Conexión de la caldera eléctrica Thermona THERM EL al sistema de calefacción – esquemas de conexión y requisitos hidráulicos

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Conexión de la caldera eléctrica Thermona THERM EL al sistema de calefacción – esquemas de conexión y requisitos hidráulicos

La caldera eléctrica Thermona THERM EL es un dispositivo compacto con bomba circuladora integrada, vaso de expansión y válvula de seguridad – sin embargo, su correcta integración en el sistema de calefacción no es una cuestión trivial. De la práctica sé que la mayoría de los problemas que aparecen en la primera temporada de calefacción no tienen su origen en la propia caldera, sino en la conexión hidráulica: sistema insuficientemente desaireado, volumen de agua demasiado pequeño, vaso de expansión mal ubicado o bomba circuladora faltante o sobredimensionada. En este artículo me centro en todas las áreas clave – desde la elección del esquema de conexión hasta las dimensiones concretas de las tuberías, pasando por el ajuste de la válvula de seguridad y el relleno de agua en el sistema.

Si busca información sobre la elección de la potencia de la caldera o comparación de modelos, le recomiendo visitar los artículos Cómo elegir la caldera eléctrica Thermona THERM EL y ¿Qué potencia de caldera eléctrica Thermona THERM EL necesito para mi casa? en el Centro de Conocimiento. Aquí nos centraremos exclusivamente en la hidráulica y la conexión.

Qué componentes están integrados en la caldera y qué hay que añadir desde el exterior

Antes de pasar a los esquemas, es necesario conocer qué componentes incluye de serie la Thermona THERM EL, ya que esto influye directamente en lo que debe resolverse durante la instalación.

Todos los modelos de la serie THERM EL (es decir, THERM EL 8, THERM EL 15, THERM EL 23, THERM EL 30 y THERM EL 38) incluyen de serie:

Bomba circuladora (velocidad preestablecida por el fabricante, normalmente de 3 velocidades)
Vaso de expansión interno de 8 litros con presión previa de 1,0 bar
Válvula de seguridad ajustada a 3,0 bar (presión de apertura)
Desaireador (tipo flotador automático) en el puerto de salida
Manómetro (medidor de presión) visible desde la cara frontal
Sensores de temperatura de retorno y salida
Sensores de flujo (interruptor de flujo) – protección contra funcionamiento sin agua

Qué componentes no incluye la caldera y deben añadirse durante la instalación:

Válvula de llenado y purga (grifo con válvula de retención)
Filtro de impurezas (separador magnético o filtro de malla) antes del puerto de retorno
Válvula termostática o conjunto de mezcla (en caso de calefacción por suelo radiante)
Otro vaso de expansión en sistemas grandes (volumen de agua superior a unos 80 litros)
Válvulas de equilibrado en las ramas, si el sistema tiene múltiples circuitos

Esquema básico de un circuito – conexión directa de un sistema de radiadores

Esta es la configuración más común y sencilla: la caldera está conectada directamente al sistema de radiadores sin válvula de mezcla. Adecuada para la mayoría de las casas unifamiliares con radiadores convencionales de panel o de sección y una diferencia de temperatura de 70/50 °C o 60/40 °C.

En este esquema se aplican las siguientes normas hidráulicas: el puerto de salida de la caldera (DN 25, rosca G 1" interior) se conecta directamente a la red principal. La tubería de retorno vuelve antes de la bomba de la caldera. El filtro de impurezas es obligatorio y se coloca en el retorno lo más cerca posible de la caldera – protege la bomba y el sensor de flujo frente a magnetita y lodos. La válvula de llenado (combinación de grifo de llenado y válvula de retención, o bien conjunto de llenado automático) se instala también en el retorno.

Dimensionamiento de tuberías y caudales – valores concretos

Uno de los errores más frecuentes durante la instalación de calderas eléctricas es la subdimensionación o sobredimensionación de la tubería de alimentación. Aunque la caldera tiene una bomba integrada, su presión máxima de transporte está limitada – normalmente entre 150 y 200 Pa disponibles tras restar las propias pérdidas hidráulicas de la caldera.

