Hoje vamos considerar mais objetivamente um dos tipos mais criticados de equipamento de aquecimento. As caldeiras a eletrodo realmente apresentam excelente eficiência na produção de energia térmica, quais são suas principais desvantagens e vantagens – descubra em nossa análise.
O princípio de operação de caldeiras de eletrodo
Ao descrever as vantagens das caldeiras a eletrodo, o principal destaque é a ausência de intermediários na transferência de energia da rede elétrica para o refrigerante. O principal argumento em que aposta a estratégia de marketing para promoção de esquentadores a eletrodo é o aquecimento direto do líquido sob a influência de uma corrente elétrica, o que ocorre devido à sua alta resistividade..
Ao utilizar este tipo de equipamento, elimina-se a influência na transferência de calor da crosta de incrustações formadas na superfície dos elementos de aquecimento tubulares tradicionais. A baixa inércia do sistema também é considerada uma vantagem óbvia: o refrigerante começa a aquecer imediatamente após a tensão ser aplicada aos eletrodos, enquanto ao usar aquecedores resistivos leva algum tempo para aquecer a própria bobina e seu isolamento dielétrico.
Dispositivo eletrodo caldeira: 1 – terminais de conexão à rede; 2 – selante e isolamento dos eletrodos; 3 – fornecimento do transportador de calor resfriado; 4 – bloco de eletrodos; 5 – refrigerante; 6 – tambor da caldeira; 7 – camada isolante; 8 – saída do refrigerante aquecido
No entanto, nem tudo é tão otimista. Em primeiro lugar, é duvidoso que todo o refrigerante esteja sob a influência de uma diferença de potencial perigosamente alta. Em particular, com uma quebra de zero, todas as partes de metal do sistema de aquecimento se tornam fatais para os humanos, e falhas também são possíveis se o neutro não estiver devidamente aterrado..
Vale ressaltar que nem todos os fluidos possuem resistividade alta o suficiente para converter toda a potência aplicada para gerar eletricidade. Uma certa parte da carga atual não encontra resistência e, portanto, flui livremente para o solo. Nesse contexto, as afirmações de que caldeiras a eletrodo têm eficiência superior a 100% evocam um sorriso condescendente de quem conhece bem a parte técnica do assunto..
Requisitos para o refrigerante
Além das perdas naturais ao aquecer um líquido, as caldeiras de eletrodo têm outra propriedade desagradável. No processo de passagem de uma corrente elétrica pela água, observa-se o fenômeno da eletrólise – a separação da molécula H2Sobre componentes gasosos. Isso, entre outras coisas, reduz ainda mais a eficiência energética da caldeira, porque, neste caso, a eletricidade é consumida não para aquecimento, mas para eletrólise. No entanto, a conseqüência mais óbvia desse efeito é a formação de travas de gás em tubos e radiadores..
Por estas razões, o meio de aquecimento para sistemas de aquecimento em caldeiras de eletrodo deve ser selecionado com o maior cuidado. Para reduzir a condutividade do refrigerante (aumentar a resistividade), o conteúdo de íons dissolvidos no líquido usado deve ser normalizado. A água destilada é utilizada principalmente, à qual o eletrólito é misturado na proporção recomendada pelo fabricante, novamente, a produção da fábrica.
A situação é mais complicada se um líquido anticongelante tiver que ser usado como transportador de calor. Neste caso, o sistema deve ser enchido com um anticongelante especial que não pode ser diluído em água. Com um deslocamento significativo, reabastecer o sistema pode custar um bom dinheiro, mas isso não leva em conta a questão da durabilidade do refrigerante. Na presença de peças de metal no sistema, a concentração de íons no líquido aumenta com o tempo, enquanto métodos eficazes para regenerar o refrigerante para caldeiras de eletrodo ainda não foram inventados. Mas, periodicamente, pelo menos parte do refrigerante terá que ser drenado, porque cada caldeira requer a limpeza dos eletrodos da placa, e o próprio sistema precisa ser enxaguado.
Consequências da eletrólise e ação de corrente contínua
A divisão da água em oxigênio e hidrogênio leva à formação de eclusas de ar que impedem a circulação normal do líquido. No entanto, este está longe de ser o principal efeito negativo. Em particular, durante a experiência operacional real, foram encontradas manifestações de corrosão eletroquímica de radiadores de alumínio..
Na presença de baterias de ferro fundido no sistema de aquecimento, as qualidades iniciais do refrigerante diminuem, principalmente devido à lavagem das impurezas dos poros abertos das seções fundidas. Por causa disso, aqueles que desejam usar caldeiras a eletrodo em tais condições não têm escolha a não ser substituir os radiadores ou lavar completamente todo o sistema..
O próprio fato de o refrigerante do sistema ser energizado obriga todos os elementos metálicos do sistema a serem aterrados cuidadosamente. Se uma braçadeira com uma resistência suficientemente baixa ainda pode ser aplicada a um tubo de aço, então o aterramento de alta qualidade de um radiador de ferro fundido conectado por um sistema de tubos de plástico parece ser uma tarefa muito difícil. Até agora, podemos concluir que qualquer sistema de aquecimento no qual uma caldeira a eletrodo é usada requer uma abordagem estritamente individual..
