Com connectar una caldera a una xarxa elèctrica, els esquemes de connexió de la caldera

Unes condicions de vida còmodes per a una persona moderna proporcionen aigua calenta. En condicions urbanes, es subministra centralment per serveis. Els residents de les zones rurals, els residents d’estiu, els propietaris de cases privades han de tractar sovint aquest tema per si mateixos.

Per a ells, la indústria produeix nombrosos dissenys d’unitats de calefacció d’aigua, que difereixen en el disseny, el rendiment i les condicions de funcionament. La majoria tenen el nom de "caldera".

Sota aquest terme, és habitual entendre una caldera amb un refrigerant que s’escalfa dins de l’estructura o des del seu costat extern.

Una caldera de tipus indirecte funciona a causa d’una font de calefacció situada fora del seu cos quan la temperatura es transfereix al transportador de calor que circula per la bobina incorporada a l’interior. Aquests models requereixen combustió contínua de combustible.

La caldera d’acció directa utilitza una font de calor interna. Per a usos domèstics, les estructures elèctriques s’utilitzen àmpliament, funcionant seguint un dels principis:

• escalfament resistent mitjançant elements de calefacció;

• escalfament per corrents d’inducció.

En ambdós casos, el funcionament es controla i la caldera es connecta a l’energia elèctrica segons els mateixos esquemes en funció del flux de corrent a través de l’element calefactor per escalfar-la o apagar-la per refrigerar-la.

Característiques del disseny de la caldera elèctrica

Dins d’una caldera hermètica amb aigua refrigerant que circula per les línies hidràuliques procedents de canonades i radiadors situats a l’interior, hi ha un circuit elèctric que inclou:

• un escalfador d'aigua, que sovint serveix com a escalfador resistent ordinari;

• Mesurador de temperatura del refrigerant: un sensor d’un disseny especial, les lectures del qual són processades per un circuit lògic per subministrar tensió al calefactor o apagar la seva potència;

• dispositiu de commutació en disseny bipolar o unipolar - interruptor tèrmic;

• fusible tèrmic de protecció;

• un circuit d’indicació de calefacció, que pot ser una bombeta incandescent ordinària o un LED amb resistència de límit de corrent, connectat paral·lelament als contactes de l’escalfador.

Els fabricants d’equips elèctrics de mesura i commutació elaboren kits preparats que incorporen sensors de temperatura, dispositius de commutació i una unitat lògica que proporciona la seva connexió mútua per a regular la temperatura del refrigerant.

Es diuen termòstats o termòstats. El sensor de temperatura es munta a l’interior del cos de la caldera i la unitat de control i els contactes de corrent es troben a l’exterior.

Els termòstats es poden realitzar sobre una base analògica o utilitzar la tecnologia de microprocessador. Les construccions d’aquestes últimes tenen:

• més opcions d’ajust;

• configuració de configuració fàcil d’utilitzar;

• interfície convenient;

• tauler d'informació;

• funcions operacionals addicionals.

Un exemple és el controlador electrònic de temperatura TK-5 amb un microcontrolador, un display, dos sensors de temperatura muntats a l’entrada i sortida del refrigerant a la caldera. Permet tenir en compte els canvis de temperatura entre 0 i 120 graus amb un error de 0,5 ° C, cosa que és més que suficient per a usos domèstics.

Els contactes de potència del termòstat TK-5 són capaços de canviar corrents nominals de 6 amperes.Quan el calefactor crea una major càrrega, la connexió de la caldera a la xarxa elèctrica requereix una modernització: la inclusió d’un arrencador magnètic addicional, repetint el funcionament dels circuits de sortida del termòstat amb contactes d’alta potència.

En alguns models més antics de calderes, la commutació de tensió a l’element de calefacció es pot realitzar mitjançant reguladors bimetàlics d’un disseny mecànic.

Esquema de connexió d'una caldera mitjançant una presa elèctrica

Per a aquesta connexió es creen models industrials de petites potències de fins a 1,5 ÷ 2 quilowatts.

Amb aquest mètode, el funcionament segur a llarg termini és proporcionat per:

• estat tècnic de la caldera, que canvia durant un funcionament prolongat;

• l’elecció correcta del disseny de la presa de llum en termes de potència de càrrega

• tenint en compte l’estat dels circuits elèctrics a través dels quals s’ofereix la tensió des del taulell d’apartaments

• l’ús d’aparells de protecció per evitar les conseqüències d’accidents accidentals al circuit.

Característiques de la connexió de la caldera a la xarxa elèctrica mitjançant una presa de corrent

Els contactes d’alimentació del dispositiu de commutació de plug-in estan dissenyats per a un determinat tipus de càrrega, per exemple, 6, 10 o 16 amperis. El seu valor està indicat al cos. Si la presa és de menor potència, es produeix un sobreescalfament i destrucció de contactes.

