Caldera eléctrica de doble circuito: dispositivo, análisis de ventajas y desventajas + qué considerar al elegir
Si no es posible transportar gas a la casa, es necesario resolver el problema con la calefacción autónoma y el calentamiento de agua utilizando fuentes de energía alternativas. Puede instalar generadores solares, calentar madera o pellets. Sin embargo, una caldera eléctrica de doble circuito puede ser la mejor solución.
En nuestro artículo, describimos en detalle el principio de operación y los tipos de equipos que procesan energía eléctrica en energía térmica. A continuación se enumeran pautas que los futuros propietarios de la unidad deben tener en cuenta antes de comprarla. Se dan recomendaciones sobre operación económica.
El contenido del artículo:
El principio de funcionamiento del dispositivo.
El diseño de la caldera de doble circuito permite la colocación en un dispositivo de dos elementos de calentamiento para calentar agua y un refrigerante. El sistema funciona gracias a la conversión de corriente eléctrica en energía térmica.
Características de diseño de una caldera de doble circuito.
Para calentar la habitación, se conecta un circuito de calefacción de circuito cerrado a la caldera, a lo largo del cual se mueve el refrigerante. La segunda tubería está diseñada para suministrar agua caliente, que se calienta en el tanque de almacenamiento incorporado o de acuerdo con el principio de flujo.
En la estación cálida, la calefacción se puede apagar y la caldera solo se puede usar como caldera.
El dispositivo consta de los siguientes elementos principales:
- cajas con aislamiento térmico, accesorios de entrada y salida;
- un intercambiador de calor a través del cual circula el refrigerante;
- sistema de control y unidad de automatización que le permite configurar los parámetros de temperatura y apagar / encender el dispositivo;
- dispositivo de calentamiento;
- tanque de expansión para alivio de presión;
- válvula de seguridad;
- una ventilación de aire (automática o manual) para eliminar atascos de aire;
- bombas circulares para agua caliente sanitaria y calefacción;
- grupos de seguridad con sensores de temperatura y relés.
El principio de funcionamiento de la caldera eléctrica es el intercambio de calor: una bomba circular bombea agua al tanque, que se calienta a cierta temperatura mediante un termopar y se descarga al circuito de calefacción o al sistema de agua caliente sanitaria.
De hecho, un aparato eléctrico de circuito doble, como su contraparte de gas, puede servir como una caldera doméstica y un calentador de agua.
Ventajas y desventajas de los equipos eléctricos.
La calefacción eléctrica es un método ecológico de calefacción, ya que no contamina el aire con humo y hollín como una caldera de combustible sólido, monóxido de carbono y otros "desechos" nocivos, como los equipos de gas.
También cuenta con trabajo calefaccion electrica prácticamente elimina la fuerza mayor de emergencia durante la fuga de agua: si no hay refrigerante en el sistema, el equipo se apaga automáticamente.
Además, las ventajas comunes de los equipos eléctricos incluyen:
- Instalación fácil - no es necesario equipar una chimenea, un sistema de ventilación forzada, suministrar una tubería de gas y elaborar un montón de permisos, como al instalar una caldera de gas.
- Seguridad - la probabilidad de fuga o ebullición de una caldera eléctrica es muy pequeña, además, el diseño del dispositivo no permite el uso de llamas abiertas, materiales inflamables y gases explosivos.
- Tamaño compacto - Un momento importante para habitaciones pequeñas. Además, el dispositivo se puede instalar no solo en lugares especialmente previstos por el proyecto (como equipos de gas), sino en cualquier lugar conveniente donde sea posible conectarse a la red eléctrica y al sistema de calefacción.
- Ruido - La caldera eléctrica funciona sin vibraciones, "escapes" y otros sonidos que pecan los aparatos de combustible sólido y gas.
- Costo asequible tanto el propio dispositivo como su instalación, mantenimiento.
En cuanto a las deficiencias, una de las más significativas es el costo de la energía consumida. Si se trata de calefaccion electrica y dhw para una cabaña grande, las cantidades serán impresionantes.
Por lo tanto, no será superfluo hacer al menos un cálculo aproximado del consumo antes de comprar analizando información sobre el área, el consumo de agua y la potencia del dispositivo. Y luego decida si la "piel de oveja" vale la pena.
Otros contras:
- Dependencia energética - en un área con interrupciones constantes en la electricidad, la instalación de dicho dispositivo de calefacción pierde su significado. Sin embargo, si las interrupciones son aleatorias y no son la norma, la compra de un generador que almacena energía ayudará a resolver el problema.
