Cómo conectar una caldera a una red eléctrica, diagramas de conexión de la caldera

Las condiciones de vida cómodas para una persona moderna proporcionan agua caliente. En condiciones urbanas, es abastecido centralmente por los servicios públicos. Los residentes de las zonas rurales, los residentes de verano, los propietarios de casas privadas a menudo tienen que lidiar con este problema por su cuenta.

Para ellos, la industria produce numerosos diseños de unidades de calentamiento de agua, que difieren en diseño, rendimiento y condiciones de operación. La mayoría de ellos tienen el nombre de "caldera".

Bajo este término, es habitual comprender una caldera con un refrigerante que se calienta dentro de la estructura o desde su lado externo.

Una caldera de tipo indirecto funciona debido a una fuente de calefacción ubicada fuera de su cuerpo cuando la temperatura se transfiere al portador de calor que circula a través de la bobina integrada en el interior. Dichos modelos requieren una combustión continua de combustible.

La caldera de acción directa utiliza una fuente de calor interna. Para fines domésticos, las estructuras eléctricas son ampliamente utilizadas, trabajando de acuerdo con uno de los principios:

• calentamiento resistivo por elementos calefactores;

• calentamiento por corrientes de inducción.

En ambos casos, la operación se controla y la caldera se conecta a la energía eléctrica de acuerdo con los mismos esquemas basados ​​en el flujo de corriente a través del elemento calefactor para calentarlo o apagarlo para enfriarlo.

Características del diseño de la caldera eléctrica.

Dentro de una caldera herméticamente sellada con un refrigerante: el agua que circula a lo largo de las líneas hidráulicas desde tuberías y radiadores ubicados en el interior, se monta un circuito eléctrico, que incluye:

• un calentador de agua, que a menudo sirve como un calentador resistivo ordinario;

• medidor de temperatura del refrigerante: un sensor de un diseño especial, cuyas lecturas son procesadas por un circuito lógico para suministrar voltaje al calentador o apagar su alimentación;

• dispositivo de conmutación en diseño bipolar o unipolar - interruptor térmico;

• fusible térmico protector;

• un circuito de indicación de calentamiento, que puede ser una bombilla incandescente ordinaria o un LED con una resistencia limitadora de corriente, conectado en paralelo con los contactos del calentador.

Los fabricantes de equipos eléctricos de medición y conmutación producen kits listos para usar que incorporan sensores de temperatura, dispositivos de conmutación y una unidad lógica que proporciona su conexión mutua para regular la temperatura del refrigerante.

Se llaman termostatos o termostatos. El sensor de temperatura está montado dentro del cuerpo de la caldera, y la unidad de control y los contactos de corriente de conmutación se encuentran en el exterior.

Los termostatos se pueden realizar en una base analógica o utilizar tecnología de microprocesador. Las construcciones de este último poseen:

• más opciones de ajuste;

• ajustes de configuración fáciles de usar;

• interfaz conveniente;

• tablero de información;

• Funciones operativas adicionales.

Un ejemplo es el controlador de temperatura electrónico TK-5 con un microcontrolador, una pantalla, dos sensores de temperatura montados en la entrada y salida del refrigerante en la caldera. Le permite tener en cuenta los cambios de temperatura dentro de 0 ÷ 120 grados con un error de 0.5 ° C, que es más que suficiente para fines domésticos.

Los contactos de potencia del termostato TK-5 son capaces de conmutar corrientes nominales de 6 amperios.Cuando el calentador crea una carga mayor, la conexión de la caldera a la red eléctrica requiere modernización: la inclusión de un arrancador magnético adicional, que repite la operación de los circuitos de salida del termostato con contactos de alta potencia.

En algunos modelos más antiguos de calderas, el cambio de voltaje al elemento calefactor puede realizarse mediante reguladores bimetálicos de diseño mecánico.

Diagrama de conexión de una caldera a través de una toma de corriente.

Los modelos industriales de pequeñas potencias de hasta 1,5 ÷ 2 kilovatios se crean, por regla general, para dicha conexión.

Con este método, la operación segura a largo plazo es proporcionada por:

• estado técnico de la caldera, que cambia durante el funcionamiento prolongado;

• la elección correcta del diseño de la salida de acuerdo con la potencia de carga;

• teniendo en cuenta el estado de los circuitos eléctricos a través de los cuales se suministra voltaje desde el panel del apartamento;

• El uso de dispositivos de protección para prevenir las consecuencias de accidentes accidentales en el circuito.

