Las calderas eléctricas domésticas son de operación conveniente, eficientes y económicas en comparación con las unidades de gas o combustible sólido. Para instalar un calentador de este tipo, no es necesario construir una chimenea, redactar un permiso, asignar espacio para almacenar leña. El único inconveniente grave, el precio de la electricidad, se nivela con la tarifa nocturna. Para organizar la calefacción eléctrica, queda por descubrir la última pregunta: cómo elegir una caldera eléctrica para calentar una casa o apartamento privado.
La caldera eléctrica más económica es un mito.
La electricidad es mucho más fácil de convertir en calor que otras fuentes de energía: gas natural, combustible sólido, combustible diesel. Aquí hay 3 ejemplos simples de generación de calor lateral cuando se usa electricidad:
- los devanados de cualquier motor eléctrico en funcionamiento siempre se calientan;
- una bombilla (incluso un LED) genera calor con la luz;
- Incluso los cables a través de los cuales fluye la corriente se calientan.
Tenga en cuenta que el equipo listado está diseñado para realizar sus funciones y no para calentar la casa. El motor gira algo, la lámpara brilla, el cableado les proporciona energía. La formación de exceso de calor es un efecto secundario que ocurre debido a la resistencia de estos elementos.
Para convertir toda la energía eléctrica en energía térmica, es suficiente crear una sección de alta resistencia en el circuito, que no se destruirá por el calentamiento. Tal elemento se llama un calentador eléctrico. La segunda forma (más compleja) de obtener calor es crear corrientes inducidas por inducción de Foucault que calientan un objeto metálico en el área de la bobina del inductor.
Un punto importante Independientemente del método de conversión, el 98–99% de la electricidad se convertirá en calor. Es decir, cualquier dispositivo de calentamiento eléctrico funciona con una eficiencia del 98-99%, nada menos. Esto significa que la caldera eléctrica más económica no existe, todas las unidades son igualmente eficientes. Cualquier reclamo de vendedores de electrodomésticos.
Selección del generador de calor por potencia
Para obtener la potencia de una caldera eléctrica, antes que nada, calcule la pérdida de calor de su hogar. Probablemente conozca el método de cálculo aproximado: para calentar 100 metros cuadrados del área del edificio, se toma una unidad de calefacción con una capacidad de 10 kW, 20 kW para 200 m², etc. Si desea obtener un resultado más sensato, use nuestros métodos de cálculo.
Ahora definimos las tareas que debe resolver la caldera eléctrica (seleccione el elemento deseado en la lista):
- calefacción las 24 horas del apartamento, casa rural, casa de campo;
- lo mismo con agua caliente para las necesidades del hogar;
- trabajo nocturno a un precio barato;
- calefacción en espera - manteniendo la temperatura del aire + 5 ... 10 ° C.
Nota. La calefacción nocturna en el hogar con una caldera eléctrica se puede combinar con la calefacción del acumulador de calor. A las 7.00, la unidad se apaga, luego el sistema de agua recibe el calor acumulado en el tanque de compensación. 2 condiciones: el límite asignado de consumo de energía debe ser 15 ... 20 kW + potente caldera eléctrica.
La calefacción completa con electricidad es costosa y se aplica según sea necesario. Una opción más rentable es la calefacción nocturna de 23.00 p.m. a 7.00 a.m., cuando el costo de la energía es la mitad. El modo de espera se utiliza en instalaciones en construcción o casas de campo, donde los propietarios pasan 2-3 días a la semana.
Seleccionamos la potencia de una caldera de calefacción eléctrica, dependiendo de las tareas:
- Para la operación durante todo el día, la unidad se selecciona con un margen de 10 ... 20%. Es decir, la cifra de pérdida de calor se multiplica por un factor de 1.1–1.2. Por ejemplo, una casa con un área de 60 cuadrados pierde 4 kW, el rendimiento de una caldera eléctrica será 4 x 1.2 = 4.8 kW.
- Bajo suministro de agua caliente (ACS), la capacidad de la unidad debe aumentarse en un 50%. Es decir, multiplique la cifra de 4 kW del ejemplo por un factor de 1.5 (obtenemos 6 kW).
- Se puede tomar un aparato de calefacción eléctrica para calefacción nocturna sin reserva de energía si por la mañana se reemplaza por una caldera de gas o combustible sólido. Bajar la temperatura a 18-19 ° C durante el sueño no causará muchas molestias, pero ahorrará dinero.
- La potencia de la caldera eléctrica, que mantiene la temperatura positiva en el edificio, se toma con un coeficiente decreciente de 0.6-0.7 (menos 30-40%) del número de pérdidas de calor.
