Os sistemas de aquecimento autônomos estão se tornando cada vez mais difundidos em casas particulares e até apartamentos na cidade. A caldeira de tal sistema é controlada por uma unidade eletrônica embutida, para cuja operação é necessária uma tensão de rede estável. Os proprietários de apartamentos resolvem esse problema usando vários tipos de estabilizadores.
Contente
- A caldeira precisa de um estabilizador
- Tipos de estabilizadores de tensão para a caldeira
- Estabilizadores de ferro-ressonância
- Estabilizadores eletromecânicos
- circuitos de relé
- Circuitos semicondutores (tiristor e triac)
- Estabilizadores de dois links (inversores)
- A escolha do estabilizador de acordo com os parâmetros da caldeira
- Frequentemente perguntado
- Dicas de vídeo para escolher um estabilizador de tensão para uma caldeira a gás
A caldeira precisa de um estabilizador
Nos fóruns, em tópicos em que é discutido um estabilizador de tensão para uma caldeira a gás, existem opiniões diretamente opostas:
- O estabilizador não é necessário, a caldeira funciona bem sem ele durante todo o período de operação.
- A caldeira deve ser conectada através de um estabilizador, caso contrário a probabilidade de sua falha é muito alta.
Ambas as visões são apoiadas por fatos.
As instruções de operação para absolutamente todas as caldeiras não indicam requisitos à tensão de alimentação. Eles dizem que o equipamento está conectado a uma rede doméstica de 230 (240, dependendo do país de fabricação) V, 50 Hz.Condições adicionais, como desvios permitidos de tensão e frequência, o conteúdo de harmônicos mais altos (tensão não senoidal) não são especificados.
Agora nas lojas há uma seleção bastante grande de estabilizadores
Em geral, isso significa que a fonte de alimentação integrada da unidade eletrônica fornece a tensão de alimentação necessária para o circuito em uma tensão de rede que atende ao padrão. Ao mesmo tempo, é também garantido o funcionamento normal de outros equipamentos elétricos incluídos na instalação da caldeira, em particular, uma bomba que cria sobrepressão para circulação forçada do líquido de refrigeração.
A norma europeia estabelece um valor nominal da tensão de rede de 230 V com tolerância de +/- 5% para um longo período e +/- 10% para um curto período. Aqueles. o sistema funcionará sem falhas e falhas de componentes na faixa de tensões de rede 207-253V.
No momento, o padrão de tensão da rede russa é consistente com o europeu, o valor nominal é 230V e os desvios permitidos não são superiores a 10% em qualquer direção.
Ao mesmo tempo, os fabricantes não consideram como caso de garantia a falha do equipamento da caldeira em caso de desvios de tensão de rede superiores aos estabelecidos pela norma. Assim, se rebaixamentos ou surtos na rede excederem os limites permitidos (a tensão cair abaixo de 207 V ou subir acima de 253 V), a estabilização se torna necessária.
Muitos fabricantes de equipamentos de aquecimento podem recusar uma garantia sem estabilizador de tensão no sistema de aquecimento.
Assim, o usuário deve tomar a decisão de comprar um estabilizador com base em seus próprios dados sobre a estabilidade da rede. Obviamente, em caso de desvio do padrão, é possível fazer reclamações ao fornecedor que fornece eletricidade, inclusive na justiça, mas esse processo é demorado e não ajudará a proteger a caldeira contra falhas.
Tipos de estabilizadores de tensão para a caldeira
Se as medições da tensão da rede mostraram que ela pode ultrapassar os limites permitidos e a compra de um estabilizador for reconhecida como necessária, você deve primeiro decidir sobre o tipo de dispositivo. No momento, várias variantes de esquemas estão sendo produzidas, cada uma com suas próprias vantagens e desvantagens.
Estabilizadores de ferro-ressonância
Dispositivos ferro-ressonantes são bem conhecidos na Rússia desde os tempos soviéticos. Foi de acordo com esse esquema que foram construídos os primeiros estabilizadores produzidos pela indústria nacional.
O esquema de tal estabilizador incluirá 2 enrolamentos localizados em um núcleo comum - primário e secundário. Além disso, a seção do circuito magnético com o enrolamento primário não está saturada, e com o enrolamento secundário está em modo de saturação devido à menor seção transversal.
