Termostato para elementos de aquecimento: tipos e princípio de operação. Elemento de aquecimento com termostato para aquecimento de água Elemento de aquecimento de imersão - elemento de aquecimento

Para a transformação efetiva da corrente elétrica em energia térmica, é utilizado um elemento de aquecimento.

O aquecedor elétrico tubular é usado em caldeiras elétricas modernas, fogões, chaleiras elétricas e outros dispositivos que fornecem aquecimento elétrico.

O calor é liberado devido ao aquecimento dentro deste dispositivo de um filamento de nicromo, que corre exatamente ao longo do centro do tubo e é isolado de forma confiável de sua superfície por uma camada de dielétrico. Como camada isolante, geralmente são usadas cerâmicas, que transferem bem o calor, sem passar corrente elétrica para a superfície externa do elemento de aquecimento.

Vantagens e desvantagens

Entre as poucas deficiências desses dispositivos, apenas uma pode destacar: uma vida útil não muito longa e a impossibilidade de reparo quando o elemento de aquecimento queima.

Existem muitas outras características positivas:

1. Alta eficiência.
2. Confiabilidade.
3. Segurança elétrica.
4. Possibilidade de equipar.

Variedades

Os elementos de aquecimento vêm em várias formas, capacidades e ambientes de aquecimento.

As variedades mais populares:

Tubular

Este design é mais amplamente utilizado em aquecedores de água. O custo de tais elementos é bastante elevado devido ao aço inoxidável e ao nicromo utilizados em sua produção.

Esses dispositivos, com fabricação de alta qualidade, podem durar mais de 10.000 horas.

barbatanas

O elemento de aquecimento em seu design difere pouco do tubular. A única diferença são as aletas de aço inoxidável que são perpendiculares ao dispositivo de aquecimento principal. Este design permite aumentar a potência do elemento de aquecimento devido à maior área da superfície aquecida.

Um bloco de aquecedores elétricos que são usados ​​em instalações de alta potência, como caldeiras elétricas.

O uso de tais elementos de aquecimento permite não ter medo de uma falha completa do dispositivo de aquecimento. No caso de queima de um elemento de aquecimento, a caldeira perde apenas um pouco de energia e continua a funcionar neste estado até que seja possível substituir o elemento de aquecimento defeituoso sem o risco de descongelar o sistema de aquecimento.

Cartucho

Esse elemento de aquecimento é conveniente, pois permite substituir um dispositivo danificado mesmo em um aquecedor de água cheio de líquido em questão de minutos sem despressurizar o tanque. Como um cartucho, esse elemento é inserido em uma carcaça metálica, que, por sua vez, já está em contato com o meio aquecido.

O custo de tais dispositivos é um pouco maior devido ao processamento mais preciso da superfície aquecida.

Aquecedores deste projeto são usados ​​principalmente para aquecer líquidos.
O termostato permite não apenas definir a temperatura necessária, mas também definir o aquecimento máximo, não permitindo que o líquido ferva, eliminando a possibilidade de explosão desse aquecedor.

Uma questão de escolha

Elementos de aquecimento eternos não existem hoje. Quando aquecido, o metal gradualmente se torna mais fino nas curvas e, mais cedo ou mais tarde, o filamento se quebra. A falha prematura do elemento de aquecimento pode estar associada ao superaquecimento, especialmente os elementos de aquecimento de água quente que são ligados durante a falta de água no aquecedor de água queimam dessa maneira.

A escolha correta do dispositivo de aquecimento permitirá que o dispositivo funcione por muitos anos sem substituir o elemento de aquecimento.

Um preço alto nem sempre é um critério para a escolha certa, existem vários casos em que os elementos de aquecimento caros de uma empresa conhecida funcionaram por não mais que 6 meses.

Regras de seleção:

1. É necessário verificar se o vendedor possui documentos para as mercadorias que estão sendo vendidas. A garantia que o fabricante dá para o elemento de aquecimento também é um sinal indireto de produtos de alta qualidade. Quanto maior o período de garantia, mais confiável é o produto adquirido.
2. A escolha correta dos elementos de aquecimento não pode ser feita sem a seleção do elemento de aquecimento por potência necessário para aquecer o líquido. Se o elemento de aquecimento for menos potente do que o necessário, a água não aquecerá até a temperatura para a qual o aquecedor de água foi projetado. No caso de o elemento consumir uma grande energia elétrica, é possível um estresse excessivo na fiação. Portanto, ao substituir este elemento, é necessário selecionar um elemento de aquecimento apenas com a potência para a qual este aquecedor de água foi projetado.
3. Ao escolher, é necessário escolher dispositivos modernos para desconectar o fornecimento de corrente elétrica. O mais avançado nesse sentido são os termostatos, nos quais a eletrônica é usada para ajustar a temperatura de aquecimento. Dispositivos em que o elemento de trabalho são elementos de calor sólido que se expandem quando aquecidos estão desatualizados e têm uma vida útil limitada.
4. A escolha correta só é possível se o dispositivo caber livremente no tanque, caso contrário, a instalação de tal aquecedor falhará.
5. Atenção especial deve ser dada à escolha do elemento de aquecimento, que será instalado diretamente na bateria de aquecimento. Nesse caso, além do tamanho, um critério importante para a escolha de um elemento é o número da rosca na qual esse dispositivo será instalado.
6. Se você precisar substituir um elemento de aquecimento queimado, então, ao ir à loja para um novo elemento, você deve levar o queimado com você e pegar exatamente o mesmo em tamanho e marcação.

Instalação e substituição

Para o trabalho de instalação, você precisará das seguintes ferramentas:

• chave de fenda cruzada e com fenda;
• alicate;
• chaves;

Se o elemento de aquecimento estiver sendo substituído, antes de instalar um novo elemento, é realizada a desmontagem do elemento de aquecimento com falha.

Antes de proceder a esta operação é necessário desenergizar o termoacumulador retirando a ficha ou desligando as máquinas no quadro eléctrico central se a caldeira estiver ligada directamente.

A instalação é realizada na seguinte sequência:

1. Lave bem o tanque da escama formada e limpe-a com um pano.
2. O novo elemento de aquecimento é instalado desta forma para que a junta de borracha fique uniformemente fixada na superfície das peças a serem unidas. Todas as conexões roscadas devem ser apertadas com o torque necessário. Quando o elemento de aquecimento é instalado, os fios elétricos são conectados a ele.
3. Em seguida, a tampa inferior é instalada e a caldeira é preenchida com água. Se não houver vazamentos, você poderá ligar o aquecedor de água na rede elétrica.

Se for necessário instalar um elemento de aquecimento em uma bateria de aquecimento, um plugue é desaparafusado na parte inferior do aquecedor e um elemento de aquecimento é instalado em seu lugar. Em seguida, o sistema é preenchido com líquido e o aquecedor é conectado a uma rede variável de 220 V.

Preço

Elemento de aquecimento de bloco com termostato tipo "Ariston" (I)

Este dispositivo possui um termostato embutido, que permite ajustar a operação do dispositivo para aquecer o líquido na faixa de +20 a 80 graus. A superfície de trabalho deste dispositivo consiste em cobre, o que contribui para a transferência de calor mais eficiente.

Preço - 1000 rublos.

Este dispositivo pode ser usado tanto em aquecedores de água fabricados na fábrica quanto em aquecedores de água fabricados pelo próprio. No corpo do elemento de aquecimento há um orifício para a instalação de um termostato, adquirido separadamente.

O custo é de 1200 rublos.

Aço inoxidável TENB-9 220/380V

Bloco de aquecedores para uma caldeira de água. Em um flange deste dispositivo são fixados 3 elementos com uma potência total de 9 kW. Os elementos de aquecimento são isolados de forma confiável um do outro, o que permite ajustar a potência de aquecimento do líquido. O elemento de aquecimento é feito de aço inoxidável, que protege o elemento de aquecimento da corrosão e permite que o equipamento funcione sem problemas por até 5 anos.

Preço - 1300 rublos.

1. Não tente consertar um elemento de aquecimento queimado - este é um exercício inútil. Se o elemento de aquecimento falhar, ele deve ser substituído por um dispositivo semelhante.
2. O elemento de aquecimento de água deve ser imerso em líquido durante a operação. Caso contrário, o dispositivo falhará muito rapidamente devido ao superaquecimento.

O aquecedor de água elétrico de armazenamento é composto pelos seguintes elementos:

• tanque ou corpo;
• isolamento térmico em poliuretano;
• tanque interno - um recipiente em contato com a água, coberto com porcelana de vidro, esmalte ou aço inoxidável;
• ânodo de magnésio para proteção contra corrosão;
• elementos de aquecimento (TEN);
• termostato para controle de temperatura;
• válvula de segurança para aliviar o excesso de pressão no tanque.

