Caldaia elettrica a doppio circuito: dispositivo, analisi di vantaggi e svantaggi + cosa considerare nella scelta

Se non è possibile fornire gas alla casa, il problema del riscaldamento autonomo e dello scaldamento dell'acqua deve essere risolto utilizzando fonti energetiche alternative. È possibile installare generatori solari e riscaldare con legna o pellet. Tuttavia, la soluzione migliore potrebbe essere una caldaia elettrica a doppio circuito.

L'articolo che abbiamo presentato descrive in dettaglio il principio di funzionamento e le tipologie di apparecchiature che convertono l'energia elettrica in calore. Sono elencate le linee guida che i futuri proprietari dell'unità dovrebbero prendere in considerazione prima di acquistarla. Vengono fornite raccomandazioni per il funzionamento economico.

Come funziona il dispositivo

La progettazione di una caldaia a doppio circuito prevede il posizionamento di due elementi riscaldanti in un unico dispositivo per il riscaldamento dell'acqua e del liquido di raffreddamento. Il sistema funziona convertendo la corrente elettrica in energia termica.

Caratteristiche di progettazione di una caldaia a doppio circuito

Per riscaldare la stanza, un circuito di riscaldamento di tipo chiuso è collegato alla caldaia, attraverso il quale si muove il liquido di raffreddamento. La seconda tubazione è progettata per fornire acqua calda, che viene riscaldata in un serbatoio di accumulo integrato o secondo il principio del flusso continuo.

Durante la stagione calda il riscaldamento può essere spento e la caldaia può essere utilizzata solo come caldaia.

Due circuiti di una caldaia elettrica possono funzionare indipendentemente l'uno dall'altro o contemporaneamente, riscaldando la casa e riscaldando l'acqua

Il dispositivo è costituito dai seguenti elementi principali:

• alloggiamenti con isolamento termico, raccordi di ingresso e uscita;
• uno scambiatore di calore attraverso il quale circola il liquido di raffreddamento;
• sistema di controllo e unità di automazione, che consente di impostare i parametri di temperatura e spegnere/accendere il dispositivo;
• dispositivo di riscaldamento;
• vaso di espansione per scarico pressione;
• valvola di sicurezza;
• presa d'aria (automatica o manuale) per rimuovere le sacche d'aria;
• pompe circolari per la fornitura di acqua calda e sistemi di riscaldamento;
• gruppi di sicurezza con sensori di temperatura e relè.

Il principio di funzionamento di una caldaia elettrica è lo scambio di calore: una pompa circolare pompa l'acqua nel serbatoio, che viene riscaldata ad una certa temperatura da un termoelemento e scaricata nel circuito di riscaldamento o nel sistema di acqua calda.

Infatti, un apparecchio elettrico a doppio circuito, come la sua controparte a gas, può fungere sia da locale caldaia domestica che da scaldabagno istantaneo.

Vantaggi e svantaggi delle apparecchiature elettriche

Il riscaldamento elettrico è un metodo di riscaldamento ecologico, perché non inquina l'aria con fumo e fuliggine come una caldaia a combustibile solido, monossido di carbonio e altri rifiuti nocivi come le apparecchiature a gas.

Inoltre, la particolarità dell'opera riscaldamento elettrico elimina praticamente le cause di forza maggiore in caso di perdita d'acqua: se non c'è liquido di raffreddamento nel sistema, l'apparecchiatura si spegne automaticamente.

Una caldaia elettrica ha un eccellente indicatore di efficienza - 95-99%, ma anche un trasferimento di calore così elevato non compensa l'elevato consumo di elettricità, quindi, rispetto a una caldaia a gas, l'apparecchio elettrico perde

Inoltre, i vantaggi generali delle apparecchiature elettriche includono:

• Installazione facile – non è necessario attrezzare un camino, un sistema di ventilazione forzata, installare un gasdotto e rilasciare una serie di permessi, come quando si installa una caldaia a gas.
• Sicurezza – la probabilità che una caldaia elettrica perda o ebollisca è molto bassa, inoltre, la progettazione del dispositivo non prevede l'uso di fiamme libere, materiali infiammabili e gas esplosivi.
• Dimensioni compatte – un punto importante per le piccole stanze. Inoltre, il dispositivo può essere installato non solo nei luoghi appositamente previsti dal progetto (come le apparecchiature a gas), ma in qualsiasi luogo conveniente dove sia possibile collegarsi alla rete elettrica e all'impianto di riscaldamento.
• Silenzio – la caldaia elettrica funziona senza vibrazioni, “scariche” e altri rumori che affliggono gli apparecchi a combustibile solido e a gas.
• Prezzo abbordabile sia il dispositivo stesso che la sua installazione e manutenzione.

