Conexão do aquecedor elétrico de água à caldeira a gás: melhores esquemas e ordem de execução dos trabalhos

Você pensou em aperfeiçoar o sistema autônomo de AQS para garantir uma temperatura estável da água quente? Concorde, não é nada agradável ter que descartar litros de água esperando a água quente, ou se queimar quando alguém da casa abre a torneira enquanto você está no chuveiro.

Nós vamos ajudá-lo a resolver o problema das variações de temperatura, que incomoda praticamente todos os usuários de caldeiras bitérmicas e aquecedores a gás. Explicaremos como realizar a conexão do boiler à caldeira a gás. Essa solução permitirá garantir o fornecimento de água quente com temperatura constante, e o sistema de recirculação eliminará a necessidade de descartar a primeira porção no esgoto.

A seguir, explicaremos como implementar isso corretamente e quais esquemas de conexão existem, destacando suas principais vantagens e desvantagens.

Por que conectar o boiler à caldeira?

Os aquecedores de água a gás de passagem – caldeiras e aquecedores instantâneos – são muito econômicos e eficientes. Eles aquecem instantaneamente exatamente o volume de água necessário, e exatamente quando é preciso, sem gastar energia para manter o calor. Essa eficiência e economia tornaram esse tipo de equipamento muito popular.

No entanto, eles também têm desvantagens que reduzem significativamente o conforto durante o uso. Considerando que você paga as contas de serviços públicos uma vez por mês, mas usa água quente todos os dias, essas falhas prejudicam visivelmente a experiência geral.

Ao abrir várias torneiras ao mesmo tempo, a temperatura da água aquecida pelo aquecedor muda bruscamente – é possível tomar uma ducha de contraste não planejada ou se queimar

Se você mora sozinho, pode nem notar isso, mas em uma família grande, essa característica trará muitos momentos desagradáveis.

Para qualquer usuário, uma característica desagradável será a impossibilidade de ajustar um jato fino de água morna – o aquecimento simplesmente não será ligado com uma pressão muito baixa. Como resultado, será necessário abrir a torneira com mais força, desperdiçando água extra e enchendo o esgoto.

Além disso, uma caldeira de circuito duplo de baixa potência e baixo custo pode lidar perfeitamente com o aquecimento de uma casa pequena – mas não conseguirá fornecer água quente com forte pressão. Você terá que se contentar com um jato grande e frio e pouca pressão de água quente, ou comprar um modelo mais caro que lide bem com o fornecimento de água e use apenas uma pequena parte de sua capacidade para aquecimento.

Nas caldeiras de alto rendimento, ao contrário, surgem problemas com baixa pressão: seu trocador de calor consegue ferver um filete fino de água e, para evitar isso, a caldeira começa a ciclar. Isso significa que ela alterna períodos muito curtos de funcionamento e parada, ligando e desligando constantemente. Como resultado, a temperatura da água da torneira oscila significativamente, e a caldeira esgota rapidamente sua vida útil e consome mais gás com ignições constantes.

A caldeira de circuito duplo mais barata consegue aquecer adequadamente uma área de cerca de 80 m², mas se houver mais de 1 a 2 moradores, a pressão da água quente pode ser insuficiente.

Todos esses, bem como algumas desvantagens do sistema de água quente com aquecedor de passagem a gás, podem ser mitigados ao incluir nesse sistema um boiler como tanque de armazenamento. Nele sempre haverá uma reserva de água uniformemente aquecida à temperatura desejada, e praticamente não será usada eletricidade para aquecê-la.

Vantagens da união dos sistemas

A inclusão de um boiler elétrico em um sistema de água quente a gás oferece uma série de vantagens e novas possibilidades:

1. Fornecimento de água a temperatura constante, independentemente do número de torneiras abertas simultaneamente.
2. Estabilidade de temperatura, independentemente da pressão – seja em gotas ou em jato forte, a água estará suficientemente quente, mas não fervendo.
3. Otimização do sistema, redução do consumo de gás, água e esgoto.
4. Possibilidade de instalação de uma caldeira de circuito duplo de menor potência e custo – suficiente para o aquecimento da residência.
5. Economia de vida útil da caldeira, desde que o sistema seja bem projetado.
6. Possibilidade de fornecer aquecimento e água quente através de uma caldeira a gás de circuito único com consumo mínimo de eletricidade.
7. No verão, é possível desligar a caldeira a gás e aquecer a água com a resistência elétrica do boiler, preservando a vida útil do equipamento caro.
8. A presença de dois aquecedores de água elimina os inconvenientes durante o reparo ou manutenção anual de um deles.

