Como conectar uma caldeira a uma rede elétrica, diagramas de conexão da caldeira

Condições de vida confortáveis ​​para uma pessoa moderna fornecem água quente. Nas condições urbanas, é suprido centralmente pelas concessionárias. Moradores de áreas rurais, residentes de verão, proprietários de casas particulares muitas vezes precisam lidar com esse problema por conta própria.

Para eles, a indústria produz inúmeros projetos de unidades de aquecimento de água, que diferem em design, desempenho e condições operacionais. A maioria deles tem o nome "caldeira".

Sob esse termo, é habitual entender uma caldeira com um líquido de arrefecimento que é aquecido dentro da estrutura ou pelo lado externo.

Uma caldeira de tipo indireto opera devido a uma fonte de aquecimento localizada fora de seu corpo quando a temperatura é transferida para o transportador de calor que circula pela bobina incorporada no interior. Tais modelos requerem combustão contínua de combustível.

A caldeira de ação direta usa uma fonte de calor interna. Para fins domésticos, as estruturas elétricas são amplamente utilizadas, funcionando de acordo com um dos princípios:

• aquecimento resistivo por elementos de aquecimento;

• aquecimento por correntes de indução.

Nos dois casos, a operação é controlada e a caldeira é conectada à energia elétrica, de acordo com os mesmos esquemas, com base no fluxo de corrente através do elemento de aquecimento para aquecê-lo ou desligá-lo para resfriamento.

Características do projeto da caldeira elétrica

Dentro de uma caldeira hermeticamente fechada com um líquido refrigerante - água circulando ao longo de linhas hidráulicas a partir de tubulações e radiadores localizados em ambientes fechados, é montado um circuito elétrico, incluindo:

• um aquecedor de água, que geralmente serve como um aquecedor resistivo comum;

• medidor de temperatura do líquido de arrefecimento - um sensor de design especial, cujas leituras são processadas por um circuito lógico para fornecer tensão ao aquecedor ou desligar sua energia;

• dispositivo de comutação em design bipolar ou unipolar - interruptor térmico;

• fusível térmico de proteção;

• um circuito de indicação de aquecimento, que pode ser uma lâmpada incandescente comum ou um LED com um resistor limitador de corrente, conectado em paralelo aos contatos do aquecedor.

Os fabricantes de equipamentos elétricos de medição e comutação produzem kits prontos que incorporam sensores de temperatura, dispositivos de comutação e uma unidade lógica que fornece sua conexão mútua para regular a temperatura do líquido de refrigeração.

Eles são chamados termostatos ou termostatos. O sensor de temperatura é montado dentro do corpo da caldeira e a unidade de controle e os contatos da corrente de comutação estão localizados no exterior.

Os termostatos podem ser executados em uma base analógica ou usar a tecnologia de microprocessador. As construções deste último possuem:

• mais opções de ajuste;

• fácil de usar configurações;

• interface conveniente;

• quadro de informações;

• funções operacionais adicionais.

Um exemplo é o controlador eletrônico de temperatura TK-5 com um microcontrolador, uma tela e dois sensores de temperatura montados na entrada e saída do líquido de arrefecimento na caldeira. Ele permite que você leve em consideração as mudanças de temperatura entre 0 e 120 graus com um erro de 0,5 ° C, o que é mais do que suficiente para fins domésticos.

Os contatos de potência do termostato TK-5 são capazes de alternar correntes nominais de 6 amperes.Quando o elemento de aquecimento cria uma carga maior, a conexão da caldeira à rede elétrica requer modernização - a inclusão de um acionador de partida magnético adicional, repetindo a operação dos circuitos de saída do termostato com contatos de alta potência.

Em alguns modelos mais antigos de caldeiras, a comutação de tensão para o elemento de aquecimento pode ser realizada por reguladores bimetálicos de projeto mecânico.

Esquema de conexão de uma caldeira através de uma tomada elétrica

Modelos industriais de pequenas potências de até 1,5 ± 2 kilowatts são criados, como regra, para essa conexão.

Com esse método, a operação segura a longo prazo é fornecida por:

• condição técnica da caldeira, que muda durante operação prolongada;

• a escolha correta do design da tomada em termos de potência de carga

• levando em consideração o estado dos circuitos elétricos através dos quais a tensão é fornecida pelo painel do apartamento;

• o uso de dispositivos de proteção para evitar as consequências de acidentes acidentais no circuito.