Características de conectar la caldera a la red eléctrica a través de una toma de corriente

Los contactos de alimentación del dispositivo de conmutación enchufable están diseñados para un determinado tipo de carga, por ejemplo, 6, 10 o 16 amperios. Su valor está indicado en el cuerpo. Si el zócalo tiene menos potencia, se produce un sobrecalentamiento y la destrucción de los contactos.

Por esta razón, la caldera no debe conectarse a una salida aleatoria que no coincida con su carga.

Otro requisito para la operación segura de dicho circuito es la necesidad de un interruptor automático en él, a través del cual es posible romper el circuito de suministro de energía del calentador bajo carga. Los contactos de la toma y el enchufe no están diseñados para extinguir el arco eléctrico que surge en este caso.

Estado del cableado

Los cables de la red doméstica que conectan la salida de la caldera con el blindaje del apartamento absorberán completamente la carga del calentador. No deben sobrecalentarse. Su material y grosor deben tenerse en cuenta correctamente, de lo contrario puede producirse un incendio.

Al enchufe con cableado de aluminio, el calentador no debe conectarse, como uno de cobre, más delgado que 2.5 mm cuadrados. Es mejor usar una sección de 4 o 6 cuadrados. Primero debe calcularse por disipación de calor y analizarse por métodos de instalación.

Dispositivos de protección

La caldera está diseñada para funcionar con las características nominales de la red eléctrica, teniendo en cuenta la ocurrencia de mal funcionamiento aleatorio en ella. Para evitar accidentes, protección contra:

• aumento de la presión en el tanque;

• descomposición del aislamiento eléctrico.

Si el fabricante del equipo no proporcionó tales protecciones en la estructura interna, entonces deben montarse en el panel del apartamento.

Operación de emergencia con sobrepresión dentro de la caldera

Un requisito previo para la seguridad es la presencia de un dispositivo que evite la ebullición del agua y la liberación de gases disueltos, ya que este proceso crea una mayor presión que puede romper la carcasa.

Una situación similar puede surgir:

• cuando los contactos de alimentación se pegan, cuando reciben un comando del sensor de temperatura a través de la unidad de control y no pueden interrumpir la corriente eléctrica a través del calentador;

• mal funcionamiento del sensor de temperatura, la unidad lógica o los circuitos de control de control.

Para evitar dicho accidente, se utiliza una segunda etapa de protección, configurada a una temperatura más alta que para el modo de operación. Su valor se elige cerca del punto de ebullición, y la desconexión la realiza otro contacto de respaldo.

Tal circuito abierto se llama fusible térmico. El uso de un sensor de temperatura separado para él o el uso de una estructura mecánica autónoma que funciona según los principios de las liberaciones bimetálicas aumentan la confiabilidad general del sistema.

Modo de emergencia con corrientes de fuga.

La carcasa metálica de la caldera puede estar bajo potencial de fase durante la ruptura del aislamiento del calentador o los cables de conexión a la carcasa.Tal situación es un requisito previo directo para una persona que recibe una lesión eléctrica. Puede ser reparado por un RCD integrado en el circuito eléctrico.

Los diseños industriales de calderas se pueden producir con o sin un dispositivo de corriente residual incorporado.

Para El correcto funcionamiento del RCD Es necesario asegurar una conexión confiable del cuerpo de la caldera al bus de tierra principal a través del conductor de protección PE.

Cortocircuito de circuitos internos.

Un disyuntor está diseñado para desconectar el circuito eléctrico del cortocircuito.

Esquema de conectar la caldera con un cable al panel del apartamento

Esta es la opción más común, ya que generalmente se eligen más de dos kilovatios de potencia de la caldera.

Aquí también debe seguir todas las recomendaciones para una conexión segura, como en el caso anterior. Se requerirá un cable separado a la caldera desde el blindaje del apartamento. Debe transmitir de manera confiable las corrientes de cargas de corriente.

La protección de este y de la caldera está organizada por un disyuntor y un RCD o un difavtomat.

Diagrama de conexión de la caldera teniendo en cuenta la limitación de la potencia asignada.

Cualquier cableado está diseñado y montado para cargas específicas. Son nombrados por el proveedor de electricidad. En un apartamento moderno, el propietario del espacio habitable tiene una gran cantidad de electrodomésticos. Pueden superar fácilmente el límite de potencia que se les asigna.

Usar el cableado doméstico de esta manera es peligroso: puede sobrecalentarse y crear un incendio.

Para evitarlo, debe apagar a los consumidores poderosos al crear cargas críticas. Dado que el calentador del calentador se enciende periódicamente para calentar el agua, cuya temperatura no disminuye rápidamente, su calentamiento generalmente se detiene, lo que garantiza el funcionamiento de otros electrodomésticos, como un refrigerador, una lavadora o un lavavajillas.