Propina. Para organizar un suministro de agua caliente, no necesita buscar una caldera de doble circuito. Por lo general, se realizan 2 opciones: se instala un calentador de agua eléctrico separado o un potente generador de calor más una caldera de calefacción indirecta.
El rendimiento del calentador para la "carga" nocturna del acumulador de calor depende del volumen del tanque y se considera individualmente. La selección de una caldera eléctrica en condiciones estándar se describe en el video:
3 tipos de unidades de calefacción eléctrica
El siguiente paso es seleccionar el tipo de caldera. Existen 3 variedades de calentadores de agua eléctricos que difieren en el principio de funcionamiento:
- generadores de calor con elementos de calentamiento tubulares (elementos de calentamiento);
- electrodo;
- inducción.
No tiene sentido dividir las instalaciones eléctricas en tipos según otras características. Por ejemplo, el voltaje de suministro (220 o 380 voltios) depende de la potencia de la unidad y no del método de calentamiento del agua. Por lo general, los calentadores de hasta 6 kW están conectados a una red monofásica de 220 V, 7 kilovatios y más, a una red trifásica (380 voltios).
La automatización de la configuración y el control también es diferente, se propone considerar este tema al final de la publicación. Primero, analizaremos las ventajas y desventajas de 3 tipos de calderas eléctricas.
Pros y contras de los elementos de calefacción para calderas.
DIEZ: esta es la porción del circuito eléctrico con alta resistencia. Es un tubo de cobre (recto o curvado), una espiral de calentamiento hecha de aleación de cromo-níquel resistente al calor está incrustada en su interior. Un relleno de cerámica actúa como un aislante entre la pared exterior de cobre y la espiral.
Enumere brevemente los elementos constitutivos de cualquier caldera eléctrica (no solo TENOVO):
- un bloque calefactor, en este caso, un recipiente sellado con elementos calefactores en su interior;
- automatización de control: termostato, sensores de temperatura, actuador;
- estuche con asas / botones de control.
Referencia. El elemento de accionamiento suministra o interrumpe el suministro de energía a los calentadores a las órdenes del termostato. Hay 2 tipos: mecánico y electrónico. En el primer caso, el circuito rompe el arrancador o el contactor, emitiendo fuertes clics. En el segundo caso, la fuente de alimentación está controlada por una unidad triac, que funciona en silencio.
El algoritmo de funcionamiento de la caldera eléctrica difiere poco de otros aparatos de calefacción. El refrigerante se ha calentado a la temperatura establecida: el calentador se ha apagado, el agua ha comenzado a enfriarse y se ha encendido. Si hay 2 ... 4 calentadores en el tanque, entonces la unidad de control los enciende alternativamente, se implementa el llamado calentamiento escalonado.
Enumeramos las ventajas de los elementos calefactores eléctricos:
- el rendimiento térmico de la unidad no depende de factores externos, solo cambia a las órdenes de la unidad de control;
- la bobina de calentamiento está aislada de manera confiable del contacto con el refrigerante, el generador de calor funciona igualmente bien con agua corriente o líquido no congelante;
- la falla de 1 calentador del grupo no significa detener la calefacción; la energía simplemente disminuirá;
- reemplazar un calentador quemado es simple y económico;
- Fiabilidad de los elementos calefactores probados por muchos años de práctica.
Las calderas eléctricas con calentadores tubulares están libres de fallas graves. Notamos 3 desventajas menores:
- Dado que la espiral de nicromo está rodeada de relleno cerámico, la transferencia de calor a la carcasa de cobre tarda un poco más que otras calderas eléctricas.
- Cuando se usa agua dura, el tubo de cobre está recubierto en el exterior con una capa de depósitos.La transferencia de calor se ve obstaculizada, la temperatura de la superficie aumenta, la vida en espiral se reduce.
- Si la selección de calor se detiene, la bobina del calentador se quema. Es decir, el calentador no tolera el "funcionamiento en seco", el encendido accidental sin agua garantiza la rotura.
A un precio, una caldera eléctrica con elementos calefactores ocupa una posición intermedia entre los "hermanos" de inducción y electrodo. El precio está muy influenciado por la agrupación. Por ejemplo, una mini caldera polaca montada en la pared Kospel EKCO.LN2-6 (6 kW) con una bomba y un tanque de expansión cuesta alrededor de 600 oz. e., y una unidad simple sin campanas y silbatos Heatman Light 6/220 - solo 100 a. mi.
Las ventajas de los calentadores de electrodos.
En general, el dispositivo de la caldera de electrodos repite el diseño del aparato con elementos calefactores. Solo la unidad de potencia difiere: una cámara cilíndrica con un electrodo (o varios) dentro. La sección de calentamiento está separada del gabinete de control montado lado a lado en la pared. El aumento de la resistencia en el circuito es creado por el agua misma, o más bien, por su capa entre el electrodo interno y la carcasa metálica.