Como resultado, com mudanças crescentes de tensão no enrolamento primário, o fluxo magnético através do enrolamento secundário permanece praticamente inalterado, o que garante a estabilização da tensão de saída. O excesso de corrente do enrolamento primário é fechado através de um shunt magnético.
Assim, o circuito estabilizador:
- É o mais simples possível, não possui componentes eletrônicos complexos, o que garante alta confiabilidade e durabilidade.
- Fornece alta precisão de estabilização da tensão de saída e preservação da forma senoidal em uma ampla gama de desvios (embora a distorção da forma de tensão de saída não seja excluída).
- Tolera facilmente a maioria das influências externas, incluindo umidade e temperatura bastante altas, suas diferenças.
- Não tem atrasos na regulação em caso de desvios da tensão de alimentação.
As vantagens do esquema também são confirmadas pelo fato de que a maioria dos dispositivos produzidos nos anos 50-60 do século passado mantêm seu desempenho e características hoje.
No entanto, esses estabilizadores também têm algumas desvantagens, devido às quais agora raramente são usados:
Peso e dimensões significativos.- Baixa eficiência e, como resultado, a liberação de uma grande quantidade de calor nos elementos do circuito.
- Operação ruidosa, característica de todos os dispositivos com unidades de enrolamento potentes, projetadas para tensão de rede.
- Operação instável nos modos de sobrecarga de corrente e marcha lenta.
- Uma faixa bastante estreita de desvios de tensão de entrada, na qual a estabilização é possível.
Tudo isso levou à substituição generalizada de ferro-ressonantes por análogos mais modernos.
Estabilizadores eletromecânicos
O principal componente dos circuitos estabilizadores eletromecânicos é um autotransformador - um dispositivo que permite alterar a taxa de transformação. Isto é conseguido movendo o elemento coletor de corrente ao longo do enrolamento do transformador - tipo rolo, deslizador ou escova.
O movimento do contato é realizado por um servoconversor, que recebe o controle de um circuito eletrônico que mede a tensão de entrada e a compara com o valor ajustado na saída.
As vantagens de tal esquema incluem:
- Ampla gama de desvios de tensão de entrada.
- Alta precisão de manutenção da tensão de saída.
- Um custo inferior a qualquer dispositivo de estabilização do mercado.
A principal desvantagem dos estabilizadores eletromecânicos é o aparecimento de um arco elétrico (faísca) durante a operação. É causado por quebras no circuito de fluxo de corrente ao mover o contato móvel ao longo das espiras do enrolamento do transformador. Como o enrolamento possui uma indutância sólida, a interrupção da corrente causa uma descarga de arco. Assim, é proibido usar esses equipamentos na mesma sala com aparelhos a gás!
No entanto, tal solução dificilmente pode ser chamada de racional, especialmente porque o esquema tem outras desvantagens:
- O já mencionado quebra na tensão de saída quando o contato se move.
- Inércia associada ao tempo de resposta do servo, que não permite responder rapidamente a mudanças na tensão de entrada.
- Peso e dimensões significativos do autotransformador.
- Confiabilidade insuficiente devido à presença de um nó móvel.
- A necessidade de manutenção frequente do contato móvel.
Em uma palavra, ao escolher um estabilizador para uma caldeira, recomenda-se excluir os dispositivos eletromecânicos da consideração.
circuitos de relé
Os circuitos de relé operam com um autotransformador ou um transformador com múltiplas derivações no primário e/ou secundário. Nesse caso, os relés atuam como chaves que conectam as tomadas necessárias do transformador de forma a fornecer uma tensão na saída do dispositivo o mais próximo possível da tensão especificada.
De fato, este princípio de operação se assemelha a dispositivos eletromecânicos em que a estabilização de tensão também é realizada alterando a relação de transformação, mas não por um contato móvel, mas por chave (grupo de contatos do relé).
Isso possibilitou livrar-se da principal desvantagem dos estabilizadores eletromecânicos - faíscas.
Além disso, esses dispositivos são caracterizados por outras vantagens:
- A velocidade de resposta às mudanças na tensão de entrada, dependendo do tempo de resposta do relé (está na faixa de 10-20 ms, que é comparável ao tempo de 0,5-1 período da tensão da rede).