Para este propósito, se utiliza un dispositivo electrónico que tiene las funciones de:

• medir el consumo de energía actual de la red;

• comparar su valor con el valor del punto de ajuste para identificar el momento de sobrecarga crítica;

• desconectar consumidores seleccionados de acuerdo con un algoritmo preparado previamente;

• Renovación automática de energía para dispositivos fuera de servicio cuando se restauran las condiciones para su funcionamiento normal.

Desarrollo industrial

Como tal dispositivo, puede usar la fábrica limitador de potencia OM-110.

Evitará cortes de energía frecuentes por el disyuntor debido a sobrecargas, creará un modo normal de consumo de energía para todos los aparatos eléctricos conectados.

El limitador de potencia OM-110 está diseñado para trabajar con cargas de hasta:

• dos

• o veinte kilovatios.

Para la segunda opción de operación, el diagrama de conexión de cables se realiza de la siguiente manera.

Cuando se conecta para trabajar con cargas de hasta 20 kVA, uno de los cables de alimentación pasa a través de una carcasa en la que está montado un transformador de corriente incorporado, que es un cuerpo de medición sensible.

Diagrama de dispositivo de limitación de energía casero de bricolaje

Un diseño similar puede realizar cualquier radioaficionado. En él, los conductores de fase y cero van directamente del medidor eléctrico al departamento y se ramifican a la caldera. La fase se pasa a través del devanado primario del transformador de medición, se realiza una vuelta y media de un cable que puede soportar una carga de hasta 30 amperios.

Los contactos del interruptor manual SA1 con tiristor VS1, puente de diodos VD3 ÷ 6 y cables de conexión se seleccionan para el mismo valor. De esta forma, se crea una reserva de energía del circuito, asegurando su funcionamiento normal en diferentes situaciones.

El transformador de medición puede enrollarse en cualquier plancha. El devanado primario está hecho de un solo cable o varias cadenas paralelas, y el secundario está enrollado con un núcleo monolítico con un número de vueltas de aproximadamente mil quinientos.

Los devanados entre ellos y el circuito magnético están separados por juntas de cartón dieléctrico o de fibra de vidrio.

Después del devanado secundario, se conecta el diodo VD1, que recarga el condensador electrolítico C1 en modo pulsado. Esta cadena está configurada de modo que a una corriente a través del devanado primario de 30 A, se forma un voltaje de 45 voltios en el condensador.

Se alimenta a la unidad de control de la base del transistor VT1 a través de los limitadores de corriente, reguladores y resistencias de derivación R1, R2, R3 y un LED indicador HL1.

El potenciómetro R2 durante la puesta en marcha establece la corriente que causa el voltaje de ruptura del diodo Zener VD2 (teniendo en cuenta el LED). En este momento, el transistor VT1 se abre y el electrodo de control del tiristor de potencia VS1 se desvía al menos del circuito, del cual estaba separado previamente por la caída de voltaje a través de la resistencia de la resistencia R4. En este caso, el tiristor cierra y apaga la corriente que pasa a la caldera.

Cabe señalar que el tiempo de apagado no excede los diez milisegundos, que es dos veces más rápido que los circuitos de relé convencionales de diseño mecánico con un cuerpo ejecutivo y de medición.

Una corriente fluirá a través del LED HL1, y con su brillo indicará que el tiristor se está disparando, lo que provocará el apagado de la calefacción de la caldera.

El LED HL2 informa sobre el suministro de voltaje al calentador en su funcionamiento. En un circuito en funcionamiento, uno de los LED está encendido. Cuando se extinguen o se queman simultáneamente, esto es una señal clara de mal funcionamiento. El circuito de limitación de potencia debe estar desactivado. Para hacer esto, la caldera se transfiere al trabajo desde la red de corriente alterna sinusoidal al modo normal con el interruptor SA1.

Una característica de este desarrollo es que está diseñado para alimentar solo cargas resistivas, ya que en él el voltaje alterno del puente de diodos se convierte en constante. Por lo tanto, dicho esquema de conexión de caldera no se puede utilizar para operar dispositivos con motores asíncronos y otros dispositivos que necesitan una onda sinusoidal limpia.

Incluso las bombillas incandescentes reducen parcialmente su vida bajo la influencia de las ondas actuales. Normalmente, solo un hervidor eléctrico, una plancha o una chimenea con elementos calefactores pueden funcionar en este circuito.

Si el diseño de la caldera utiliza controladores de temperatura electrónicos en lugar de bimetálicos, entonces para suministrarlos es necesario suministrar el voltaje correspondiente al modo de funcionamiento de fábrica.