Explicación. La caldera eléctrica funciona según el principio de una caldera hecha de 2 placas de hierro. El agua que fluye entre ellos sirve como conductor, las partículas cargadas de iones de magnesio y sales de calcio llevan una carga eléctrica. El calor generado calienta el agua. Por lo tanto, el segundo nombre de la caldera es iónico.
Ventajas de las calderas de electrodos:
- la unidad de calentamiento consiste literalmente en 2 piezas de hierro, no hay nada que se rompa incluso en ausencia de agua o sobrecalentamiento;
- las caídas de voltaje a la unidad de potencia no tienen miedo, solo la automatización sensible (si la hay) puede sufrir;
- alto contenido de sal (dureza del agua) solo aumenta la velocidad de calentamiento, la escala reduce ligeramente la potencia del aparato;
- las unidades de calefacción de ciertos modelos pueden usarse en sistemas de calefacción por gravedad;
- compacidad
A modo de comparación, presentamos el costo de un calentador de 6 kilovatios de la famosa marca Galan, con un conjunto de automatización que la caldera costará 155 años. e) Según el fabricante, el consumo de electricidad de un generador de calor de 6 kW será de aproximadamente 950 kW por mes. Si es necesario aumentar la potencia, es suficiente comprar una segunda unidad de potencia e instalarla en cascada con la primera.
Las calderas de iones eléctricos han recibido muchos comentarios negativos de los propietarios en los foros. La razón son las desventajas significativas de los calentadores de agua:
- Durante el proceso de calentamiento, se produce una reacción química de electrólisis, las sales de magnesio y calcio se descomponen, por lo que el poder de la caldera disminuye notablemente.
- Nuevamente, el rendimiento de la unidad es variable. Depende de la concentración de sal, la temperatura del agua y el voltaje de la red.
- Con el anticongelante convencional para calefacción, la caldera de electrodos no es "amigable", tendrá que comprar un líquido especial. Por razones obvias, no se puede usar agua desalinizada o destilada.
- Durante la reacción de electrólisis, se libera una mezcla de varios gases, a veces combustibles. Se notan casos de ventilación de sistemas de calefacción cerrados.
- La unidad de potencia funciona a plena potencia en el modo de inicio / parada. Para organizar la regulación por pasos, necesita una automatización costosa.
Revisión personal del autor del artículo. Caliento la casa con una caldera de electrodos de 100 m², el temporizador enciende la calefacción solo por la noche. El refrigerante es agua del grifo, sin aditivos. Debido a la descomposición de las sales, es necesario cambiarlo una vez al mes y medio, de lo contrario, la potencia de la caldera eléctrica se reduce en aproximadamente un 50%. Tengo miedo de agregar sal de acuerdo con las instrucciones, ya que el sistema está montado a partir de tubos de acero, se proporciona gravedad.
Características del aparato de inducción.
Esta caldera eléctrica también se divide en 2 partes: una unidad de calefacción y un gabinete de control con automatización estándar. La sección de calentamiento es un cuerpo cilíndrico sellado, en el interior hay un inductor de bobina de inducción de múltiples vueltas y un núcleo de metal hueco. Simplificado: la tubería dentro de la cual se mueve el refrigerante.Cómo funciona una caldera de inducción eléctrica:
- Después de encender el dispositivo, el contactor cierra el circuito de alimentación por orden de automatización. Se suministra un voltaje de 220 o 380 voltios a la bobina.
- El inductor crea corrientes de Foucault de alta densidad alrededor del núcleo, lo que hace que la tubería de metal se caliente. El calor se transfiere al agua que fluye dentro.
- El elemento calefactor funciona encendido / apagado a plena potencia hasta que el sensor detecta la temperatura establecida por el usuario. Entonces la automatización apaga el calor y así sucesivamente.
Nota. El inductor de la caldera eléctrica siempre se enciende a la máxima potencia, no hay ajuste de pasos.
Los calentadores eléctricos Vortex son un tipo relativamente nuevo de calderas de calefacción. Los dispositivos no tuvieron tiempo de ganar una cierta reputación, ya que las casas privadas se han calentado durante no más de 10 años. Es demasiado pronto para juzgar la confiabilidad, por lo tanto, indicamos las características obvias de los generadores de calor por inducción:
- Si no hay agua o la circulación se detiene, la unidad de potencia falla;
- la carcasa preparada no separable supone el reemplazo completo de la sección de calentamiento en caso de rotura (por ejemplo, circuito entre vueltas dentro de la bobina);
- la unidad es bastante pesada, una unidad de calentamiento de 5 kW pesa alrededor de 24 kg, 20 kW - 76 kg;
- no hay calentamiento gradual: aparecen sobretensiones en la red eléctrica de la casa cuando se enciende la caldera.