- Sobretensiones de línea tienen un efecto perjudicial en la automatización sensible de la caldera, por lo que antes de instalar el equipo vale la pena comprar buenos estabilizadores de energía.
- Sedimentación Como el agua corriente se utiliza para el agua caliente sanitaria, los elementos de calentamiento se cubren gradualmente con incrustaciones, que deben retirarse del equipo. La solución puede ser instalar filtros en la entrada de agua fría y servicio regular.
Además, antes de instalar caldera electrica, vale la pena averiguar si su red doméstica está diseñada para tal carga. Por ejemplo, un área de 200 cuadrados requerirá al menos 16-20 kW.
Y esto es solo para calefacción, excluyendo otros electrodomésticos.Y si en las nuevas aldeas de cabaña se proporciona dicha energía conectándose a una red trifásica, entonces para una cabaña de verano, generalmente no se asignan más de 10 kW.
Tipos de calderas electricas
Las calderas eléctricas modernas están equipadas con calentadores con un principio de funcionamiento diferente. Pero al mismo tiempo, solo los aparatos con un diseño de elemento calefactor pueden usarse para calefacción y suministro de agua caliente.
Otros tipos de equipos pueden usarse para agua caliente sanitaria solo si una caldera de calefacción indirecta está conectada al circuito de calefacción.
Aparatos eléctricos con elementos calefactores.
En los modelos más comunes de calderas eléctricas, los elementos calefactores están integrados: los elementos calefactores, que están hechos de cerámica o metal, tienen la forma de varillas, espirales o varillas huecas dobladas por un arco, dentro del cual se coloca un hilo de cierta resistencia. Actúan como "intermediarios", calentándose durante el paso de la corriente eléctrica y transfiriendo calor al agua.
La principal desventaja del dispositivo es la rápida formación de incrustaciones en los elementos calefactores, lo que perjudica su rendimiento. Por ejemplo, cuando el grosor de la cal es de solo 0.5 mm, la eficiencia del dispositivo disminuye en un 10% del valor nominal, y a 2 mm, ¡en un 35-40%!
Como resultado, el dispositivo calienta el agua más lentamente, por lo que aumenta el consumo de electricidad. Por lo tanto, la caldera necesita una limpieza constante y reemplazo periódico de los elementos calefactores defectuosos.
Además, las calderas con elementos calefactores requieren un mantenimiento regular, porque estamos hablando del uso seguro de los equipos. El elemento calefactor se desgasta gradualmente y puede quemarse.
Si esto sucede con la despresurización del caso, otra mitad del problema. En este caso, el nicromo calentado simplemente se desmorona por el contacto con el agua y no representa un peligro para los humanos. Pero si el elemento desconectado permanece en la caja sin daños y continúa funcionando, se energizará toda la caja metálica debido al agua del conductor.
Equipo de calentamiento por inducción
El funcionamiento de la caldera de inducción se basa en la inducción magnética, que le permite convertir la electricidad en energía térmica. Dentro de la carcasa hay un circuito primario con una bobina inductiva que, cuando se aplica voltaje, crea un campo magnético alterno.
Como resultado, surgen las llamadas corrientes de Foucault (o corrientes parásitas), que calientan el metal y transfieren su calor al portador circulante.
Ventajas de las calderas de inducción en comparación con los aparatos de calefacción:
- El nivel más alto de eficiencia es 98-99%.
- Gran área de calentamiento y, en consecuencia, transferencia de calor más rápida.
- No se forma escama en el elemento calefactor.
- Completamente autónomo, y no requiere servicio.
- Además del agua, el aceite y el aceite pueden usarse como portadores de calor.
La principal desventaja de tales dispositivos es el alto precio y la necesidad de conectarse caldera de calentamiento indirecto o tanque de almacenamiento para proporcionar agua caliente a la casa.Por lo tanto, a pesar de una serie de ventajas de los equipos de inducción, las calderas de elementos de calentamiento de doble circuito mantienen firmemente la palma del liderazgo de la demanda del consumidor.
Calderas con calentadores de electrodos.
El funcionamiento de la caldera de electrodos se basa en una alta conductividad térmica cerca del agua. Dentro de la carcasa hay electrodos negativos y más que generan corriente eléctrica, circula entre ellos refrigerante.
El calentamiento se produce debido a la energía que se libera durante la división de las moléculas en iones cargados, y su movimiento hacia el electrodo de la polaridad correspondiente. Debido a esto, el calentamiento del agua en la cámara de la caldera ocurre casi instantáneamente.
Ventajas de las calderas de electrodos en comparación con los dispositivos TEN:
- Calienta el agua 10 veces más rápido.
