Guia Passo a Passo: Ligação Segura de Aquecedor de Água Monoelemento e Termostato

Diagrama de Ligação de Termostato de Aquecedor de Água Monoelemento

Na estação fria e gelada, precisamos de água quente. Se este não é seu caso (não minta), prefiro falar a verdade: "Eu Amo Água Quente Demais no Clima Frio e Nevado".

Bem, não estamos contando uma história de amor, mas queremos mostrar como gerenciar água quente ligando o aquecedor a gás e tutorial de instalação de ligação de aquecedor elétrico de água.

Nesta série, mostraremos como ligar diferentes aquecedores e termostatos como: aquecedor monofásico, trifásico (balanceado e desbalanceado), contínuo e não contínuo (simultâneo e não simultâneo), diagramas de ligação de termostatos com chaves e classificação de disjuntores.

No primeiro tutorial básico, mostraremos como ligar e instalar um aquecedor de água monoelemento e termostato para 120V CA monofásico (EUA), 230V CA monofásico (UE/Reino Unido) e 240V CA duas linhas EUA. Vamos começar.

Ligação de Aquecedor Monoelemento com Termostato

Um elemento único e um termostato são geralmente usados em aquecedores menores e de ponto de uso projetados para 120V ou 230V CA monofásico.

O termostato usado em aquecedor monoelemento é diferente do duplo elemento. Em outras palavras, há dois parafusos no lado direito em um termostato monoelemento fixado ao elemento, enquanto termostato duplo tem 3 parafusos no lado direito.

Ligação 120V CA Monofásico Monoelemento

Nesta ligação, a linha de fase (L) do painel principal 120V/240V (disjuntor monopolar) é conectada ao parafuso L₁ do termostato e depois saindo do terminal T₂ conectado ao elemento único. Por outro lado, o neutro (N) é conectado diretamente ao segundo terminal do elemento. A terra "G" é conectada à caixa de junção do aquecedor.

A classificação do elemento é 3kW. Como a tensão é 120V, consome máximo 25 amperes (Lei de Ohm: I = P/V). Assim, disjuntor 30A e fio bitola 8 para linha e neutro são adequados. A corrente segura máxima do disjuntor é 80%, ou seja, 30A x 0.8 = 24A. Em outras palavras, o disjuntor deve ser cerca de 125% da corrente de carga total, ou seja, 25A x 125% = 31.25A. O disjuntor 30A mais próximo pode ser usado.

Ligação 240V e 120V CA Monofásico Monoelemento

O mesmo termostato pode ser ligado para 120V CA (Linha e Neutro) e 240V CA (duas linhas ou fases). No diagrama a seguir, elemento único 3000 Watts conectado a 120V CA e 240V CA.

As ligações para 120V e 240V monofásico são as mesmas: Linha conectada ao terminal L₁ enquanto neutro ou segunda linha ao terminal L₃. O elemento é conectado ao termostato via T₂ como quente e L₄ como neutro. Preto é "Neutro", vermelho é "Fase ou Linha" e amarelo/verde para terra. Cores para ilustração e podem variar por região. Siga seus códigos e regulamentos.

Na conexão 120V, elemento 3000W consome 25A, então fios bitola 8 para neutro e linha com disjuntor/fusível 30A.

Na conexão 240V, elemento 3kW consome 12.5A, assim fio bitola 12 para ambas linhas e disjuntor 15A podem ser usados.

Diagrama 230V, 240V e 120V CA Monoelemento

O diagrama a seguir mostra diferentes conexões: monofásico 120V CA e 240V duas fases EUA (NEC) enquanto monofásico 230V CA Reino Unido e UE (IEC).

No primeiro caso, aquecedor monoelemento 2.8kW conectado a 120V CA (Linha e Neutro) consumindo 23.33 amp.

Para 120V CA monofásico (Linha e Neutro), fios bitola 8 com disjuntor 30A e chave unipolar (SPST) 30A, limite seguro 24A (30A x 80%). Ou seja, 23A x 1.25 = 28.75. Classificação mais próxima 30A adequada para aquecedor 120V, 2800 Watts.