Conjunto completo de unidades de calefacción.
Ya hemos enumerado los elementos de cualquier caldera eléctrica en la configuración básica más barata. Esta es una unidad de calefacción, un controlador de temperatura, automatización con un actuador, controles y un sensor de temperatura.
Un matiz importante. En versiones económicas de calderas, el arrancador magnético actúa como elemento ejecutivo. Hace clic en voz alta en el momento en que se enciende la calefacción, el sonido es claramente audible en las habitaciones adyacentes a la sala de calderas.
En una configuración ampliada, los fabricantes suministran calderas eléctricas con el siguiente equipo:
- contactor modular de bajo ruido en lugar de un arrancador magnético;
- bomba de circulación;
- tanque de expansión de membrana para un sistema de calefacción cerrado;
- sensores de sobrecalentamiento y presión de refrigerante;
- grupo de seguridad: ventilación automática, válvula de seguridad;
- sensor de circulación - para generadores de calor por inducción;
- automatización del clima;
- Pantalla LCD, programador, módulo de control remoto GSM desde un teléfono inteligente.
Naturalmente, una caldera eléctrica de grado "gordo" costará mucho más que una caldera "pobre". Por otro lado, el tanque de expansión, la bomba y el grupo de seguridad aún deberán comprarse. Es mucho más conveniente montar la unidad cuando estos elementos están ocultos dentro de la carcasa.
Qué caldera eléctrica elegir: recomendaciones
En un 90%, recomendamos elegir una caldera eléctrica con elementos calefactores. Estos son dispositivos confiables que son igualmente adecuados para diferentes sistemas de calefacción: radiadores, calefacción por suelo radiante, convectores de piso o zócalos. Seleccione el grado de personal en función de las condiciones de instalación, operación y presupuesto asignado.
Algunos consejos más:
- En el apartamento, tome la mini caldera eléctrica montada en la pared equipada con elementos de calefacción, su propia bomba y tanque.
- Si la caldera eléctrica se va a combinar con una unidad de combustible sólido o de gas, es mejor elegir un modelo sin una bomba integrada y un tanque de expansión. El equipo especificado se conecta por separado: el tanque funciona para todo el sistema, la bomba está controlada por un termostato de ambiente, como se muestra en el diagrama.
- Instale un termostato remoto. Entonces la caldera se enfocará en la temperatura del aire, y no en el refrigerante.
- Tome el generador de calor del electrodo en 3 casos: un presupuesto limitado, muy poco espacio en la sala de calderas o conexión a un cableado de calefacción por gravedad sin bomba.
- El menor de todos los problemas son los conjuntos de electrodos en sistemas abiertos: los gases resultantes salen con seguridad a través de un tanque de expansión atmosférica.
- Caldera de inducción elegir a voluntad y disponibilidad de fondos. Pero tenga en cuenta: la experiencia operativa ha demostrado que el dispositivo especificado no es mejor que el calentador. No hubo problemas técnicos especiales con los calentadores de inducción, solo financieros.
Comentario. La caldera de tipo electrodo para un sistema alimentado por gravedad debe tener boquillas del diámetro correspondiente (mínimo Ø32 mm), la alimentación se dirige hacia arriba.
Para un piso calentado con agua, solo es adecuada una caldera eléctrica TEN. Es difícil para las unidades de inducción y de electrodos sin calentamiento por etapas mantener una temperatura baja del agua en los circuitos de piso: 35 ... 45 ° C.
Finalmente, sobre el consumo de energía.
El deseo natural del propietario es saber cuánta electricidad usará la caldera eléctrica durante el calentamiento de una casa privada. Desafortunadamente, el consumo real es imposible de predecir. El indicador es demasiado individual y depende de varios factores: el grado de aislamiento mantenido dentro de la temperatura, el clima.
El consumo mensual se puede calcular aproximadamente: tome el 50% de la pérdida de calor calculada en el hogar, multiplique por 24 horas y 30 días. Ejemplo: las pérdidas son 6 kW, medio - 3 kW, por día 3 x 24 = 72 kW, por mes - 72 x 30 = 2160 kW. Por qué tomar ½ potencia: durante la temporada, el clima no siempre es frío, cuanto más cálido está en la calle, más a menudo se apaga la caldera eléctrica.
Un ejemplo de experiencia personal. Una casa de 100 m² se calienta por la noche con una caldera de electrodos de 9 kW durante 8 horas, la región es sur. Durante 6 meses de la temporada de calefacción, la caldera eléctrica consumió 9104 kW. El consumo promedio mensual de energía es de 1517 kW, el consumo promedio diario es de 1517/30 = 50,6 kW.