Calderas eléctricas para calentar una casa privada y una cabaña de verano: tipos y selección.

El contenido del artículo

• Gradaciones de potencia
• Variedades de circuitos eléctricos.
• Diferencias en el tipo de elemento calefactor.
• Caracteristicas de diseño
• Esquemas de automatización y seguridad

Aunque la eficiencia de conversión de energía en calderas eléctricas es una de las más altas, los dispositivos pueden variar en tipo y usabilidad. Hemos preparado una descripción general de las principales variedades de tecnología de calefacción eléctrica para sistemas de transferencia de calor líquido..

Gradaciones de potencia

Es necesario comprender la diferencia entre calderas eléctricas para uso doméstico e industrial. Si, por ejemplo, toma uno de los principales fabricantes del mercado – «EVAN» – en su gama de modelos puede encontrar instalaciones de calefacción con una capacidad de hasta 1,6 MW, mientras que para viviendas civiles el «techo» de la carga de la red eléctrica suele ser de 20-25 kW.

Caldera eléctrica de pared «EVAN»

La ergonomía de una caldera eléctrica es mucho más importante que su potencia máxima. Se logra una alta eficiencia de funcionamiento si el dispositivo tiene varios elementos calefactores que, cuando se encienden en diferentes combinaciones, pueden generar exactamente la cantidad de energía térmica que se necesita a la temperatura actual.

Caldera eléctrica Protherm

Las más rentables en este sentido pueden llamarse calderas fabricadas por Protherm o Zota: el número de etapas alcanza de 4 a 5, además, los calentadores tienen diferentes clasificaciones de potencia. La tecnología Ferroli, por ejemplo, implementa un circuito de control de potencia digital con ajuste automático, y en la gama de modelos WARMOS del ya mencionado fabricante «EVAN», los calentadores no se apagan, sino que se controlan mediante el método PWM con un aumento proporcional de la intensidad del calentamiento. La falta de conmutación constante de la unidad de conmutación tiene un efecto beneficioso sobre la durabilidad de los grupos de contactos, el consumo de energía, las caídas de voltaje y la carga en la red eléctrica también son menos pronunciados.

Calderas eléctricas ZOTA

Dado que el indicador general a la hora de elegir una potencia es de 1 kW por cada 10 m² el área calentada, el punto de referencia principal debe ser la pérdida de calor real del edificio. También es necesario proporcionar una reserva de energía de alrededor del 15-20% para que el equipo no funcione por desgaste y en caso de temperaturas exteriores anormalmente bajas..

Para un fabricante nacional, el precio por 1 kW de potencia es de aproximadamente 2 a 2,5 mil rublos, para equipos importados, hasta 3 a 3,5 mil rublos. Las calderas diseñadas para su instalación en salas técnicas son siempre más económicas que aquellas con una carcasa exterior estética.

Variedades de circuitos eléctricos.

La mayoría de las calderas domésticas con conexiones trifásicas y monofásicas tienen un esquema de conexión universal para elementos calefactores y pueden adaptarse fácilmente para funcionar con un cierto tipo de red de suministro. Esta tendencia persiste a una potencia máxima de hasta 12-16 kW, ya se utilizan elementos calefactores superiores sin un punto de conexión neutro. Naturalmente, si hay una entrada trifásica a la casa, debe elegir el equipo de clase apropiado para garantizar la simetría de la carga. Sin embargo, las calderas multifásicas también se pueden utilizar cuando se conectan a una red de 220 V: tres elementos calefactores diferentes dan más libertad en la regulación de potencia.

Caldera eléctrica «EVAN» WARMOS «Comfort» 7.5 kW (220V / 380V) con regulación de potencia de tres etapas: 1 – tubo de salida; 2 – bloque de terminales; 3 – bloque para conectar la bomba de circulación; 4 – indicación de pasos de potencia; 5 – indicación de la falta de refrigerante; 6 – indicación de la inclusión de elementos calefactores; 7 – contactores; 8 – mango de termostato; 9 – unidad de calefacción en aislamiento térmico; 10 – carcasa protectora; 11 – tubo de entrada

La fuente de alimentación para los elementos calefactores es solo una cara de la moneda. La forma en que se gestionan es igualmente importante. Por lo tanto, en equipos baratos de producción nacional y china, los contactores magnéticos que funcionan con voltaje de red se utilizan ampliamente. Cuando la caldera está completamente cargada, la tensión de la red cae tanto que las bobinas no proporcionan suficiente presión para el grupo de contacto, por lo que se rompe rápidamente. En tecnología de alta calidad, el dispositivo de conmutación funciona a bajo voltaje, que se estabiliza fácilmente mediante la fuente de alimentación incorporada, y en los modelos técnicamente más avanzados, el control de potencia se realiza mediante conmutación sin contacto..

El esquema de conexión y las conexiones internas de la caldera son de importancia decisiva para la comodidad de su funcionamiento. Los fabricantes de equipos de calderas comprenden esto y complementan sus productos con todo tipo de dispositivos para ampliar los modos de funcionamiento. Por lo tanto, las calderas del fabricante sueco STS pueden equiparse con un relé de descarga (limitación de potencia) sin modificaciones especiales, y en algunas calderas AEG está instalado por defecto. Los relés están conectados a transformadores de corriente en el cable de entrada y limitan la potencia, dando prioridad a la alimentación de los electrodomésticos..