Essa quantidade de pontos positivos convencerá praticamente qualquer usuário, pois a conexão de um boiler a um aquecedor de passagem a gás resolve quase todos os seus problemas, mantendo as vantagens.

Os aquecedores de passagem a gás não são apenas mais econômicos, mas também significativamente mais compactos do que os boilers, pois não há necessidade de armazenar água aquecida.

No entanto, incluir o boiler no circuito de água quente também cria algumas dificuldades – falaremos sobre elas a seguir.

Dificuldades e desvantagens da solução

Em primeiro lugar, aumenta o número de conexões, torneiras e equipamentos adicionais, o que não acrescentará confiabilidade ao sistema. Cada rosca apertada ou torneira é um ponto potencial de vazamento, necessitando de inspeção e controle regulares. Além disso, a instalação de uma torneira, válvula, bomba e metro de tubulação adicionais aumenta o valor total do orçamento.

Em segundo lugar, o próprio boiler necessita de manutenção anual, e em algumas variantes do sistema ele se desgasta muito mais ativamente do que em operação normal. Ao mesmo tempo, ninguém cancelou o serviço anual da caldeira de aquecimento.

Em terceiro lugar, perde-se a vantagem da compacidade dos sistemas a gás: em conjunto com o boiler, mesmo uma caldeira de circuito duplo pequena, conectada corretamente, exigirá bastante espaço.

Além disso, serão necessários os serviços de mais um especialista, que realizará corretamente a conexão do equipamento e a distribuição do aquecimento e da tubulação de água.

Opções de interação entre a caldeira e o boiler

A conexão de um boiler elétrico a uma caldeira a gás de aquecimento é uma solução bastante incomum, motivada principalmente pelo desejo de reduzir o custo de instalação do sistema.

A principal opção para melhorar a qualidade do fornecimento de água quente a partir da caldeira é a conexão de um boiler de aquecimento indireto, com serpentina da tubulação de aquecimento interna ou aquecimento por camadas

Esse sistema não usa eletricidade para aquecer a água, mas é caro de instalar e não permite manter o fornecimento de água quente (AQS) ao desligar a caldeira. Por isso, artesãos habilidosos aprenderam a usar boilers elétricos comuns, que são essencialmente um enorme termo com um aquecedor e termostato embutidos.

Esquema #1 — através de uma válvula de três vias

Esta opção de conexão da caldeira a gás e do boiler através de uma válvula de três vias é, por assim dizer, a mais simples, óbvia e difundida. Ela permite organizar o fornecimento de água quente mesmo a partir de uma caldeira a gás de circuito único, economizando eletricidade.

A essência do método é que a válvula de três vias instalada com termostato redireciona o fluxo de água quente ora para o circuito de AQS, ora para o circuito de aquecimento. Ela é controlada pela automação do boiler: assim que a água no tanque atinge a temperatura definida, a válvula interrompe o fornecimento de água quente para ele. Com isso, a caldeira funciona quase constantemente para aquecimento, e durante o curto período em que a água no boiler é substituída, os radiadores não têm tempo de esfriar.

No entanto, se você tem uma família grande ou uma enorme banheira de hidromassagem instalada, para a operação eficiente do sistema será necessária uma caldeira de alta potência. Caso contrário, após o uso de um grande volume de água, a casa ficará visivelmente mais fria, e a água quente começará a chegar aos radiadores somente depois de encher o boiler. Assim, nesta configuração, o fornecimento de água é prioritário.

Ao conectar o termorregulador do boiler como servomotor da válvula de três vias, configure nele uma temperatura pelo menos 10 graus abaixo da que a caldeira produz.

Também através da válvula de três vias é possível organizar um bypass, então sob as condições definidas, ela direcionará o fluxo de água quente de volta para a caldeira em vez dos radiadores e outros elementos do sistema de aquecimento. Isso adicionará segurança e facilidade de manutenção ao sistema.

