante tiver que ser usado como um transportador de calor.Neste caso, o sistema deve ser enchido com um anticongelante especial que não pode ser diluído em água. Com um deslocamento significativo, reabastecer o sistema pode custar um bom dinheiro, mas isso não leva em conta a questão da durabilidade do refrigerante. Na presença de peças de metal no sistema, a concentração de íons no líquido aumenta com o tempo, enquanto métodos eficazes para regenerar o refrigerante para caldeiras de eletrodo ainda não foram inventados. Mas, periodicamente, pelo menos parte do refrigerante terá que ser drenado, porque cada caldeira exige a limpeza dos eletrodos da placa e o próprio sistema precisa ser enxaguado.

Portador de calor

As caldeiras de eletrodo são sensíveis à composição do refrigerante. De acordo com as exigências dos fabricantes, deve-se utilizar apenas água destilada, à qual é adicionado sal de cozinha, aproximadamente 80-100 gramas para cada 100 litros. A dificuldade reside no fato de que a densidade final e a condutividade da solução devem estar em estrita conformidade com os requisitos do fabricante. É impossível verificar a quantidade exata de sal e pode dar resultados diferentes dependendo de sua composição.
A preparação final da solução é feita no local, orientada pelos valores reais da corrente da caldeira eletrónica. As instruções para o dispositivo fornecem uma tabela de valores necessários dependendo da potência da caldeira, o volume do refrigerante, etc. Ao adicionar água destilada ou sal, a resistência do portador de calor é levada ao ideal.

Apenas as composições fornecidas pelo fabricante da caldeira são utilizadas como anticongelante. Ao usá-los, a proporção de sal na solução também muda.

Há um requisito obrigatório antes de usar uma caldeira eletrônica em um sistema de aquecimento existente em paralelo com outra caldeira. Todo o sistema é lavado, limpo de depósitos de calcário e sal, que podem posteriormente alterar a condutividade do refrigerante.

Consequências da eletrólise e ação de corrente contínua

A divisão da água em oxigênio e hidrogênio leva à formação de eclusas de ar, que impedem a circulação normal do líquido. No entanto, este está longe de ser o principal efeito negativo. Em particular, durante a experiência operacional real, foram encontradas manifestações de corrosão eletroquímica de radiadores de alumínio.

Na presença de baterias de ferro fundido no sistema de aquecimento, as qualidades iniciais do refrigerante diminuem, principalmente devido à lixiviação das impurezas dos poros abertos das seções fundidas. Por causa disso, aqueles que desejam usar caldeiras de eletrodo em tais condições não têm escolha a não ser substituir os radiadores ou lavar completamente todo o sistema.

O próprio fato de o refrigerante no sistema ser energizado obriga todos os elementos metálicos do sistema a ser cuidadosamente aterrados. Se uma braçadeira com uma resistência suficientemente baixa ainda pode ser aplicada a um tubo de aço, então o aterramento de alta qualidade de um radiador de ferro fundido conectado por um sistema de tubos de plástico parece ser uma tarefa muito difícil. Até agora, podemos concluir que qualquer sistema de aquecimento no qual uma caldeira a eletrodo é usada requer uma abordagem estritamente individual.

Vantagens e desvantagens

Apesar do fato de que tais caldeiras surgiram há relativamente pouco tempo, há informações suficientes sobre seu uso. Além da simplicidade do design, as caldeiras de íons têm outras vantagens:

• A eficiência atinge o recorde de 99%, outros sistemas apresentam coeficiente inferior devido às características de seu dispositivo;
• Mais econômico do que outros dispositivos de aquecimento em 15–20% com a mesma saída de energia;
• Não depende de quedas de tensão, vai esquentar mesmo com uma queda forte, mas com menor eficiência;
• Não temem vazamento de líquido, quando acionados "secos" não ocorrerá superaquecimento devido à impossibilidade do processo de aquecimento sem eletrólito;
• Operação silenciosa;
• Dimensões compactas do dispositivo.

Infelizmente, as caldeiras de íons também têm desvantagens:

• O sistema de aquecimento está sujeito ao acúmulo de eletricidade estática e choque elétrico, portanto, é necessário um aterramento de alta qualidade;
• O refrigerante deve ter certos valores de resistência, água da torneira não é adequada;
• A necessidade de instalação de uma unidade de controle eletrônico e sensores de temperatura para controlar uma temperatura constante;
• O consumo de eletricidade e o custo de 1 kcal são superiores aos das caldeiras a combustível sólido ou a gás;
• Você precisará usar radiadores de aquecimento especiais.

Mitos de eficiência excepcionais

Ao estudar os materiais publicitários de caldeiras a eletrodos, tem-se a impressão de que os consumidores são considerados surdos-ignorantes. Caldeiras supostamente "iônicas" extraem calor literalmente de lugar nenhum, fornecendo energia térmica na quantidade de 120-150% da energia elétrica aplicada. Ao mesmo tempo, as leis da física e, em particular, a engenharia térmica são ignoradas de todas as maneiras possíveis.