- Gasta 20-30% menos electricidad.
- Tienen dimensiones compactas incluso con alta productividad (la mayoría de las veces, los modelos se presentan en diseño montado en la pared).
- No fallar con las sobretensiones.
Pero debido a importantes deficiencias, las calderas de electrodos aún no se han generalizado. Se utilizan principalmente para calefacción, pero es posible organizar un segundo circuito para el suministro de agua caliente siempre que el sistema esté equipado con una caldera de calefacción indirecta.
Estos dispositivos son muy exigentes con la composición del líquido, que es un refrigerante. Se excluye el agua corriente normal, se recomienda usar un líquido especial con una composición de sal equilibrada. Además, los electrodos se disuelven gradualmente durante la operación y requieren reemplazo.
Para un uso seguro, se recomienda que la caldera de electrodos esté equipada con un conjunto adicional de automatización, que se vende por separado y a menudo cuesta más que el dispositivo en sí. En primer lugar, es una bomba de circulación y un controlador electrónico de temperatura que controla la temperatura de calentamiento.
También se necesita un controlador de corriente, que regule la intensidad actual, con la capacidad de apagar el equipo para evitar que hierva el agua.
¿Qué buscar al comprar?
Cuando descubrió qué tipo de dispositivo desea comprar, es hora de pensar en su tamaño y parámetros técnicos.
Muy a menudo, las calderas eléctricas se instalan en la cocina, pero también puede equipar una sala de mini calderas, que le permite ocultar comunicaciones poco atractivas y equipos adicionales (tanque de almacenamiento, caldera de calentamiento indirecto, etc.).
Seleccionar un dispositivo por método de instalación
Independientemente del tipo de construcción, todas las calderas de doble circuito se pueden dividir en dos grandes grupos: pared y piso. Las dimensiones y la selección del modelo dependen directamente del área que necesita calentar, e incluso de la cantidad de espacio libre para el dispositivo en sí.
Los accesorios están diseñados para calentar áreas relativamente pequeñas, de hasta 100 m2, por lo que se instalan con mayor frecuencia en apartamentos o pequeñas casas de campo. Se montan en soportes especiales en cualquier superficie vertical que pueda soportar dicha carga.
Si el cuadrado de la cabaña supera los 200 m2puede equipar una sala de calderas con varias calderas eléctricas o use fuentes adicionales de calefacción - equipo de combustible sólido o paneles solares.
Cálculo de la potencia requerida.
La forma más fácil es dividir el área calentada por 10. Se cree que cuando se calienta 10 m2 Se gastará 1 kW, pero la cifra resultante será muy condicional, porque dicho cálculo solo tiene sentido para habitaciones con una altura de no más de 3 metros.
Además, el costo del calor depende en gran medida de la presencia de aislamiento, la calidad de las ventanas y su tamaño, las características climáticas del área y los materiales utilizados en la construcción de la casa.
Si la casa tiene techos altos, primero debe determinar el volumen de la habitación (multiplique el área por la altura). Luego, calcule la potencia requerida según el cálculo de que 1 vatio requerirá 35 vatios.
Para el resultado, debe agregar un "margen":
- 10% - con una gran área de acristalamiento (ventanas panorámicas, porche, etc.).
- 15% - en ausencia de aislamiento de la casa.
- 10-15% - para áreas con inviernos fríos.
- 20% - en la carga adicional durante la operación de agua caliente en el modo de calentamiento instantáneo.
Al calcular la potencia requerida para las calderas con almacenamiento incorporado, debe centrarse en los datos especificados por el fabricante en la documentación técnica.
El método de su potencia depende de los parámetros técnicos de la caldera. Se pueden conectar dispositivos de hasta 10 kW a una red convencional de 220 V, y se pueden conectar calderas más potentes a una red trifásica (además, esto puede requerir permiso de las redes locales de energía si una línea de 380V no está conectada a la casa).
Otros matices importantes
Por el principio de calentar agua, las calderas eléctricas de doble circuito se pueden dividir en flujo y almacenamiento. Los primeros son una buena opción para una casa pequeña y una familia, podrá mantener con calma 1-2 salidas de agua además de calefacción. Pero a pesar de la compacidad y comodidad en la operación, el dispositivo "2 en 1" tiene un inconveniente significativo: una alta carga en la red eléctrica.
Y aqui unidad de almacenamiento Ocupa mucho más espacio debido al tanque adicional en el que se almacena un stock de agua caliente. La ventaja de este tipo de equipo es que puede suministrar grandes cantidades de agua y puede ahorrar hasta un 10% en electricidad, ya que no gasta energía en un calentamiento constante, sino que solo mantiene su temperatura.