Esquema #2 — através de duas bombas independentes

A seguir, analisaremos como conectar você mesmo o boiler a uma caldeira a gás de circuito duplo, usando um esquema com duas bombas de circulação. Esse sistema é o mais complexo de instalar, mas também bastante conveniente de usar. Graças à circulação constante de água em ambos os circuitos, a água quente sairá imediatamente da torneira, não sendo necessário deixá-la escorrer, e o aquecimento também funciona continuamente, independentemente do uso de água quente.

Uma bomba é necessária para mover a água pelo circuito de aquecimento. O sistema é fechado, portanto, podem ser adicionados aditivos especiais ao líquido para prolongar a vida útil do equipamento – eles não entrarão no encanamento. Praticamente todas as caldeiras de circuito duplo são equipadas com automação, e essa bomba já está incorporada nelas. Se na sua caldeira não houver, ou se você estiver usando separadamente uma caldeira de circuito único e um aquecedor a gás, a instalação dessa bomba é necessária para um aquecimento de qualidade.

A segunda bomba garante a recirculação no sistema de abastecimento de água quente. Ela é instalada após todos os pontos de consumo de água, e depois dela, a água, ligeiramente resfriada após percorrer a tubulação, retorna ao boiler para repetir seu percurso até que alguém abra a torneira.

Em boilers de aquecimento indireto, há uma entrada separada para conectar a recirculação; já em tanques elétricos, essa entrada é muito rara.

A alimentação da recirculação é conectada através de uma válvula de três vias na entrada do boiler, onde normalmente se conecta a alimentação de água fria e, no caso de ligação com a caldeira, a água já aquecida.

Esquema #3 — através de um separador hidráulico

O distribuidor hidráulico é necessário para equalizar a velocidade e a pressão da água nos diferentes circuitos, para que a caldeira e as bombas possam funcionar sem interrupções. Basicamente, é um reservatório com duas ou mais entradas e saídas, através das quais os fluxos podem passar paralelamente, independentemente, se a pressão for igual, ou se misturar até estabelecer o equilíbrio.

Em vez de uma seta hidráulica pronta de fábrica, às vezes é montado um trecho de tubo com diâmetro 2 a 3 vezes maior na saída da caldeira, no qual são inseridas derivações de diâmetro normal para diferentes aparelhos. Assim, se o sistema estiver sobrecarregado e a pressão da água quente fornecida pela caldeira for insuficiente, a água do retorno, já um pouco resfriada, é misturada na linha de alimentação.

Se, pelo contrário, a capacidade da caldeira for excessivamente alta, parte do líquido quente retorna imediatamente para a caldeira, sem entrar nos circuitos de aquecimento e abastecimento de água.

Graças ao distribuidor hidráulico, o esquentador elétrico pode ser conectado tanto a uma caldeira de um circuito quanto a uma de dois circuitos. A separação dos circuitos pode ser realizada através deste sistema, e também ajudará a repor o volume de água utilizado. O melhor é designar um circuito separado para cada tipo de equipamento: esquentador e abastecimento de água, radiadores, piso aquecido, etc.

A principal desvantagem de um sistema hidráulico de múltiplos circuitos é que ele ocupa muito espaço e é bastante complexo em projeto, instalação e ajuste.

No entanto, ao instalar tal sistema, você garantirá um funcionamento longo e ininterrupto dos equipamentos em toda a casa, além de poder controlar cada circuito individualmente, até mesmo desligá-lo completamente.

Esquema #4 — conexão com boiler de passagem

Às vezes, o equipamento é instalado de forma que toda a água aquecida pela caldeira vá diretamente para o esquentador, e a partir daí é feita a distribuição para o abastecimento de água e aquecimento. Nesse caso, quando alguém abre a torneira e a pressão no sistema cai, ela é reposta pelo fornecimento de água fria para a caldeira, juntamente com o retorno ou em vez dele.

Esse esquema é o mais simples. Ele garante um AQS (Água Quente Sanitária) de qualidade: a água estará sempre quente, imediatamente e na mesma temperatura.

Mas tem uma série de desvantagens:

1. Devido ao fluxo constante de água, o esquentador, que não foi projetado para esse modo de operação, se desgastará rapidamente.
2. A temperatura da água na torneira quente será a mesma que nos radiadores – ou seja, praticamente água fervente.
3. Durante o uso de grandes volumes de água, é possível que a temperatura do ar na casa diminua.