O termostato, como o elemento de aquecimento, é um componente importante dos aquecedores elétricos de água. O elemento de aquecimento aquece a água e o termostato é responsável por manter, ajustar e aquecer a água até a temperatura necessária. Além disso, ele também é responsável pela segurança do aparelho, pois desliga o elemento de aquecimento quando a temperatura da água se torna crítica e o vapor começa a se formar.

Tipos de termostatos (termostatos) e o princípio de operação

Normalmente, os seguintes tipos de termostatos são usados ​​em aquecedores de água:

• haste (bimetálica);
• capilar;
• eletrônico.

tipo de haste Funciona com base no princípio da diferença nos coeficientes de expansão térmica de dois metais.

O princípio de funcionamento do termostato capilar é pneumático. A pressão dentro do frasco com gás, que contém o termostato, varia de acordo com a temperatura. A mudança de pressão é transmitida aos contatos elétricos através do relé pneumático através do capilar.

Um termostato eletrônico de segurança e controle é um termostato mais caro para um aquecedor de água. A temperatura da água na caldeira é inversamente proporcional à resistência do sensor eletrônico. É por este princípio que a temperatura do aquecedor de água é controlada e ajustada.

Resumidamente, o princípio de funcionamento de qualquer termostato pode ser formulado da seguinte forma:

1. O nível de temperatura necessário está definido (alavanca, botão, interruptor).
2. O termostato mede a temperatura da água e liga o aquecimento (aquecedor), se necessário.
3. Após atingir a temperatura desejada, o termostato interrompe o circuito e desliga o elemento de aquecimento.
4. Assim que a água arrefece, o termóstato do termoacumulador volta a funcionar, o circuito fecha-se e a água é aquecida.

Elemento de aquecimento de imersão - elemento de aquecimento

Tais elementos são um tubo fino de cobre ou aço com um fio metálico de alta resistência e óxido de magnésio no interior para isolamento elétrico. Está montado na mesma flange que o termóstato do termoacumulador e o ânodo (magnésio). Elementos do tipo imersão de forma confiável protegido contra a entrada de água, e sua temperatura de operação atinge 300-400 graus. Existem elementos de aquecimento em forma, potência, tamanho. Os elementos estão ligados a uma ou três fases.

Vantagens dos elementos submersíveis:

• combinação ideal de preço e qualidade;
• alta eficiência e confiabilidade.

O design do elemento é semelhante ao tipo submersível, com a única diferença de que o corpo de tal elemento de aquecimento é feito de tubos cerâmicos refratários. Montado elementos de aquecimento de cerâmica em uma caixa esmaltada com termostato e ânodo.

As vantagens de tais elementos:

• substituição rápida e conveniente de elementos em caso de avaria, que não requer drenagem de água;
• o revestimento esmaltado do corpo protege completamente contra a corrosão;
• resistência à formação de incrustações, pois a grande área dos elementos não permite superaquecimento.

Uma das partes mais importantes para um aquecedor de água é o termostato. É o termostato do aquecedor de água que mantém a temperatura constante da água, protege contra superaquecimento e, se necessário, realiza operações para desligar e ligar o aquecedor de água. É o termostato que fornece a capacidade de definir a temperatura e manter os modos automáticos.

Princípios básicos do termostato

Cada termostato para um aquecedor de água funciona com o mesmo princípio, independentemente do fabricante. O termostato está equipado design de parafuso, em que a temperatura exigida pelo usuário é ajustada. Depois que a válvula de fechamento é aparafusada, frio e quente começam a fluir para o aquecedor de água, após o que os processos de ajuste começam a funcionar.

Para obter a temperatura desejada no aquecedor de água, a água quente tem uma vantagem. Entra até atingir os parâmetros especificados, somente nesta condição a mistura com frio começa. Dependendo do tipo de aquecedor de água - instantâneo ou armazenamento, a potência do elemento de aquecimento é selecionada. Na maioria das vezes, é em aquecedores de fluxo tem grande poder.

Como escolher o termostato certo

Ao escolher um aquecedor ou instalação de termostato opcional, lembre-se de que o tanque de aquecimento e o próprio termostato recebe diferentes condições de garantia. Isso se deve ao fato de que muitos proprietários qualificados de um aquecedor de água, com vários tipos de avarias, realizam reparos independentes. As falhas mais comuns do termostato são:

• tubo capilar de cobre muito sensível a danos mecânicos; depois de ter falhado, não pode ser reparado, apenas deve ser substituído por um novo;
• má adesão dos conectores elétricos do termostato e elemento de aquecimento;
• quantidade insuficiente de água quente em relação à capacidade total do aquecedor de água pode ser devido a ajuste do elemento de aquecimento;
• água muito quente indica uma falha da estrutura de controle do termostato;
• se a escala se formou e sua quantidade excede a taxa permitida, o termostato liga e desliga com muita frequência;
• a falha dos componentes elétricos do aquecedor de água é mais frequentemente devido a quedas constantes de tensão na rede; para garantir a segurança do trabalho, é necessário instalar uma fonte de alimentação ininterrupta ou um estabilizador de tensão.