Mitos sobre eficiência excepcional
Ao estudar os materiais publicitários de caldeiras a eletrodos, tem-se a impressão de que os consumidores são considerados surdos-ignorantes. Caldeiras supostamente “iônicas” extraem calor literalmente do nada, liberando energia térmica na quantidade de 120-150% da energia elétrica aplicada. Ao mesmo tempo, as leis da física e, em particular, a engenharia térmica são ignoradas de todas as maneiras possíveis..
Afirmações de que a caldeira a eletrodo é capaz de aumentar miticamente a energia colocada nela são absolutamente infundadas. Felizmente, hoje essa tendência nas campanhas publicitárias começou a diminuir, mas seu desenvolvimento inicial pode ser atribuído à disseminação ativa de equipamentos térmicos operando à custa de bombas de calor com coeficiente COP positivo..
Mesmo afirma que 100% da eletricidade é convertida em calor é um engano total. Perdas durante a formação ainda não podem ser evitadas, mesmo quando o refrigerante é aquecido devido à sua própria resistência elétrica, porque pelo menos 2-3% será gasto no aquecimento da fiação de alimentação, a mesma quantidade será drenada para o sistema de aterramento devido a uma diminuição na energia dos portadores de carga devido à pureza química insuficiente líquido no sistema ou devido à formação de placa nos eletrodos. Conclusão: as caldeiras a eletrodo são capazes de demonstrar um coeficiente de conversão próximo a 100% somente em condições de estande de demonstração, que, como você sabe, estão longe da realidade.
Viabilidade de uso
Apesar de todas as suas deficiências, as caldeiras a eletrodo não só têm direito à vida, como ocupam o seu próprio nicho, onde resolvem uma determinada gama de tarefas. Basicamente, seu uso se reduz ao aquecimento de pequenas áreas, onde o funcionamento cíclico é especialmente importante. Devido à baixa inércia, os sistemas de aquecimento em caldeiras de eletrodo são imediatamente colocados em operação, o que significa que o aquecimento pode ser realizado em um período de tempo estritamente definido.
Além disso, não se pode deixar de mencionar as pequenas dimensões das caldeiras de eletrodo. Eles representam, na verdade, um pequeno frasco que pode ser facilmente integrado em um nicho técnico compacto. Se você precisa aquecer um espaço pequeno e não há como equipar uma sala de caldeira separada, este tipo de caldeira será útil.
No entanto, deve-se lembrar que essa classe de equipamento funciona melhor em sistemas do tipo fechado com um pequeno deslocamento. As caldeiras de eletrodo podem ser usadas em combinação com sistemas de piso radiante e quando aquecidas com radiadores. No entanto, repetimos, você deve preparar adequadamente o refrigerante e usar circuitos de controle térmico eletrônico avançado..
Esquema de ligação do eletrodo da caldeira: 1 – válvula esfera; 2 – filtro; 3 – bomba de circulação; 4 – válvula de drenagem; 5 – caldeira eletrodo; 6 – grupo de segurança; 7 – tanque de expansão; 8 – radiadores de aquecimento; 9 – válvula de três vias com servo acionamento; 10 – bomba de circulação; 11 – contorno de aquecimento de piso; 12 – unidade de controle do piso radiante; 13 – unidade de controle da caldeira com eletrodo; 14 – termostato digital; 15 – contator; 16 – proteção automática
Manutenção do sistema de aquecimento em caldeiras de eletrodo
Durante a operação, as caldeiras de eletrodo não causam nenhum problema particular. Eles são compactos, silenciosos e requerem um mínimo de dispositivos de proteção na tubulação elétrica e hidráulica. No entanto, a revisão e manutenção periódicas desses equipamentos ainda terão que ser realizadas..
Os eletrodos da caldeira geralmente requerem atenção. As afirmações sobre a ausência de formação de incrustações não são infundadas, mas, como resultado da eletrólise, pelo menos um dos eletrodos forma uma crosta dura de placa insolúvel. Deve ser limpo mecanicamente pelo menos uma vez por ano. Além disso, a densidade e a composição química do refrigerante devem ser monitoradas: para sistemas diferentes, os métodos para determinar sua adequação podem ser diferentes.
Não se esqueça da segurança elétrica. O aterramento do sistema de aquecimento deve ser de alta qualidade, pelo menos uma vez a cada dois anos é necessário verificar os parâmetros de funcionamento do circuito dos principais condutores de aterramento e a resistência dos elementos de conexão externos. Sem a devida atenção neste assunto, as caldeiras de eletrodo se transformam em dispositivos potencialmente fatais..
Caldeira de eletrodo para aquecimento de uma casa privada
A Caldeira de Eletrodo é a solução ideal para aquecer a sua casa privada. Este dispositivo possui vantagens distintas como um forte isolamento térmico, elevado rendimento energético, alto grau de segurança, simplicidade de instalação e manutenção, baixos custos de aquisição e operação. O aquecimento por eletrodo torna-se a alternativa importante para amenizar o aumento das tarifas energéticas, pois com ele, obtém-se um grande economia de energia.
Sistemas de engenharia
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Qual é a eficiência energética dessa caldeira de eletrodo em comparação com outros sistemas de aquecimento para casas privadas?