Características de conexão da caldeira à rede elétrica através de uma tomada

Os contatos de energia do dispositivo de comutação de plug-in foram projetados para um determinado tipo de carga, por exemplo, 6, 10 ou 16 amperes. Seu valor é indicado no corpo. Se o soquete tiver menos energia, ocorrerá superaquecimento e destruição dos contatos.

Por esse motivo, a caldeira não deve ser conectada a uma tomada aleatória que não corresponda à sua carga.

Outro requisito para a operação segura de um circuito desse tipo é a necessidade de um disjuntor nele, através do qual é possível interromper o circuito da fonte de alimentação do aquecedor sob carga. Os contatos do soquete e do plugue não foram projetados para extinguir o arco elétrico gerado neste caso.

Status da fiação

Os fios da rede doméstica que conectam a tomada da caldeira à blindagem do apartamento absorvem totalmente a carga do aquecedor. Eles não devem superaquecer. Seu material e espessura devem ser levados em consideração corretamente, caso contrário, poderá ocorrer um incêndio.

No soquete com fiação de alumínio, o aquecedor não deve ser conectado, como um de cobre, mais fino que 2,5 mm quadrados. É melhor usar uma seção de 4 ou 6 quadrados. Primeiro, ele deve ser calculado por dissipação de calor e analisado pelos métodos de instalação.

Dispositivos de proteção

A caldeira foi projetada para operar com características nominais da rede elétrica, levando em consideração a ocorrência de falhas aleatórias nela. Para evitar acidentes, proteção contra:

• aumento da pressão no tanque;

• quebra de isolamento elétrico.

Se o fabricante do equipamento não fornecer essas proteções na estrutura interna, elas deverão ser montadas no painel do apartamento.

Operação de emergência com sobrepressão no interior da caldeira

Um pré-requisito para segurança é a presença de um dispositivo que impeça a ebulição da água e a liberação de gases dissolvidos, porque esse processo cria pressão aumentada que pode interromper o caso.

Uma situação semelhante pode surgir:

• quando os contatos de energia permanecem, quando recebem um comando do sensor de temperatura através da unidade de controle e não conseguem interromper a corrente elétrica através do aquecedor;

• mau funcionamento do sensor de temperatura, unidade lógica ou circuitos de controle de controle.

Para evitar esse acidente, é usado um segundo estágio de proteção, definido para uma temperatura mais alta do que para o modo de operação. Seu valor é escolhido próximo ao ponto de ebulição e a desconexão é realizada por outro contato de backup.

Esse circuito aberto é chamado de fusível térmico. O uso de um sensor de temperatura separado para ele ou o uso de uma estrutura mecânica autônoma operando segundo os princípios das liberações bimetálicas aumentam a confiabilidade geral do sistema.

Modo de emergência com correntes de fuga

O invólucro metálico da caldeira pode estar em fase de potencial durante a quebra do isolamento do aquecedor ou dos fios de conexão ao invólucro.Tal situação é um pré-requisito direto para uma pessoa que recebe ferimentos elétricos. Pode ser reparado por um RCD embutido no circuito elétrico.

Projetos industriais de caldeiras podem ser produzidos com ou sem um dispositivo de corrente residual embutido.

Para a operação correta do RCD é necessário garantir uma conexão confiável do corpo da caldeira ao barramento de aterramento principal através do condutor de proteção PE.

Curto-circuito dos circuitos internos

Um disjuntor foi projetado para desconectar o circuito elétrico do curto-circuito.

Esquema de conexão da caldeira com um cabo ao painel do apartamento

Essa é a opção mais comum, pois geralmente são escolhidos mais de dois quilowatts de energia da caldeira.

Aqui você também deve seguir todas as recomendações para uma conexão segura, como no caso anterior. Será necessário um cabo separado para a caldeira da blindagem do apartamento. Ele deve transmitir de forma confiável as correntes das cargas atuais.

A proteção dele e da caldeira é organizada por um disjuntor e um RCD ou um difavtomat.

Diagrama de conexão da caldeira, levando em consideração a limitação da potência alocada

Qualquer fiação é projetada e montada para cargas específicas. Eles são nomeados pelo fornecedor de eletricidade. Em um apartamento moderno, o proprietário do espaço tem um grande número de aparelhos elétricos. Eles podem facilmente exceder o limite de energia alocado para eles.

Usar a fiação doméstica dessa maneira é perigoso: pode superaquecer e provocar um incêndio.

Para evitá-lo, você precisa desativar consumidores poderosos ao criar cargas críticas. Dado que o aquecedor do aquecedor é ligado periodicamente para aquecer a água, cuja temperatura não diminui rapidamente, seu aquecimento geralmente é interrompido, garantindo a operação de outros dispositivos, como geladeira, máquina de lavar ou lava-louças.