Per aquest motiu, la caldera no s’ha de connectar a una presa d’atzar que no coincideixi amb la seva càrrega.

Un altre requisit per al funcionament segur d’un circuit d’aquest tipus és la necessitat d’un interruptor de circuit en el qual es pugui trencar el circuit d’alimentació de l’escalfador sota càrrega. Els socs i els contactes d’endolls no estan dissenyats per extingir l’arc elèctric sorgit en aquest cas.

Estat del cablejat

Els cables de la xarxa domèstica que connecta la sortida de la caldera amb el blindatge de l’apartament absorbeixen plenament la càrrega del calefactor. No s’han de sobreescalfar. Cal tenir en compte correctament el seu material i el seu gruix, en cas contrari, es pot produir un incendi.

A la presa amb cablejat d’alumini, no s’ha de connectar l’escalfador, com un de coure, més gruixut de 2,5 mm quadrats. És millor utilitzar una secció de 4 o 6 quadrats. En primer lloc, s'ha de calcular mitjançant la dissipació de la calor i analitzar-la mitjançant mètodes d'instal·lació.

Dispositius de protecció

La caldera està dissenyada per funcionar a les característiques puntuals de la xarxa elèctrica, tenint en compte que hi ha fallades aleatòries a la mateixa. Per prevenir accidents, protecció contra:

• augment de la pressió al dipòsit;

• avaria de l'aïllament elèctric.

Si el fabricant dels equips no va proporcionar aquestes proteccions en l'estructura interna, s'han de muntar al tauler de l'apartament.

Funcionament d’emergència amb sobrepressió dins de la caldera

Un requisit previ per a la seguretat és la presència d’un dispositiu que impedeixi bullir l’aigua i l’alliberament de gasos dissolts d’aquesta, perquè aquest procés crea una pressió més gran que pot trencar el cas.

Es pot presentar una situació similar:

• quan els contactes d’alimentació s’enganxen, quan van rebre un comandament del sensor de temperatura a través de la unitat de control i no són capaços de trencar el corrent elèctric a través del calefactor;

• malfuncions del sensor de temperatura, de la unitat lògica o dels circuits de control de control.

Per evitar un accident, s’utilitza una segona etapa de protecció, configurada per a una configuració de temperatura superior a la del mode de funcionament. El seu valor es tria prop del punt d’ebullició i la desconnexió la realitza un altre contacte de còpia de seguretat.

Un circuit obert es diu fusible tèrmic. L'ús d'un sensor de temperatura per a ell o l'ús d'una estructura mecànica autònoma que funcioni sobre els principis dels llançaments bimetàlics augmenta la fiabilitat general del sistema.

Mode d’emergència amb corrents de fuga

La carcassa metàl·lica de la caldera pot estar en fase fase durant la fallada de l’aïllament del calefactor o els cables de connexió a la carcassa.Aquesta situació és un requisit previ directe per a una persona que patís ferides elèctriques. Es pot arreglar mitjançant un RCD incorporat al circuit elèctric.

Es poden produir dissenys industrials de calderes amb o sense un dispositiu de corrent residual integrat.

Per el funcionament correcte del RCD cal garantir una connexió fiable del cos de la caldera amb el bus de terra principal a través del conductor de protecció PE.

Curtcircuit de circuits interns

Un interruptor de circuit està dissenyat per desconnectar el circuit elèctric del curtcircuit.

Esquema de connexió de la caldera amb un cable al panell de l'apartament

Aquesta és l'opció més habitual, ja que normalment es tria més de dos quilowatts de potència de la caldera.

Aquí també heu de seguir totes les recomanacions per a una connexió segura, com en el cas anterior. Es necessitarà un cable independent a la caldera de la protecció de l’apartament. Ha de transmetre de forma fiable corrents de càrregues actuals.

La protecció d’aquest i de la caldera està organitzada per un interruptor de circuit i un RCD o un difavtomat.

Diagrama de connexió de la caldera tenint en compte la limitació de la potència assignada

Qualsevol cablejat està dissenyat i muntat per a càrregues específiques. Són designats pel proveïdor d’electricitat. En un apartament modern, el propietari de l'espai habitable disposa d'un gran nombre d'aparells elèctrics. Poden superar fàcilment el límit de potència que s’assigna per a ells.

Utilitzar així el cablejat domèstic és perillós: pot sobreescalfar i crear un incendi.

Per evitar-ho, cal que apagueu consumidors potents quan creeu càrregues crítiques. Atès que el calefactor del calentador s’encén periòdicament per escalfar l’aigua, la temperatura de la qual no disminueix ràpidament, la seva calefacció s’acostuma a assegurar el funcionament d’altres dispositius, com ara un refrigerador, una rentadora o un rentaplats.

