Consumo de energia dos diferentes tipos de caldeiras

Para obter água a ferver ou simplesmente água quente em várias circunstâncias, as caldeiras eléctricas revelam-se uma opção conveniente. Existem diferentes variações, como o volume de líquido que aquecem, tipos funcionais e níveis de desempenho. Uma caraterística crucial a considerar para cada aparelho de aquecimento é o consumo de energia, i.e., a quantidade de eletricidade que utiliza. Igualmente importante é determinar a corrente que estas caldeiras consomem. O tipo e a magnitude da corrente determinam a aplicabilidade do dispositivo em condições operacionais específicas.

As caldeiras disponíveis podem ser classificadas em três categorias distintas.

Caldeiras de imersão

Um tipo de aparelho fácil, económico e bem conhecido para aquecer líquidos. Criado com o objetivo de produzir água a ferver em pequenas quantidades. Na realidade, destinam-se a ferver não mais de 1 litro de água, o que equivale a 1-2 canecas.

O modelo padrão consiste num elemento de aquecimento de bobina metálica com um cabo que se liga a uma tomada eléctrica. A bobina é mergulhada num recipiente cheio de água e depois retirada quando a água atinge o ponto de ebulição.

Caldeiras de imersão convencionais

A potência das caldeiras de imersão disponíveis no mercado situa-se normalmente entre os 500 e os 1500 watts, sendo raramente superior. Raramente se justifica a utilização de caldeiras eléctricas de imersão com potências superiores. Estas caldeiras consomem um máximo de 10 amperes numa rede de 220 volts. No entanto, a sua produtividade é limitada. Normalmente, um aparelho de 500 watts demora entre 5 a 10 minutos a ferver 0.5 – 1 litro de líquido. Mas se precisar de ferver 2 litros de uma só vez, precisará de uma caldeira eléctrica com uma capacidade de 1.5 quilowatts.

Existem também versões automóveis destas caldeiras, que podem ser alimentadas por uma fonte de corrente constante de 12V ou 24V. Estão equipadas com uma ficha que pode ser inserida na tomada de isqueiro do automóvel.

Uma caldeira de imersão equipada com uma ficha de carro é uma opção conveniente para viagens de carro ao campo. No entanto, o seu desempenho é bastante baixo, consumindo normalmente 120 W e demorando mais de 10 minutos a ferver apenas 0.5 litros de água.

Estes modelos são frequentemente designados por "canecas de ferver" devido ao seu pequeno volume (0.5 – 1 litro) e elemento de aquecimento de baixa potência. No entanto, é mais correto classificá-las como mini chaleiras.

Vantagens:

• Tamanho compacto, o que a torna facilmente transportável para viagens onde não estão disponíveis outros dispositivos de aquecimento
• Acessibilidade

Desvantagens:

• Baixa potência e desempenho
• Necessita de um prato separado para a imersão
• Falta de características de segurança na maioria dos modelos
• Potencial risco de incêndio

Uma das principais características destes poderosos dispositivos é o facto de não estarem ligados à rede de abastecimento de água. Em vez disso, a água tem de ser vertida manualmente ou bombeada com ferramentas simples. Estes dispositivos estão disponíveis em tamanhos que variam entre 5 e 40 litros, o que os torna adequados tanto para uso industrial como doméstico. No entanto, são particularmente eficazes em estabelecimentos alimentares mais pequenos, como cafés e bares. São também cómodos para os empregados de pequenas empresas utilizarem. Estes aparelhos são alimentados por uma rede eléctrica de 220 volts.

Os elementos de aquecimento destes aparelhos variam entre 1 e 3 kW, o que corresponde a um consumo de corrente de 5 a 15 amperes.

Para atingir um nível de produtividade de 30 litros por hora, é necessário um elemento de aquecimento com uma capacidade de 2 kW.5 a 3 kW são necessários.

Caldeiras a granel com uma capacidade de 3.2 kW e uma produção horária de 30 litros.

Quando se trata de caldeiras de 1 a 1.5 kW, os seus níveis de produtividade não são geralmente especificados. No entanto, normalmente não ultrapassa os 15 a 20 litros por hora.

Caldeiras a granel com uma potência de 1.15 kW disponíveis.

A maioria destas unidades funciona com o "thermopot" O princípio de funcionamento é o seguinte: uma vez que a água tenha atingido a temperatura desejada, mantêm a temperatura de todo o volume dentro de um intervalo específico. São fornecidas com termoreguladores para regular os diferentes níveis de temperatura. Os mecanismos de segurança impedem que o dispositivo funcione com água insuficiente.