Diferencias en el tipo de elemento calefactor.

Se pueden utilizar tres tipos de calentadores en calderas eléctricas. Comencemos con los más no estándar: inducción y electrodo. Contrariamente a los esfuerzos de los comercializadores, dichos dispositivos no proporcionan un aumento de potencia, pero tienen una ventaja importante: la ausencia de formación de incrustaciones en las superficies de los elementos calefactores. Debido a esto, la disminución de la eficiencia con el tiempo desaparece y se prolonga la vida útil..

Caldera de electrodos

A su vez, las calderas de electrodos tienen una composición bastante compleja de actividades de puesta en marcha y son muy sensibles a la calidad de la preparación del refrigerante. En funcionamiento, las calderas de inducción y electrodos no son muy inferiores a la tecnología en elementos calefactores, por el contrario: con este tipo de calefacción, es más fácil implementar el control PWM, por lo que la tecnología puede mantener la temperatura con muy alta precisión, asegurando ahorros de energía..

a – caldera de electrodos; c – caldera con elemento calefactor; 1 – terminales para conectarse a la red; 2 – sellado y aislamiento eléctrico; 3 – cuerpo; 4 – bloque de electrodos; 5 – elemento calefactor; 6 – aislamiento externo

Las calderas de bobina son un clásico atemporal. Dependiendo de la calidad de los elementos calefactores, su vida útil real puede ser de 7 a 10 a 20 años. Se recomienda el uso de calentadores en una caja de acero inoxidable pulido, elementos calefactores secos y cerámicos..

Caracteristicas de diseño

Las calderas eléctricas confiables y sin problemas se deben a la simplicidad de su diseño. Casi todos los equipos de calefacción que funcionan con electricidad son esencialmente un pequeño matraz con un elemento de calefacción lleno de agua. Sin embargo, en términos de mejorar el diseño básico, hay cambios positivos..

Por lo tanto, para la instalación en habitaciones técnicas sin calefacción, las calderas pueden equiparse con aislamiento térmico del cuerpo para reducir las fugas de calor. Para las calderas de inducción, se utiliza una cámara de calentamiento de tipo laberinto, por lo que, incluso con un bajo grado de calentamiento de las paredes en un modo de potencia limitada, el agua absorberá completamente el calor generado..

Diseño de caldera de inducción: 1 – entrada eléctrica; 2 – liberación de aire manual; 3 – bobina de inducción; 4 – núcleo; 5 – tambor de caldera

Un grado de diversidad particularmente alto se manifiesta en el equipamiento de la caldera con todo tipo de accesorios. Si tomamos las calderas de la serie EPO y los equipos de calefacción Vaillant como ejemplo, las diferencias serán obvias. En este último caso, también hay un segundo circuito de ACS, y una bomba incorporada con tanque de expansión y grupo de seguridad, así como una automatización de control muy ergonómica. Y, lo más importante, todo está empaquetado en un estuche compacto. La diferencia práctica es que con el uso de un matraz «desnudo», las paredes de la sala de calderas se llenan con elementos de la tubería hidráulica, mientras que el equipo monobloque es pequeño y se puede montar en la zona habitable de la casa sin perturbar el interior de la habitación..

Esquemas de automatización y seguridad

El tema de discusión más extenso es cómo las calderas eléctricas regulan su funcionamiento. En la versión más simple, se utilizan termostatos del mismo tipo, que se instalan en calentadores de agua de almacenamiento. Si la temperatura sube por encima de una marca predeterminada, la termoplaca pone en movimiento el mecanismo de contacto y abre el circuito. Desafortunadamente, este método de control no se correlaciona bien con la flexibilidad de elección de la potencia en presencia de varios elementos calefactores, por lo tanto, las calderas de baja potencia están equipadas con un termostato mecánico, hasta 3-4 kW.

Un poco más avanzado es el circuito de control, en el que un termostato mecánico abre el circuito de alimentación del contactor. Aquí es posible instalar varios termostatos (condicionalmente) que controlan diferentes elementos calefactores con un ajuste correspondiente de la temperatura de corte a la potencia de funcionamiento. Puede haber un termostato, en cuyo caso el encendido y apagado de los elementos calefactores individuales se realiza manualmente. Es imposible destacar el mejor entre los esquemas de control descritos, todos se pueden aplicar con éxito en diversas condiciones de funcionamiento..

El pináculo de la excelencia técnica se puede llamar tecnología de calefacción con control digital inteligente. Además de controlar la calefacción, el nivel y el caudal del refrigerante, estas calderas también tienen en cuenta la temperatura del aire dentro de las instalaciones, la presión en el sistema, las corrientes de fuga, el voltaje de funcionamiento y la carga de la red. Las calderas más avanzadas también pueden tener en cuenta el estado de la atmósfera de la calle, aumentando o disminuyendo la potencia de antemano. Cabe señalar que el armario de control puede estar separado de la bombilla calefactora. Además, para casi todas las calderas, existe la posibilidad de reequipamiento con dispositivos de automatización de terceros, por ejemplo, un módulo de control remoto o un relé de descarga..