Gracias a la carcasa aislante, la pérdida de calor del agua en el tanque por hora no será más de 0.5 grados. El pasaporte técnico del dispositivo destinado a la conexión al sistema de suministro de agua caliente debe indicar su rendimiento: temperatura mínima y máxima, volumen de agua y el tiempo necesario para calentarlo.
Además, la caldera puede equiparse con:
- Unidad de automatización para control remoto desde un control remoto o mediante una red.
- Protección contra la congelación, lo que permitirá mantener la temperatura mínima en el sistema, lo cual es importante para las casas de campo y las casas de campo donde no hay residentes permanentes.
- Los sensores que rastrean los cambios climáticos encienden el dispositivo cuando baja la temperatura y lo apagan durante el reloj solar.
- Equipo que reduce la temperatura del agua para conectarse sistema de calefacción por suelo radiante.
- Sensores con la capacidad de programar el microclima en toda la habitación o habitaciones individuales a su discreción.
Por supuesto, los "bonos" del fabricante aumentan el costo del dispositivo, pero con su ayuda es mucho más conveniente operar la caldera.
Formas de ahorrar durante la operación
Para reducir el costo de la electricidad cuando se usa una caldera eléctrica como dispositivo de calefacción y calentador de agua, es necesario reducir la pérdida total de calor en el hogar.
Otras opciones de ahorro:
- Una conexión adicional o dispositivos separados que funcionan con energía alternativa (paneles solares, generadores eólicos, chimeneas de leña) reducirán significativamente el consumo de electricidad.
- Un medidor multitarifa le permitirá pagar menos por la calefacción nocturna, y durante el período de "horas pico" de la mañana y de la tarde, el dispositivo puede apagarse (el más caro es la electricidad gastada entre las 8.00 - 11.00 y las 20.00 - 22.00). Y si complementa el sistema con un acumulador de calor externo, puede acumular energía nocturna "barata" para gastarla durante el día.
- Un recuperador en el sistema de ventilación ayudará a mantener el aire caliente dentro de la casa.
- Un programador semanal recopilará datos sobre el funcionamiento del sistema durante un período de tiempo específico para elegir el modo de operación más cómodo y económico con un consumo mínimo de energía.
- Los termostatos de la habitación monitorearán los cambios en el microclima de la casa y transmitirán datos a un sensor integrado en la caldera, que apagará / encenderá la calefacción, protegiéndola del sobrecalentamiento del aire y la pérdida de calor en exceso.
Con la organización adecuada de la caldera eléctrica, puede reducir el consumo de energía y los costos asociados hasta en un 40%.
Introduce opciones de ahorro de energía para calentar propiedades suburbanas siguiente articulo, analizando en detalle esta pregunta muy interesante.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Le recomendamos que se familiarice con una selección de revisiones y consejos prácticos sobre el uso de calderas eléctricas de varios diseños para calefacción y suministro de agua caliente en el hogar.
Los matices de la calefacción eléctrica: calderas y otros dispositivos de calefacción eléctrica, cálculo de la potencia del equipo y los costos para la temporada de calefacción:
Aunque las calderas eléctricas de doble circuito parecen bastante cómodas de usar, antes de ir de compras, calcule el costo de la electricidad para la temporada de frío o consulte a un ingeniero de calefacción.
Tal vez le aconsejen sobre un sistema más económico con una caldera de circuito único con una caldera de calefacción indirecta o calefacción combinada de diseño, donde la "glotonería" del electrodoméstico será compensada por fuentes de energía adicionales.
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Nos aventuramos a comprar una caldera eléctrica de doble circuito en la casa para mi abuela, ella vive en el pueblo. Nadie tendrá gas allí y no lo hará pronto, y gastarlo solo para ellos resultará en una gran cantidad. Y ya es físicamente difícil calentar el horno. Se aprecian las ventajas de dicho dispositivo, ya que proporciona calor y agua caliente.Lo único es que consume mucha electricidad, pero su abuela tiene beneficios, por lo que para ella esta es la mejor opción.
Aunque el gas se llevó a cabo en nuestra casa, decidieron calentarlo con electricidad de todos modos. Tenemos una caldera de doble circuito. Convenientemente, cuando no necesita calefacción, simplemente puede apagarlo y usar solo agua caliente. Es pequeño y compacto, colgado en la pared y olvidado. Pero lo que es inconveniente es que la caldera depende de la electricidad, y si la luz se apaga, no habrá calor. Y en invierno la casa se enfría rápidamente.