Per quanto riguarda gli svantaggi, uno dei più significativi è il costo dell'energia consumata. Se stiamo parlando di riscaldamento elettrico e fornitura di acqua calda per un grande cottage, gli importi saranno impressionanti.

Non sarebbe quindi sbagliato fare almeno un calcolo approssimativo dei consumi prima dell'acquisto, analizzando le informazioni sulla zona, sul consumo di acqua e sulla potenza dell'apparecchio. E poi decidere se il “gioco” vale il costo.

L'installazione di controllori speciali, dispositivi di accumulo e contatori differenziati funzionanti in modalità giorno-notte contribuirà a ridurre significativamente i costi.

Altri contro:

• Dipendenza dall'approvvigionamento energetico – in aree con continue interruzioni di corrente, l’installazione di un tale dispositivo di riscaldamento non ha senso. Tuttavia, se le interruzioni sono casuali e non sono la norma, l’acquisto di un generatore che immagazzina energia aiuterà a risolvere il problema.
• Sovraccarichi di tensione di rete hanno un effetto dannoso sulla sensibile automazione della caldaia, quindi prima di installare l'apparecchiatura vale la pena acquistare buoni stabilizzatori energetici.
• Sedimentazione. Poiché per la fornitura di acqua calda viene utilizzata acqua corrente, gli elementi riscaldanti si ricoprono gradualmente di calcare, che deve essere rimosso dall'apparecchiatura. La soluzione potrebbe essere l'installazione di filtri all'ingresso dell'acqua fredda e una manutenzione regolare.

Inoltre, prima dell'installazione caldaia elettrica, vale la pena verificare se la tua rete domestica è progettata per un tale carico. Ad esempio, per una superficie di 200 mq saranno necessari almeno 16-20 kW.

E questo solo per il riscaldamento, senza tener conto degli altri apparecchi elettrici. E se nei nuovi villaggi di cottage tale energia viene fornita collegandosi a una rete trifase, quindi per un cottage estivo di solito non vengono assegnati più di 10 kW.

Tipi di caldaie elettriche

Le moderne caldaie elettriche sono dotate di riscaldatori con diversi principi di funzionamento. Ma solo i dispositivi con design a elemento riscaldante possono essere utilizzati contemporaneamente sia per il riscaldamento che per la fornitura di acqua calda.

Il collegamento di una caldaia elettrica a un sistema di riscaldamento e acqua calda comporta molto spesso l'installazione di una caldaia con uno scambiatore di calore o un contenitore per lo stoccaggio dell'acqua calda

Altri tipi di apparecchiature possono essere utilizzate per l'acqua calda sanitaria solo se al circuito di riscaldamento è collegata una caldaia per il riscaldamento indiretto.

Apparecchi elettrici con elementi riscaldanti

I modelli più comuni di caldaie elettriche hanno elementi riscaldanti incorporati: gli elementi riscaldanti, realizzati in ceramica o metallo, hanno la forma di aste, una spirale o un'asta cava piegata da un arco, all'interno della quale si trova un filo di una certa resistenza è posto. Fungono da “intermediari”, riscaldandosi al passaggio della corrente elettrica e trasferendo calore all’acqua.

Schema di una caldaia elettrica a doppio circuito. Il numero di elementi dipende dalla potenza del dispositivo e dal suo volume interno, ma elementi riscaldanti aggiuntivi non solo aumentano la velocità di riscaldamento, ma anche il costo dell'elettricità e della manutenzione

Lo svantaggio principale del dispositivo è la rapida formazione di calcare sugli elementi riscaldanti, che ne compromette le prestazioni. Ad esempio, con uno spessore di calcare di soli 0,5 mm, l'efficienza del dispositivo diminuisce del 10% del valore nominale e con 2 mm del 35-40%!

Di conseguenza, il dispositivo riscalda l’acqua più lentamente, quindi il consumo di elettricità aumenta. Pertanto, la caldaia necessita di una pulizia costante e di una sostituzione periodica degli elementi riscaldanti guasti.

Per prolungare la durata dell'elemento riscaldante, si consiglia di utilizzare un sistema di filtri di pulizia o aggiungere speciali agenti ammorbidenti al liquido di raffreddamento e versare acqua distillata nel circuito di riscaldamento.