Para esse fim, é usado um dispositivo eletrônico que possui as funções de:

• medir o consumo de energia atual da rede;

• comparar seu valor com o valor do ponto de ajuste para identificar o momento de sobrecarga crítica;

• desconectar consumidores selecionados de acordo com um algoritmo pré-preparado;

• renovação automática de energia para dispositivos desativados ao restaurar condições para sua operação normal.

Desenvolvimento Industrial

Como tal dispositivo, você pode usar a fábrica limitador de potência OM-110.

Impedirá sobrecargas frequentes do disjuntor, criando um modo normal de consumo de energia para todos os aparelhos elétricos conectados.

O limitador de potência OM-110 foi projetado para trabalhar com cargas de até:

• dois;

• ou vinte quilowatts.

Para a segunda opção de operação, o diagrama de conexão do fio é executado da seguinte maneira.

Quando conectado para trabalhar com cargas de até 20 kVA, um dos fios de alimentação é passado através de uma caixa na qual é montado um transformador de corrente embutido, que é um corpo de medição sensível.

Diagrama de dispositivo de limitação de energia caseiro DIY

Um design semelhante é capaz de executar qualquer rádio amador. Nele, os condutores de fase e zero vão diretamente do medidor elétrico para o apartamento e ramificam para a caldeira. A fase é passada através do enrolamento primário do transformador de medição, efetuando uma volta e meia de um fio que pode suportar uma carga de até 30 amperes.

Os contatos da chave manual SA1 com tiristor VS1, ponte de diodos VD3 ÷ 6 e fios de conexão são selecionados para o mesmo valor. Dessa forma, é criada uma reserva de energia do circuito, garantindo seu funcionamento normal em diferentes situações.

O transformador de medição pode ser enrolado em qualquer ferro. O enrolamento primário é feito de um fio sólido ou de várias correntes paralelas, e o secundário é enrolado com um núcleo monolítico com o número de voltas de cerca de mil e quinhentos.

Os enrolamentos entre si e o circuito magnético são separados por juntas dielétricas de papelão ou fibra de vidro.

Após o enrolamento secundário, um diodo VD1 é conectado, que no modo de impulso recarrega o capacitor eletrolítico C1. Essa corrente é configurada de modo que, a uma corrente através do enrolamento primário de 30A, uma tensão de 45 volts seja formada no capacitor.

É alimentado à unidade de controle da base do transistor VT1 através dos resistores limitadores de corrente, reguladores e de derivação R1, R2, R3 e um LED indicador HL1.

O potenciômetro R2 durante o comissionamento define a corrente que causa a tensão de ruptura do diodo Zener VD2 (levando em consideração o LED). Nesse momento, o transistor VT1 se abre e o eletrodo de controle do tiristor VS1 é desviado para menos o circuito, do qual foi previamente separado pela queda de tensão através da resistência do resistor R4. Nesse caso, o tiristor fecha e desliga a corrente que passa para a caldeira.

Deve-se observar que o tempo de desligamento não excede dez milissegundos, o que é duas vezes mais rápido que os circuitos de relés convencionais de projeto mecânico com corpo de medição e executivo.

Uma corrente fluirá através do LED HL1 e, com seu brilho, indicará que o tiristor está sendo acionado, levando ao desligamento do aquecimento da caldeira.

O LED HL2 informa sobre o fornecimento de tensão ao aquecedor em sua operação. Em um circuito de trabalho, um dos LEDs está aceso. Quando eles são extintos ou queimados simultaneamente, esse é um sinal claro de mau funcionamento. O circuito de limitação de energia deve estar desativado. Para isso, a caldeira é transferida para o trabalho da rede de corrente alternada sinusoidal para o modo normal com a chave SA1.

Uma característica desse desenvolvimento é que ele é projetado para alimentar apenas cargas resistivas, pois nele a tensão alternada da ponte de diodos é convertida em constante. Portanto, esse esquema de conexão da caldeira não pode ser usado para operar dispositivos com motores assíncronos e outros dispositivos que precisam de uma onda senoidal limpa.

Mesmo lâmpadas incandescentes reduzem parcialmente sua vida sob a influência das ondulações atuais. Normalmente, apenas uma chaleira elétrica, ferro ou lareira com elementos de aquecimento podem funcionar neste circuito.

Se o projeto da caldeira usa controladores de temperatura eletrônicos em vez de bimetálicos, então para a energia deles é necessário fornecer tensão correspondente ao modo de operação de fábrica.