Para 240V CA (EUA) ou 230V CA (UE/Reino Unido), aquecedor monoelemento 5.5kW conectado via disjuntor 30A e chave unipolar onde elemento consome 22.91A em 240V duas linhas e 23.91A em 230V linha e neutro.

A ligação é a mesma apesar de ambos fios conectados a L₁ e L₃ serem duas linhas quentes no caso 240V, enquanto L₁ é Quente e L₃ Neutro no caso 230V. Para 22.91A ou 23.91A, fio bitola 10 é adequado com chave 30A e disjuntor de proteção como mostrado.

Bom Saber:

• Termostato duplo elemento pode ser usado para aquecedor monoelemento.
• Termostato monoelemento não pode ser usado para aquecedor duplo elemento.
• Termostato monoelemento só pode ser usado para duplo elemento no caso de operação simultânea (contínua) de elementos redundantes que precisam ligações diferentes (mostraremos nos próximos posts).
• Elemento 240V CA pode ser conectado a 120V CA.
• Elemento 120V CA não pode ser usado para 240 ou 230V.
• Termostato superior 240V não pode ser usado com aquecedor monoelemento pois parece similar ao termostato superior duplo. Cuidado ao substituir.
• Disjuntor 30A e fio bitola 10 podem ser usados em aquecedor 240V CA
• Chave 15A, 120V pode ser usada em circuito 20A, 120V.
• Chave 20A, 120V não pode ser usada em circuitos domésticos 15A, 120V.
• Chave 120V não pode ser usada em circuitos 240V e vice-versa.
• Chave 240V pode ser usada em circuito 120V se classificação de ampérage for a mesma.
• Chave 120V não pode ser usada em circuito 240V mesmo se classificação em amperes for a mesma.
• Disjuntor superdimensionado pode danificar aquecedor ou aparelhos conectados e até causar incêndio por superaquecimento.
• Chave superdimensionada é OK mas classificação menor que corrente de carga pode derreter contatos.
• Disjuntor subdimensionado ou mesma classificação com carga pode desarmar e rearmentar repetidamente. Use disjuntor do tamanho correto.

Além disso, uma chave classificada para:

• 120V só pode ser usada para 120V.
• 240V pode ser usada para 120V, 240V mas não para 277V (aplicações comerciais)
• 120-277 pode ser usada para 120V, 240V e 277V.

Tabela de Proteção Disjuntor e Bitola de Fio para Aquecedor

O gráfico a seguir mostra tamanho do disjuntor em amperes e bitola de fio de cobre para 120V, 208V e 240V CA.

Potência do Elemento	Tamanho do Disjuntor			Bitola de Fio de Cobre
	120V	208V	240V	120V	208V	240V
1500	20 A	15 A	15 A	12	14	14
1700	20 A	15 A	15 A	12	14	14
2000	25 A	15 A	15 A	10	14	14
2500	30 A	15 A	15 A	10	14	14
3000	35 A	20 A	20 A	8	12	12
3500	–	25 A	20 A	–	10	12
3800	–	25 A	20 A	–	10	12
4000	–	25 A	25 A	–	10	10
4500	–	30 A	25 A	–	10	10
5000	–	30 A	30 A	–	10	10
5500	–	35 A	30 A	–	8	10
6000	–	40 A	35 A	–	8	8
9000	–	–	50 A	–	–	8

Menos de 1500 Watts pode ser ligado com bitola 14 com proteção 15A. Siga códigos locais.

Abaixo está a tabela de disjuntor/fusível proteção sobrecorrente em amperes e bitola de fio baseada na Tabela NEC 310-16 considerando temperatura 75°C para elementos 3kW a 12kW para 208V, 240V, 277V e 480V CA.