Inoltre, le caldaie con elementi riscaldanti richiedono una manutenzione regolare, perché stiamo parlando dell'uso sicuro dell'apparecchiatura. L'elemento riscaldante si consuma gradualmente e potrebbe bruciarsi.

Se ciò accade con la depressurizzazione dell'alloggiamento, non è poi così male. In questo caso, il nicromo riscaldato si sbriciolerà semplicemente a contatto con l'acqua e non rappresenta un pericolo per l'uomo. Ma se l'elemento disconnesso rimane nella custodia integra e continua a funzionare, l'intera custodia metallica, grazie al conduttore d'acqua, verrà energizzata.

Apparecchiature per il riscaldamento a induzione

Il funzionamento di una caldaia a induzione si basa sull'induzione magnetica, che consente di convertire l'elettricità in energia termica. All'interno dell'alloggiamento è presente un circuito primario con una bobina induttiva che, quando viene applicata la tensione, crea un campo magnetico alternato.

Di conseguenza si formano le cosiddette correnti di Foucault (o correnti parassite), che riscaldano il metallo e trasferisce il suo calore al vettore circolante.

Le caldaie con elementi riscaldanti collaudate nel tempo possono essere installate in sicurezza anche in un soggiorno, ma per i dispositivi a induzione è meglio fornire una stanza separata - nonostante le dichiarazioni pubblicitarie dei produttori, la medicina non ha confermato l'innocuità dei campi elettromagnetici per l'uomo

Vantaggi delle caldaie a induzione rispetto agli elementi riscaldanti:

• Il livello di efficienza più alto è del 98-99%.
• Ampia superficie riscaldante e, di conseguenza, trasferimento di calore più rapido.
• Non si formano incrostazioni sull'elemento riscaldante.
• Completamente autonomo e non necessita di manutenzione.
• Oltre all'acqua, come refrigerante possono essere utilizzati prodotti petroliferi e olio.

Lo svantaggio principale di tali dispositivi è il prezzo elevato e la necessità di connessione caldaia a riscaldamento indiretto o serbatoio di accumulo per fornire acqua calda alla casa. Pertanto, nonostante una serie di vantaggi delle apparecchiature a induzione, la leadership della domanda dei consumatori è saldamente detenuta dalle caldaie con elemento riscaldante a doppio circuito.

Caldaie con resistenze ad elettrodi

Il funzionamento di una caldaia ad elettrodi si basa sull'elevata conducibilità termica dell'acqua. All'interno dell'alloggiamento ci sono elettrodi negativi e positivi che generano corrente elettrica e tra loro circola la circolazione. refrigerante.

Il riscaldamento avviene a causa dell'energia che viene rilasciata quando le molecole si dividono in ioni carichi e il loro movimento verso l'elettrodo della polarità appropriata. Grazie a ciò, il riscaldamento dell'acqua nella camera della caldaia avviene quasi istantaneamente.

Un prerequisito per una caldaia a elettrodi è una buona messa a terra, poiché i dispositivi sono dispositivi potenzialmente pericolosi e l'alloggiamento può "perforare" con una forte carica di corrente

Vantaggi delle caldaie ad elettrodi rispetto agli elementi riscaldanti:

• Riscalda l'acqua 10 volte più velocemente.
• Spendono il 20-30% in meno di elettricità.
• Hanno dimensioni compatte anche con elevata produttività (molto spesso i modelli sono presentati nelle versioni a parete).
• Non si guastano durante gli sbalzi di tensione.

Ma a causa di carenze significative, le caldaie a elettrodi non si sono ancora diffuse. Vengono utilizzati principalmente per il riscaldamento, ma è possibile organizzare un secondo circuito per la fornitura di acqua calda se l'impianto è dotato di una caldaia a riscaldamento indiretto.

Questi dispositivi sono molto esigenti in termini di composizione del liquido che funge da refrigerante.È esclusa la normale acqua del rubinetto; si consiglia di utilizzare un liquido apposito con composizione salina equilibrata. Inoltre, gli elettrodi si dissolvono gradualmente durante il funzionamento e richiedono la sostituzione.

Le caldaie ad elettrodi sono molto compatte, ma non hanno una potenza elevata, quindi per il riscaldamento di grandi aree vengono forniti moduli con più dispositivi collegati in serie

Per un utilizzo sicuro si consiglia di dotare la caldaia ad elettrodi di un kit di automazione aggiuntivo, che viene venduto separatamente e spesso costa più del dispositivo stesso. Prima di tutto, si tratta di una pompa di circolazione e di un termoregolatore elettronico che controlla la temperatura di riscaldamento.