Per a aquest propòsit, s'utilitza un dispositiu electrònic que té les funcions de:

• mesurar el consum d’energia actual de la xarxa;

• comparació del seu valor amb el valor del punt definit per identificar el moment de sobrecàrrega crítica;

• desconnectar els consumidors seleccionats segons un algorisme prèviament preparat;

• renovació automàtica de la potència per a dispositius desactivats en restaurar les condicions per al seu funcionament normal.

Desenvolupament industrial

Com a dispositiu, podeu utilitzar la fàbrica limitador de potència OM-110.

Evitarà que les freqüents interrupcions de l’interruptor automàtic es produeixin sobrecàrregues, i crearà un mode normal de consum d’energia per a tots els aparells elèctrics connectats.

El limitador de potència OM-110 està dissenyat per treballar amb càrregues de fins a:

• dos;

• o vint quilowatts.

Per a la segona opció de funcionament, el diagrama de connexió de fil es realitza de la manera següent.

Quan es connecta per treballar amb càrregues de fins a 20 kVA, un dels cables d’alimentació es passa per una carcassa en la qual es munta un transformador de corrent integrat, que és un cos de mesura sensible.

Diagrama de dispositius de limitació de potència casolana

Un disseny similar és capaç de realitzar qualsevol ràdio amateur. En ell, els conductors de fase i zero passen directament des del comptador elèctric fins a l'apartament i la branca fins a la caldera. La fase passa per l’enrotllament primari del transformador de mesura, realitzat una volta i mitja d’un filferro que pot suportar una càrrega de fins a 30 amperes.

Els contactes del commutador manual SA1 amb tiristor VS1, pont de díode VD3 ÷ 6 i cables de connexió estan seleccionats per al mateix valor. D’aquesta manera, es crea una reserva d’energia del circuit, assegurant el seu funcionament normal en diferents situacions.

El transformador de mesura es pot enrotllar sobre qualsevol planxa. El bobinat primari es fa d’un fil sòlid o de diverses cadenes paral·leles, i el secundari s’enrotlla amb un nucli monolític amb el nombre de voltes d’aproximadament mil i mig.

Els enrotllaments entre ells i el circuit magnètic estan separats per juntes dielèctriques de cartró o de fibra de vidre.

Després del bobinat secundari, es connecta el díode VD1, que recarrega el condensador electrolític C1 en mode polsat. Aquesta cadena està configurada de manera que a un corrent mitjançant el bobinament primari de 30A, es formi una tensió de 45 volts al condensador.

S’alimenta a la unitat de control de la base del transistor VT1 mitjançant les resistències de limitació de corrent, reguladora i d’exhauriment R1, R2, R3 i un indicador LED HL1.

El potenciòmetre R2 durant la posada en funcionament estableix el corrent que causa la tensió d’avaria del díode Zener VD2 (tenint en compte el LED). En aquest moment, el transistor VT1 s’obre i l’elèctrode de control del tiristor de potència VS1 s’extreu cap al menys del circuit, del qual abans estava separat per la caiguda de tensió a través de la resistència de la resistència R4. En aquest cas, el tiristor es tanca i apaga el corrent que passa a la caldera.

Cal destacar que el temps d’aturada no supera els deu mil·lisegons, que és dues vegades més ràpid que els circuits de relé convencionals d’un disseny mecànic amb un cos de mesura i executiu.

Un corrent fluirà pel LED HL1 i, amb la seva brillantor, indicarà que el tiristor s’activa, provocant l’apagada de la calefacció de la caldera.

El LED HL2 informa sobre el subministrament de tensió al calefactor en el seu funcionament. En un circuit de treball, un dels LED està encès. Quan s’extingeixen o es cremen simultàniament, aquest és un senyal clar de mal funcionament. El circuit de limitació de potència ha d'estar desactivat. Per fer-ho, la caldera es trasllada al treball des de la xarxa de corrent altern sinusoïdal al mode normal amb l’interruptor SA1.

Una característica d’aquest desenvolupament és que està dissenyada per alimentar només càrregues resistives, ja que en ella la tensió alterna del pont del díode es converteix en constant. Per tant, un esquema de connexió de caldera no es pot utilitzar per fer funcionar dispositius amb motors asíncrons i altres dispositius que necessitin una ona sinusoïdal neta.

Fins i tot les bombetes incandescents redueixen parcialment la seva vida sota la influència de les ondulacions actuals. Normalment, només funciona un bullidor elèctric, planxa o llar de foc amb elements de calefacció en aquest circuit.

Si el disseny de la caldera utilitza controladors electrònics en lloc de bimetàlics, per subministrar-los, cal subministrar la tensió corresponent al mode de funcionament de fàbrica.