Afirmações de que a caldeira a eletrodo é capaz de multiplicar miticamente a energia colocada nela são absolutamente infundadas. Felizmente, hoje essa tendência nas campanhas publicitárias começou a diminuir, mas seu desenvolvimento inicial pode ser atribuído à disseminação ativa de equipamentos térmicos operando às custas de bombas de calor com coeficiente COP positivo.

Mesmo afirma que 100% da eletricidade é convertida em calor é um engano total. Perdas durante a formação ainda não podem ser evitadas, mesmo ao aquecer o refrigerante devido à sua própria resistência elétrica, porque pelo menos 2-3% serão gastos no aquecimento da fiação de alimentação, a mesma quantidade irá drenar para o sistema de aterramento devido a uma diminuição na a energia dos portadores de carga devido ao líquido de pureza química insuficiente no sistema ou devido à formação de placa nos eletrodos. Conclusão: as caldeiras a eletrodo são capazes de demonstrar um coeficiente de conversão próximo a 100% apenas em condições de estande de demonstração, que, como você sabe, estão longe da realidade.

Vantagens do equipamento de aquecimento com eletrodo

Caldeiras de aquecimento "Galan" têm vantagens indiscutíveis em comparação com outros tipos de equipamentos de caldeiras:

• alta eficiência (até 98%) é obtida devido à conversão direta de eletricidade em calor diretamente no refrigerante;
• economia de energia elétrica de até 40% deve-se ao uso de automação e regulação das condições térmicas;
• a instalação simples fornece dispositivos de dimensões reduzidas e conexão conveniente de tubos ramificados;
• a capacidade de integração em sistemas de aquecimento existentes elimina a necessidade de recolocar os tubos;
• a admissibilidade da conexão paralela de caldeiras permite aumentar muitas vezes a potência do sistema de aquecimento;
• a realidade de instalar uma caldeira de reserva exclui a parada repentina de aquecimento do refrigerante.

Viabilidade de uso

Apesar de todas as suas deficiências, as caldeiras a eletrodo não têm apenas direito à vida, ocupam um nicho próprio, onde resolvem uma série de problemas. Basicamente, seu uso se reduz ao aquecimento de pequenas áreas, onde o modo de operação cíclico é especialmente importante. Devido à baixa inércia, os sistemas de aquecimento em caldeiras a eletrodo são imediatamente colocados em operação, o que significa que o aquecimento pode ser realizado em um período de tempo estritamente definido.

Além disso, não se pode deixar de citar as pequenas dimensões das caldeiras de eletrodo. Eles representam, na verdade, um pequeno frasco que pode ser facilmente integrado em um nicho técnico compacto. Se você precisa aquecer um espaço pequeno e não há como equipar uma sala de caldeira separada, este tipo de caldeira será útil.

No entanto, deve ser lembrado que a classe de equipamento em consideração funciona melhor em sistemas do tipo fechado com um pequeno deslocamento.As caldeiras de eletrodo podem ser usadas em combinação com sistemas de piso radiante e quando aquecidas com radiadores. No entanto, repetimos, é necessário preparar adequadamente o refrigerante e usar circuitos de controle térmico eletrônico avançado.

Diagrama de conexão do eletrodo da caldeira: 1 - válvula esfera; 2 - filtro; 3 - bomba de circulação; 4 - válvula de drenagem; 5 - caldeira eletrodo; 6 - grupo de segurança; 7 - tanque de expansão; 8 - radiadores de aquecimento; 9 - válvula de três vias com servo acionamento; 10 - bomba de circulação; 11 - contorno do piso radiante; 12 - unidade de controle do piso radiante; 13 - unidade de controle da caldeira com eletrodo; 14 - termostato digital; 15 - contator; 16 - proteção automática

Manutenção do sistema de aquecimento em caldeiras de eletrodo

Durante a operação, as caldeiras de eletrodo não causam nenhum problema particular. Eles são compactos, silenciosos e requerem um mínimo de dispositivos de proteção na tubulação elétrica e hidráulica. No entanto, a revisão e manutenção periódicas de tais equipamentos ainda terão que ser realizadas.

Os eletrodos da caldeira geralmente requerem atenção. As alegações sobre a ausência de formação de incrustações não são infundadas, mas, como resultado da eletrólise, pelo menos um dos eletrodos forma uma crosta dura de placa insolúvel. Deve ser limpo mecanicamente pelo menos uma vez por ano. Além disso, a densidade e a composição química do refrigerante devem ser monitoradas: para sistemas diferentes, os métodos para determinar sua adequação podem ser diferentes.

Não se esqueça da segurança elétrica. O aterramento do sistema de aquecimento deve ser de alta qualidade, pelo menos uma vez a cada dois anos é necessário verificar os parâmetros de funcionamento do circuito dos principais condutores de aterramento e a resistência dos elementos de conexão externos. Sem a devida atenção neste assunto, as caldeiras de eletrodo se transformam em dispositivos potencialmente fatais.

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