- Esquema de controle simples e confiável.
- MTBF significativo dependendo dos relés usados.
- Manutenibilidade e baixo custo de substituição de componentes.
- Baixa sensibilidade a sobrecargas de corrente.
As principais desvantagens do circuito são a regulação da tensão em etapas, que reduz a precisão da estabilização, a complexidade do conjunto do enrolamento.
Circuitos semicondutores (tiristor e triac)
Dispositivos com chaves semicondutoras - tiristores e triacs podem ser construídos de acordo com dois princípios:
- Semelhante ao circuito do relé. A diferença está apenas no uso de dispositivos semicondutores, não contatos de relé, como chave.
- Com a utilização de um transformador na entrada e regulação da tensão de saída alterando o ângulo de abertura dos tiristores (triacs).
O primeiro circuito é semelhante em características ao do relé, mas tem uma velocidade maior. Ao mesmo tempo, é necessário um circuito mais complexo para controlar as chaves semicondutoras, e elas próprias têm um custo mais alto, menor capacidade de sobrecarga e MTBF.
Em um circuito com regulador de tensão CA, a relação de transformação permanece inalterada. O valor efetivo da tensão é estabilizado controlando o momento de destravamento das teclas. Esta abordagem torna possível simplificar e reduzir o custo do conjunto do enrolamento e do projeto como um todo.
No entanto, este método de regulação tem suas próprias desvantagens, sendo a principal a tensão de saída não senoidal e o alto nível de interferência induzida na rede.
Estabilizadores de dois links (inversores)
Tais circuitos são construídos de acordo com a estrutura - um retificador não controlado com filtro - um inversor, como regra, com um transformador de saída para garantir a estabilização durante os rebaixamentos.
O circuito tem velocidade máxima, oferece alta segurança em todos os modos, garante precisão de estabilização em uma ampla faixa de desvios de tensão de entrada.
Suas principais desvantagens:
- A complexidade do sistema de controle;
- Preço Alto.
Além disso, dependendo do método escolhido de controle das teclas do inversor, a tensão de saída pode diferir muito da senoidal, o que afeta negativamente o funcionamento da bomba.
Em geral, é o circuito inversor que pode ser considerado a melhor opção para uma caldeira no caso em que sua compra caiba no orçamento do proprietário.
A escolha do estabilizador de acordo com os parâmetros da caldeira
Depois de escolher um circuito estabilizador, é necessário decidir sobre um modelo específico com base nos parâmetros elétricos da caldeira.
A única condição para seleção é o consumo de energia. Pode ser encontrado nas especificações técnicas da caldeira. O comprador está interessado na potência elétrica e não na potência térmica da caldeira.
O estabilizador deve fornecer a potência especificada com uma margem de pelo menos 25-30%. A margem é retirada do cálculo das correntes de partida da bomba, que podem exceder várias vezes o valor nominal. No entanto, este processo é de curto prazo e os 25-30% indicados são suficientes.
Frequentemente perguntado
A potência é o único parâmetro característico. Caso contrário, você deve prestar atenção ao sistema de proteção e ergonomia do dispositivo.
Como a potência da caldeira é pequena (como regra, não excede 500 W), as perdas nos condutores de corrente são escassas, portanto, o estabilizador pode ser localizado a quase qualquer distância da caldeira dentro do apartamento ou lar.
Muitos fabricantes estipulam isso como um pré-requisito.
Do ponto de vista de fornecer uma tensão de alimentação estável, essas opções são equivalentes. No entanto, o UPS permitirá que você desligue adequadamente a caldeira em caso de falha de energia, ao contrário do estabilizador, que não foi projetado para esse modo. Ao mesmo tempo, a maioria dos dispositivos ininterruptos forma uma tensão retangular na saída, o que está longe de ser a melhor opção para uma bomba.
Lateral - outro nome para estabilizadores eletromecânicos, é proibido seu uso em salas com aparelhos a gás.
Um estabilizador para uma caldeira a gás impedirá a falha do equipamento em caso de problemas significativos com a rede de abastecimento. Para garantir a máxima proteção, você deve escolher a implementação e os parâmetros ideais do circuito.
Dicas de vídeo para escolher um estabilizador de tensão para uma caldeira a gás