Os pontos positivos dessa solução podem ser a pequena quantidade de equipamentos adicionais, bem como a ausência de requisitos rigorosos para os parâmetros do esquentador.

Se o esquentador elétrico for instalado com uma caldeira a gás como aquecedor de passagem, não faz sentido pagar a mais pelo volume nem por funções adicionais: apenas a qualidade do tanque é importante.

Ao conectar o esquentador de acordo com esse esquema, não se esqueça de ajustar o relé para uma temperatura baixa ou até ao mínimo, para que o elemento de aquecimento não tente aquecer a água mais do que a caldeira faria.

Caso contrário, o elemento de aquecimento funcionará constantemente, fornecendo aquecimento e consumindo centenas de quilowatts de eletricidade.

Detalhes da instalação dos componentes do sistema

Depois de decidir o método de conexão da caldeira a gás e do esquentador elétrico, é necessário planejar cuidadosamente e elaborar o esquema de tubulação, e então prosseguir com a instalação.

Etapa #1 — conexão da caldeira a gás

Esta etapa deve ser confiada a profissionais: como qualquer outro equipamento a gás, a caldeira a gás só pode ser conectada por profissionais certificados pelo serviço de gás. Isso se deve ao fato de que mesmo pequenos erros na instalação e ajuste podem ter consequências graves.

Na diversidade de saídas de uma caldeira de circuito duplo, é bem possível se confundir, e se ligar uma caldeira conectada incorretamente, o equipamento caro pode falhar.

Se, em um vazamento de água ou esgoto, você tiver apenas uma poça, no máximo alguns centímetros de água no chão, então um erro na conexão de uma caldeira a gás pode causar incêndio, explosão ou envenenamento por produtos de combustão.

Analisamos os esquemas de instalação de uma caldeira a gás de circuito duplo neste material.

Etapa #2 — instalação do boiler

O boiler elétrico, que trabalha em conjunto com a caldeira a gás, é conectado da mesma forma que no uso padrão. A única diferença é que não é fornecida água fria do encanamento, mas sim água já quente da caldeira.

Ao planejar o esquema de abastecimento de água quente com caldeira e boiler, configure sempre o termorregulador deste último para uma temperatura mais baixa do que a da caldeira.

O guia passo a passo para instalação do boiler é apresentado a seguir:

1. Na parede, é necessário fazer dois furos para buchas, na mesma distância da fixação do boiler.
2. Em seguida, insira as buchas nos furos, aparafuse os ganchos-suportes quase até o fim, e gire-os com os ganchos exatamente para cima. As fixações geralmente acompanham o boiler e são dimensionadas para suportar seu peso quando cheio de água.
3. Pendure o tanque nos ganchos, verificando se eles encaixam exatamente nos slots.
4. Faça as conexões hidráulicas à caldeira e às torneiras usando tubos de plástico, metal-plástico ou mangueiras flexíveis. Em cada conexão, instale uma válvula esfera para facilitar a manutenção do boiler.
5. Faça um desvio da válvula de segurança para o esgoto usando um tubo fino. Você também pode ignorar isso, mas então será necessário apertar o parafuso de fixação, prever um recipiente onde um pouco de água possa escorrer, e verificar manualmente o funcionamento da válvula a cada 2 semanas.
6. Conecte à rede elétrica — este procedimento é feito através de uma linha aterrada dedicada – um cabo separado puxado do medidor. Independentemente de o boiler ser ligado na tomada ou conectado diretamente ao cabo, será necessário instalar um disjuntor para proteção adicional.
7. Também é importante cuidar da isolação de qualidade, pois o ambiente pode estar úmido.

A instalação da caldeira e do boiler é a parte principal, mais simples e importante do trabalho, mas é apenas o começo. Para que interajam de forma eficaz, é necessário realizar a tubulação de acordo com um esquema previamente escolhido. Falaremos sobre os elementos desses esquemas a seguir.

Etapa #3 — conexões e equipamentos adicionais

A primeira coisa com a qual qualquer sistema relacionado à água deve começar é a instalação de um filtro para sua purificação.

A instalação de um filtro de purificação mecânica da água evitará a entrada de pequenas partículas sólidas no sistema de aquecimento e abastecimento de água e prolongará a vida útil do equipamento.