Potência do Elemento	Fases	Tamanho do Disjuntor (Amp)				Bitola de Fio de Cobre
		208V	240V	277V	480V	208V	240V	277V	480V
3kW	1	20 A	20 A	15 A	15 A	12	12	14	14
	3	20 A	20 A	–	15 A	12	12	–	14
3.8kW	1	25 A	20 A	–	–	10	10	–	–
	–	–	–	–	–	–	–	–	–
4kW	1	25 A	25 A	20 A	15 A	10	10	12	14
	3	25 A	25 A	–	15 A	10	10	–	14
4.5kW	1	30 A	25 A	25 A	15 A	10	10	10	14
	3	30 A	25 A	–	15 A	10	10	–	14
5kW	1	30 A	30 A	25 A	15 A	10	10	10	14
	3	30 A	30 A	–	15 A	10	10	–	14
5.5kW	1	35 A	30 A	25 A	15 A	8	10	10	14
	3	35 A	30 A	–	15 A	8	10	–	14
6kW	1	40 A	35 A	30 A	20 A	8	8	10	12
	3	35 A	30 A	–	15 A	8	10	–	14
8kW	1	50 A	45 A	40 A	25 A	8	8	8	10
	3	45 A	40 A	–	20 A	8	8	–	12
9kW	1	–	50 A	45 A	25 A	–	8	8	10
	3	50 A	45 A	–	25 A	8	8	–	10
10kW	1	–	–	50 A	30 A	–	–	8	10
	3	–	50 A	–	25 A	–	8	–	10
11kW	1	–	–	50 A	30 A	–	–	8	10
	3	–	50 A	–	25 A	–	8	–	10
12kW	1	–	–	–	35 A	–	–	–	8
	3	–	–	–	30 A	–	–	–	10

Códigos de Cor de Fiação IEC e NEC

Código de Cor de Fiação:

Os códigos de cor variam em diferentes regiões. Você pode usar códigos específicos da área, ou seja, IEC – Comissão Eletrotécnica Internacional (Reino Unido, UE etc) ou NEC (Código Elétrico Nacional [EUA e Canadá] onde:

NEC:

• Monofásico 120V CA:

Preto = Fase ou Linha, Branco = Neutro e Verde/Amarelo = Condutor de Terra

• Trifásico 240V, 208V ou 277 CA:

Preto = Fase 1 ou Linha 1, Vermelho = Linha 2, Azul = Linha 3 & Branco / Cinza = Neutro e Verde/Amarelo = Condutor de Terra

IEC:

• Monofásico 230V CA:

Marrom = Fase ou Linha, Azul = Neutro e Verde = Condutor de Terra

• Trifásico 400V ou 415V CA:

Cinza= Fase 1 ou Linha 1, Preto = Linha 2, Marrom = Linha 3, Azul = Neutro e Verde= Condutor de Terra

As tabelas de bitola de fio e tamanho de disjuntor para aquecedor são dadas abaixo como referência para download posterior.

Precauções Gerais

• Eletricidade é nossa inimiga, se você der chance de matar, lembre-se, nunca errarão. Leia todas cautelas e instruções ao fazer este tutorial na prática.
• Não adivinhe. Sempre desligue a fonte de energia desligando o disjuntor principal antes de serviços, reparos ou instalação de equipamentos elétricos.
• Use tensão e classificação de ampérage adequadas do interruptor com tamanho de fio apropriado e disjuntor de tamanho correto conforme classificação de carga.
• Nunca tente trabalhar com eletricidade sem orientação e cuidado adequados.
• Trabalhe com eletricidade apenas na presença de pessoas com bom conhecimento, prática e experiência que saibam lidar com eletricidade.
• Leia todas instruções e cautelas e siga-as rigorosamente.
• Fazer seu próprio trabalho elétrico é perigoso e ilegal em algumas áreas. Contate eletricista licenciado ou empresa de energia antes de praticar qualquer mudança na ligação elétrica.
• O autor não será responsável por perdas, ferimentos ou danos decorrentes da exibição ou uso desta informação ou se você tentar qualquer circuito no formato errado. Por favor! Tenha cuidado porque é tudo sobre eletricidade e eletricidade é muito perigosa.

Neste post básico, discutimos a ligação de aquecedor elétrico monoelemento e termostato. Nos próximos posts, mostraremos simultâneo e não simultâneo, instalação trifásica e como controlá-los. Deixe sugestões valiosas nos comentários ou se precisar de ajuda com tutorial específico. Fique ligado e compartilhe com amigos.