Um tipo de caldeira é a caldeira eléctrica do tipo géiser, concebida para a preparação de chá ou café. O seu aspeto exterior é muito semelhante. Nos modelos de géiser, a parte superior do coador fica exposta ao vapor quente da água a ferver. Este método é utilizado para variedades grosseiras de café e chá.

Fervedor de água tipo géiser

Vantagens

• Portabilidade. O dispositivo pode ser utilizado ao ar livre, uma vez que não está ligado a uma fonte de água. Necessita apenas de uma fonte de alimentação de 220 volts.
• Eficiência. Consome relativamente pouca eletricidade e não necessita de fazer funcionar constantemente os seus elementos de aquecimento.
• Acessibilidade. É uma das opções menos dispendiosas entre os aparelhos de tipo industrial.

Desvantagens

• Reabastecimento manual de água. O nível de água no aparelho deve ser controlado e a água deve ser obtida de algum lugar para reabastecer o recipiente.
• Baixa produtividade. No entanto, para estabelecimentos com 20-30 clientes, continuam a ser eficazes.

A principal diferença é que as caldeiras eléctricas, também conhecidas como caldeiras de ação constante, estão permanentemente ligadas ao abastecimento de água. Esta categoria inclui as variantes industriais mais potentes e produtivas. São capazes de assegurar um fornecimento constante de água quente em grandes quantidades, até 100 litros por hora ou mais. A sua principal aplicação é em estabelecimentos de restauração em grande escala e outras organizações públicas que servem centenas de pessoas.

Nestes sistemas, a automatização monitoriza a disponibilidade de água na caldeira. Quando a água quente é utilizada, o volume é automaticamente reabastecido e o processo de aquecimento é retomado. É necessário um dreno para o condensado resultante.

Esquema estimado das caldeiras de fluxo

Os modelos contemporâneos funcionam com o conceito de aquecimento progressivo. Uma parte do volume num recipiente separado é aquecida até atingir a temperatura máxima, da qual é extraída para utilização. Este modo de aquecimento resulta na conservação de energia e evita a ebulição repetida. Utilizando um misturador na torneira de saída, é possível misturar a água a ferver com água fria.

Estas caldeiras estão disponíveis tanto em configuração de bancada como de parede.

As caldeiras murais de fluxo contínuo estão disponíveis num tamanho de 5 litros, com uma potência de 12 kW e uma tensão de 380 V. Têm uma capacidade de 110 litros por hora.

Alguns modelos podem ser ligados a uma rede eléctrica de 220 volts, mas os mais potentes necessitam de uma tensão de rede trifásica de 380 volts. Os elementos de aquecimento destas caldeiras podem consumir entre 5 e 20 kW de potência. Este nível de potência requer um fluxo de corrente de dezenas de amperes, que pode exceder as capacidades da cablagem doméstica.

No entanto, existem também aquecedores de passagem compactos com uma capacidade que varia entre 3 e 10 litros. É claro que, para aquecer apenas 5 litros de água, pode ser mais económico utilizar caldeiras de vazamento. A decisão de escolher um aquecedor de passagem com estas capacidades baseia-se na comodidade que oferecem. Apesar do seu pequeno tamanho e da potência de 2 – 3 kW, estes aquecedores podem fornecer até 20 litros de água a ferver por hora sem necessidade de reabastecimento constante. Uma das vantagens destes pequenos aparelhos é o facto de poderem ser facilmente ligados a uma fonte de alimentação de 220 V.

Estão disponíveis caldeiras de fluxo com uma capacidade de 3 litros e uma potência de 2 kW a 220 V.

Para atingir níveis de produtividade elevados, de dezenas de litros por hora, os aquecedores devem ter uma potência mínima de 10 kW. Por exemplo, uma caldeira de fluxo com uma potência de 13 kW pode produzir até 120 litros de água a ferver por hora.

Uma das caldeiras de fluxo mais eficientes do mercado pode produzir 180 litros de água a ferver por hora, consumindo 19.2 kW de energia.

Estes aparelhos só podem ser ligados a uma rede trifásica que funcione a 380 V.

As caldeiras de fluxo têm uma capacidade de 180 litros/hora e uma potência de 19.2 kW, funcionando a uma tensão de 380 V.

Vantagens:

• Grandes volumes e elevada produtividade
• Sem necessidade de reabastecimento manual
• Automatização completa do processo de aquecimento e ebulição. Os sistemas de automação garantem a manutenção do nível de água, a temperatura desejada, a drenagem das porções em excesso e a paragem de emergência quando necessário.

Desvantagens:

• Requer ligação a redes eléctricas industriais
• Consome grandes quantidades de energia
• Caro