Se você precisar substituir o termostato do aquecedor de água, precisará saber quais tipos existem:

• Termostato de haste- consiste em uma haste de aço, projetada para ser colocada em um tubo de elemento de aquecimento. Dependendo da potência e do volume do aquecedor de água, o comprimento do termostato da haste é determinado. Varia de 25 a 45 centímetros.
• Termostato, que consiste em um corpo de poliéster. Possui um dispositivo de comutação embutido (controlador térmico). Tal dispositivo é chamado capilar. O princípio de seu funcionamento é baseado no volume de fluido de expansão no tubo capilar. O fluido de expansão atua sobre a membrana instalada no termostato e comuta o contato elétrico.
• Existem dois tipos de termostatos eletrônicos: termostato de controle e termostato de segurança. Seu trabalho é organizado da mesma maneira que o trabalho dos fusíveis, que possuem uma certa resistência.

O termostato para o aquecedor de água é exatamente a parte que é a base de todo o funcionamento da caldeira. Com características técnicas devidamente selecionadas e o cumprimento de todas as condições de funcionamento, o termoacumulador durará muito tempo sem limpezas e avarias.

Pode ser usado tanto para aquecimento (como parte de um radiador) quanto para fornecer água quente a uma casa. A primeira coisa a fazer ao colocá-lo em operação é proteger o sistema de uma possível quebra do aquecedor elétrico, além de criar condições para seu funcionamento autônomo. Um método popular para resolver este problema é usar um termostato para um elemento de aquecimento. Este pequeno dispositivo, também chamado de termostato, ajudará a resolver muitos problemas.

Composição do equipamento de aquecimento de água

O aquecimento de água ou elemento de aquecimento mais simples deve consistir em pelo menos três elementos - um tanque de água, um elemento de aquecimento - um elemento de aquecimento e um termostato. O aquecedor tubular pode ser submersível e seco. No primeiro caso, é feito de aço inoxidável e colocado dentro do tanque. O aquecimento da água ocorre no contato direto da água com TENOM.

Os elementos de aquecimento a seco são feitos de cerâmica, localizados fora do tanque de água. O aquecimento do refrigerante ocorre devido à transferência de energia térmica através da parede do tanque. Tais elementos são fáceis de substituir em caso de falha.

O termostato para o elemento de aquecimento é projetado para controlar e manter a temperatura definida do refrigerante, bem como para o desligamento de emergência do aquecedor elétrico tubular da rede se o processo de ebulição começar (geralmente, isso acontece quando o elemento de aquecimento quebra baixa).

Existem vários tipos de termostatos, cada um dos quais é aconselhável usar com um determinado tipo de elemento de aquecimento elétrico tubular.

Princípios básicos de trabalho

Independentemente do design e execução, todos os termostatos funcionam de acordo com o mesmo esquema. Para operação, o termostato deve ser embutido no tanque e também conectado ao elemento de aquecimento. Todo o processo de controle de temperatura pode ser dividido em 4 etapas:

1. O interruptor de alternância define a faixa de temperatura necessária do líquido de arrefecimento.
2. O termostato para um elemento de aquecimento com modo programado mede o grau de aquecimento da água e dá um comando para ligar o dispositivo.
3. Quando a temperatura da água atinge o limite superior de aquecimento definido, o termostato abre o circuito elétrico e desliga o elemento de aquecimento.
4. Depois que a água esfria, todo o processo é repetido.

Vale a pena notar que, independentemente da faixa de temperatura definida, o termostato desligará o elemento de aquecimento se a água começar a ferver. Isso é necessário para evitar danos ao equipamento de aquecimento.

Durante a fervura, inicia-se o processo de vaporização intensiva. À medida que a quantidade de vapor aumenta, também aumenta a pressão dentro do tanque. Assim que o valor da pressão exceder o nível crítico, o tanque explodirá. O termostato do elemento de aquecimento não permite que isso aconteça, abrindo o circuito elétrico antecipadamente.