È inoltre necessario un controller di corrente per regolare l'intensità della corrente, con la possibilità di spegnere l'apparecchiatura per evitare l'ebollizione dell'acqua.

Cosa cercare al momento dell'acquisto?

Una volta deciso che tipo di dispositivo desideri acquistare, è il momento di pensare alle sue dimensioni e ai parametri tecnici.

Molto spesso, in cucina vengono installate caldaie elettriche, ma è anche possibile dotare un mini locale caldaia, che consentirà di nascondere comunicazioni poco attraenti e apparecchiature aggiuntive (serbatoio di accumulo, caldaia a riscaldamento indiretto, ecc.).

Selezione di un dispositivo in base al metodo di installazione

Indipendentemente dal tipo di costruzione, tutte le caldaie a doppio circuito possono essere divise in due grandi gruppi: a parete e a pavimento. Le dimensioni e la scelta del modello dipendono direttamente dall'area che è necessario riscaldare e anche dalla quantità di spazio libero per il dispositivo stesso.

Una caldaia murale si differenzia da una caldaia a pavimento per le sue dimensioni ridotte: se necessario, può essere nascosta in un pensile o in un mobile, ma anche un dispositivo non mascherato non sembra ingombrante e si armonizza perfettamente con gli altri elettrodomestici

Le unità aggiuntive sono progettate per il riscaldamento di aree relativamente piccole - fino a 100 m2, quindi sono spesso installate in appartamenti o piccole case di campagna. Sono fissati su staffe speciali su qualsiasi superficie verticale in grado di sopportare un tale carico.

Le caldaie a basamento sono apparecchi piuttosto ingombranti, ma possono fornire calore ad una casa con una superficie fino a 200 m2 e una fornitura ininterrotta di acqua, e i serbatoi di accumulo possono essere integrati nell'apparecchio stesso (il che aumenta notevolmente la sua dimensioni) o montati separatamente

Se la metratura del rustico supera i 200 mq², Potere attrezzare un locale caldaia con più caldaie elettriche o utilizzare fonti di riscaldamento aggiuntive – apparecchiature per combustibili solidi O pannelli solari.

Calcolo della potenza richiesta

Il modo più semplice è dividere l'area riscaldata per 10. Si ritiene che quando si riscaldano 10 m² Verrà speso 1 kW, ma la cifra risultante sarà molto arbitraria, perché tale calcolo ha senso solo per stanze con un'altezza non superiore a 3 metri.

Inoltre, i costi del riscaldamento dipendono in gran parte dalla presenza di isolamento, dalla qualità delle finestre e dalle loro dimensioni, dalle caratteristiche climatiche della zona e dai materiali utilizzati nella costruzione della casa.

Se la casa ha soffitti alti, devi prima determinare il volume della stanza (moltiplicare l'area per l'altezza). Quindi calcolare la potenza richiesta partendo dal fatto che 1 m3 richiederà 35 W.

Al momento dell'acquisto, considera i modelli la cui potenza è superiore del 15-20% rispetto ai valori calcolati: è meglio impostare la caldaia su una modalità più debole piuttosto che congelare nel freddo inverno con l'apparecchiatura che funziona al limite

Al risultato ottenuto è necessario aggiungere un “margine”:

• 10% - con ampia superficie vetrata (finestre panoramiche, veranda, ecc.).
• 15% - in assenza di isolamento della casa.
• 10-15% - per zone con inverni freddi.
• 20% - per carico aggiuntivo quando l'ACS funziona in modalità di riscaldamento a flusso continuo.

Quando si calcola la potenza richiesta per le caldaie con accumulo integrato, è necessario fare affidamento sui dati specificati dal produttore nella documentazione tecnica.

Il metodo di alimentazione dipende anche dai parametri tecnici della caldaia. Gli apparecchi fino a 10 kW possono essere collegati a una normale rete a 220 V, mentre le caldaie più potenti possono essere collegate a una rete trifase (inoltre, ciò potrebbe richiedere l'autorizzazione delle reti elettriche locali se la casa non viene fornita una linea a 380 V ).

Altre sfumature importanti

Basandosi sul principio del riscaldamento dell'acqua, le caldaie elettriche a doppio circuito possono essere suddivise in a flusso continuo e ad accumulo. La prima è una buona opzione per una piccola casa e famiglia; può facilmente servire 1-2 punti d'acqua oltre al riscaldamento. Ma nonostante la sua compattezza e facilità d'uso, il dispositivo 2 in 1 presenta uno svantaggio significativo: un carico elevato sulla rete elettrica.