Ao escolher um filtro, lembre-se de que quanto melhor ele purificar a água, mais tempo durarão a caldeira, o aquecedor e todo o restante equipamento. Caso contrário, partículas finas da água se depositam nas paredes da serpentina e do tanque, formam incrustações no elemento de aquecimento do aquecedor, contribuem para a deterioração do tanque e levam à falha rápida de todos os componentes do sistema – desde a caldeira até a torneira da cozinha.

Porém, também não vale a pena escolher o filtro mais caro que purifique a água da torneira até o estado potável – isso é muito caro e irracional. Sistemas de filtragem com 2 a 3 níveis de limpeza mecânica de diferentes graus, desde grossa até fina, serão suficientes.

O filtro é instalado no início da cadeia, antes da conexão da água à caldeira. Fique atento à direção do fluxo – ela geralmente é indicada por setas no corpo.

Durante a operação, não se esqueça de trocar regularmente os cartuchos dos filtros, caso contrário, eles deixam de cumprir sua função e podem afetar negativamente a pressão da água.

O segundo equipamento óbvio e necessário são as válvulas esfera. Delas são necessárias muitas, são instaladas em cada conexão: antes do filtro, na entrada e saída da caldeira, nos dois tubos de conexão do aquecedor, em cada derivação da seta hidráulica, antes de cada torneira de água.

Essa quantidade de válvulas garante segurança e conforto na operação. Em determinado momento, cada componente do sistema exigirá manutenção preventiva e, possivelmente, substituição, e a possibilidade de desligar apenas ele se revelará muito importante.

Os vasos de expansão são instalados para compensar as variações de pressão no circuito de abastecimento de água ou aquecimento, causadas pela mudança de temperatura da água – por segurança.

Ao organizar o AQS através de um aquecedor, geralmente não é necessário um vaso de expansão: em caso de aumento crítico de pressão, a válvula de segurança do aquecedor atuará. Mas se o circuito de aquecimento estiver separado, essa proteção nele não será supérflua.

Além dos dispositivos listados, assim como da seta hidráulica-pente, sobre a qual falamos acima, nas tubulações são instaladas válvulas de retenção, que não permitem que o fluxo reverta mesmo quando a bomba é desligada, válvulas de segurança e de três vias, e, se necessário, uma válvula redutora de pressão.

Soluções alternativas de AQS através da caldeira

Como já mencionamos, em vez de um aquecedor elétrico, o abastecimento de água quente a partir de uma caldeira a gás pode ser organizado através de um aquecedor de aquecimento indireto.

Eles podem ter diferentes estruturas:

• com uma serpentina-bateria no interior, a partir da qual a água é aquecida;
• tanque em tanque, onde o tanque interno da rede de água é lavado e aquecido pela água do aquecimento;
• aquecimento estratificado, onde se misturam água fria, água quente e o retorno do aquecimento.

Cada um desses tipos tem suas particularidades, mas todos são mais caros que os aquecedores elétricos e mais volumosos.

Como conectar um aquecedor indireto para AQS a uma caldeira a gás, leia em um artigo separado em nosso site.

Uma torneira com controle eletrônico automático de temperatura permitirá que você sempre use água na temperatura desejada. O termostato ajustará automaticamente o fluxo de água dos canos de abastecimento de água quente e fria.

Além disso, o problema das variações de temperatura pode ser resolvido instalando um misturador com termostato: ele fornecerá água uniformemente aquecida ao misturá-la com diferentes quantidades de água fria. Esse tipo de misturador não é barato, mas geralmente é mais fácil de instalar do que reformar todo o sistema de aquecimento e água quente.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Apresentamos as principais opções para conectar um aquecedor elétrico a uma caldeira a gás doméstica. Para visualizar melhor o resultado, assista aos vídeos sobre este tópico.

Esquema simples e instruções para conectar o aquecedor à caldeira

E aqui você pode ver o sistema já montado:

Assim, conectar o aquecedor a uma caldeira de circuito duplo tornará seu uso mais confortável. Além disso, o aquecedor pode fornecer água quente sanitária (AQS) com o uso simultâneo de uma caldeira de circuito único no sistema de aquecimento.

Está montando um novo sistema de aquecimento e água quente sanitária em sua casa e deseja consultar nossos especialistas ou outros leitores sobre como conectar o aquecedor à caldeira? Conhece outros esquemas ou testou algum dos sugeridos por experiência própria? Junte-se à discussão do tópico — o bloco de feedback está localizado abaixo.