Tipos de termostatos

O princípio de funcionamento do dispositivo permanece sempre o mesmo. Apenas o princípio de determinar a temperatura do refrigerante depende do tipo de termostato. De acordo com isso, todos os termostatos são geralmente divididos em haste, capilar e eletrônico.

Os dispositivos de haste, como o nome indica, têm a forma de uma haste com comprimento de 25 a 50 cm. O princípio de determinação da temperatura é baseado na diferença do coeficiente de expansão térmica específica dos dois metais. O termostato de haste é instalado fora do tanque de água em um tubo especial.

O termostato capilar de um elemento de aquecimento para aquecimento de água é um tubo oco, dentro do qual um líquido especial é "afiado". À medida que a temperatura aumenta, ela se expande, começa a pressionar as paredes e a agir na membrana, que abre o circuito. No resfriamento, ocorre o processo inverso.

A operação dos termostatos eletrônicos é baseada na capacidade dos materiais de alterar sua resistência ôhmica com uma mudança na temperatura. Como resultado, a tensão no dispositivo aumenta ou diminui, o que é registrado por sensores especiais e desliga ou liga o elemento de aquecimento. Os instrumentos eletrônicos são os mais complexos e caros, mas ao mesmo tempo os mais precisos.

Elementos de aquecimento com termostatos embutidos

O elemento de aquecimento separado do termostato raramente é usado na prática. Como regra, essa solução provou-se apenas em caldeiras de aquecimento de água. com um termostato são muito mais comuns.

Em tais dispositivos "combinados", o termostato está localizado em um tubo separado e é fácil substituí-lo se ele quebrar. Ao escolher dispositivos nesta categoria, você precisa prestar atenção aos seguintes pontos:

1. Material da habitação. Pode ser representado por "aço inoxidável" (os dispositivos mais baratos e comuns), bem como cobre. Aparelhos de cobre duram mais, mas também custam muito mais caro.
2. Poder. Para uma rede elétrica doméstica, é perigoso escolher dispositivos mais potentes que 2,5 kW - existe o risco de sobrecarga e curto-circuito. Ao usar elementos de aquecimento mais potentes, coloque um cabo de alimentação separado.

Ao escolher uma bateria, você não deve se concentrar em modelos caros. A prática mostra que a durabilidade dos dispositivos não depende do preço. A vida útil é determinada pela dureza da água, pelas cargas e pela estabilidade da rede elétrica.

Esferas de aplicação de elementos de aquecimento com termostato

O escopo de aplicação de um elemento de aquecimento com termostato embutido é bastante estreito, devido ao alto consumo de energia e curta vida útil. Eles são mais amplamente utilizados em equipamentos de aquecimento de água. Esse "tanque de água" é instalado no banheiro ou na cozinha e serve como fonte principal ou de backup de água quente.

Muito raramente aquecedores elétricos tubulares são usados ​​para aquecimento de ambientes. Neste caso, o elemento é instalado diretamente no radiador através de um encaixe especial. As principais vantagens de instalar um elemento de aquecimento com um termostato em uma bateria de aquecimento são a velocidade. Com a ajuda de uma solução tão simples, você pode fornecer rapidamente uma casa com uma fonte de calor de backup.

Características dos elementos de aquecimento para baterias de ferro fundido

Aquecedores elétricos tubulares para radiadores convencionais e de ferro fundido praticamente não são diferentes. A única exceção é o material do plug - deve ser feito de ferro fundido ou de um material igualmente resistente ao calor.

Além disso, a forma da parte externa da carcaça onde o termostato está instalado também pode diferir. Neste caso, o comprimento do elemento de aquecimento deve ser 5-10 cm menor que o comprimento do radiador. Caso contrário, a circulação da água e o aquecimento não podem ser alcançados. Portanto, antes de comprar, certifique-se de que o elemento de aquecimento com termostato para baterias de ferro fundido se destina.

termostatos do mercado

Termostatos para elementos de aquecimento podem ser chamados de consumíveis. É por isso que muitas vezes vai separadamente do elemento de aquecimento. Para substituí-lo, você só precisa pegar um dispositivo semelhante no mercado. Para isso, descubra:

1. Dimensões, tipo e método de fixação do dispositivo com falha no tanque.
2. A corrente máxima que o novo termostato terá que suportar.

A melhor opção seria comprar o mesmo dispositivo que se tornou inutilizável. Isso pode ser feito entrando em contato com a loja com um termostato defeituoso. Na maioria dos casos, os vendedores irão buscar o dispositivo necessário para você.

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