E qui unità di stoccaggio occupa molto più spazio grazie al serbatoio aggiuntivo in cui viene immagazzinata l'acqua calda. Il vantaggio di questo tipo di apparecchiature è che può fornire acqua in grandi quantità e consente di risparmiare fino al 10% sull'elettricità, poiché non spreca energia con il riscaldamento costante, ma mantiene solo la temperatura.

Grazie all'involucro isolante, la perdita di calore dell'acqua nel serbatoio all'ora non sarà superiore a 0,5 gradi. La scheda tecnica del dispositivo destinato al collegamento a un sistema di fornitura di acqua calda deve indicarne la portata: temperatura minima e massima, volume d'acqua e tempo necessario per riscaldarlo.

Le moderne caldaie elettriche consentono di controllare il dispositivo e controllare la temperatura di riscaldamento nella stanza utilizzando smartphone o un sistema di casa intelligente

Inoltre la caldaia può essere dotata di:

• Unità di automazione per il controllo remoto da telecomando o tramite rete.
• Protezione antigelo, che ti consentirà di mantenere una temperatura minima nel sistema, che è importante per le case di campagna e le case di campagna dove non ci sono residenti permanenti.
• I sensori che monitorano i cambiamenti meteorologici accendono il dispositivo quando le temperature scendono e lo spengono durante le ore soleggiate.
• Apparecchiatura che abbassa la temperatura dell'acqua per il collegamento a sistema "pavimento caldo"..
• Sensori con possibilità di programmare il microclima dell'intera stanza o delle singole stanze a vostra discrezione.

Naturalmente, i "bonus" del produttore aumentano il costo del dispositivo, ma con il loro aiuto è molto più comodo utilizzare la caldaia.

Modi per risparmiare denaro durante il funzionamento

Per ridurre i costi energetici quando si utilizza una caldaia elettrica come dispositivo di riscaldamento e scaldabagno, è necessario ridurre la perdita di calore complessiva in casa.

Innanzitutto conviene sostituire i vecchi infissi in legno con moderni serramenti a 2-3 camere d'aria e aver cura di isolare le pareti (preferibilmente esterne) con polistirolo espanso, lana minerale o altri materiali a bassa conducibilità termica

Altre opzioni di salvataggio:

1. Un collegamento aggiuntivo o dispositivi separati alimentati da energia alternativa (pannelli solari, generatori eolici, caminetto a legna) ridurranno significativamente il consumo di elettricità.
2. Un contatore multitariffa ti consentirà di pagare meno per il riscaldamento notturno e durante le “ore di punta” mattutine e serali il dispositivo potrà essere spento (l'elettricità più costosa viene consumata negli intervalli 8.00 - 11.00 e 20.00 - 22.00) . E se integri il sistema con un accumulatore di calore esterno, puoi accumulare energia “a buon mercato” di notte per poterla utilizzare durante il giorno.
3. Un recuperatore nel sistema di ventilazione aiuterà a trattenere l'aria riscaldata all'interno della casa.
4. Il programmatore settimanale raccoglierà i dati sul funzionamento del sistema per un periodo di tempo specificato al fine di selezionare la modalità operativa più comoda ed economica con un consumo energetico minimo.
5. I termostati ambientali monitoreranno i cambiamenti nel microclima della casa e trasmetteranno i dati a un sensore integrato all'interno della caldaia, che accenderà/spegnerà il riscaldamento, proteggendo dal surriscaldamento dell'aria e da inutili perdite di calore.

Con una corretta organizzazione del funzionamento di una caldaia elettrica, è possibile ridurre il consumo di elettricità e i costi associati fino al 40%.

Ti presenterà le opzioni di riscaldamento a risparmio energetico per le proprietà di campagna prossimo articolo, che esamina in dettaglio questa questione molto interessante.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Ti consigliamo di familiarizzare con una selezione di recensioni e consigli pratici sull'uso di caldaie elettriche di vari modelli per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda a casa.

Sfumature del riscaldamento elettrico - caldaie e altri dispositivi di riscaldamento elettrico, calcolo della potenza delle apparecchiature e costi per la stagione di riscaldamento:

Anche se le caldaie elettriche a doppio circuito sembrano molto comode da usare, prima di andare a fare la spesa, calcola il costo dell'elettricità per la stagione fredda o contatta un termoinstallatore.

Forse ti consiglieranno un sistema più economico con caldaia monocircuito con caldaia a riscaldamento indiretto, oppure progetteranno un sistema di riscaldamento combinato, dove la “golosità” dell'elettrodomestico sarà compensata da ulteriori fonti di energia.

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