Diámetros mínimos recomendados de tubería según la potencia de la caldera y una diferencia de temperatura de 20 K (es decir, 70/50 °C):

Modelo	Potencia máxima (kW)	Caudal mínimo (l/min)	Dimensión recomendada de tubería	Puertos de la caldera
THERM EL 8	8 kW	≥ 5,7 l/min	DN 20 (3/4")	G 1" (DN 25)
THERM EL 15	15 kW	≥ 10,7 l/min	DN 20–25	G 1" (DN 25)
THERM EL 23	23 kW	≥ 16,4 l/min	DN 25	G 1" (DN 25)
THERM EL 30	30 kW	≥ 21,5 l/min	DN 25–32	G 1" (DN 25)
THERM EL 38	38 kW	≥ 27,2 l/min	DN 32	G 1" (DN 25)

Atención: los cuellos de la caldera son G 1" incluso en modelos más grandes. Si diseña una tubería DN 32, debe realizar una reducción detrás del cuello de la caldera y prestar atención a que la zona de expansión detrás de la reducción no sea demasiado corta – de lo contrario, pueden surgir problemas con el flujo y el aire.

El caudal mínimo indicado en la tabla se calcula con la fórmula: Q (l/min) = P (kW) × 860 / (ΔT × 60), donde ΔT es el salto térmico en °C. Con un salto de 20 K y una potencia de 8 kW obtenemos unos 5,7 l/min. La caldera tiene un interruptor de flujo integrado que apaga la caldera si el caudal cae por debajo del caudal mínimo – por lo tanto, si el sistema está mal equilibrado hidráulicamente, la caldera puede apagarse y encenderse cíclicamente.

Esquema de doble circuito – radiadores y suelo radiante (conjunto de mezcla)

En nuevas construcciones y reformas se combina cada vez más frecuentemente un circuito de radiadores de alta temperatura con un circuito de suelo radiante de baja temperatura. Para la caldera THERM EL no es un problema, pero es necesario incluir en el esquema una válvula termostática de tres vías con su propia bomba circuladora para el circuito del suelo radiante.

En este esquema hay que resolver la dispersión hidráulica: la bomba de la caldera (B1, integrada en la caldera) abastece el circuito de radiadores y el lado primario de la válvula de mezcla. La bomba secundaria del circuito del suelo radiante (B2) es independiente y controlada por el termostato del suelo radiante. La válvula de mezcla regula la temperatura del agua para el suelo normalmente entre 30–45 °C según la compensación exterior o el termostato ambiental.

Nota práctica: En el caso de una THERM EL 23 instalada en una casa más antigua con calefacción por suelo radiante instalada posteriormente en la planta baja, me he encontrado repetidamente con el problema de un flujo insuficiente en los circuitos de radiadores tras encender la bomba B2. Causa: ambas bombas actúan entre sí y la bomba interna de la caldera no es suficiente. La solución fue instalar un separador hidráulico (hydraulic separator) entre la caldera y ambos circuitos – de este tipo de variante hablaré en la siguiente parte.

Separador hidráulico – cuándo y por qué usarlo

El separador hidráulico (también llamado separador hidráulico o low-loss header) es un corto colector que conecta el circuito primario (de la caldera) y los circuitos secundarios (de consumo) de manera que sus caudales no se influyan mutuamente. Para THERM EL el uso del separador es obligatorio siempre que:

El sistema tenga más de un circuito secundario con su propia bomba
El caudal total de los circuitos secundarios pueda ser mayor que el caudal de la bomba interna de la caldera
El sistema contenga calefacción por suelo radiante con una mayor superficie (superficie > 80 m² de suelo)
Esté conectado un acumulador de ACS con una bomba de carga
Combinen THERM EL con un acumulador

La válvula de desviación hidráulica debe dimensionarse de manera que su velocidad de flujo interior no supere los 0,1–0,15 m/s. Esto garantiza que las capas térmicas en la válvula de desviación no se pierdan y los circuitos secundarios reciban agua a temperaturas que correspondan a sus necesidades. Para THERM EL 38 recomiendo una válvula de desviación con un diámetro de al menos DN 50 y una longitud mínima de 400 mm.

Vaso de expansión – cuándo el interno no es suficiente y es necesario añadir uno externo

El vaso de expansión integrado en la caldera tiene un volumen de 8 litros y está preajustado a una presión de 1,0 bar. Esta capacidad es suficiente para un sistema con un volumen total de agua de hasta unos 70–80 litros. Si el sistema es mayor, debe añadirse un vaso de expansión membrana externo.

El procedimiento de cálculo del volumen necesario del vaso de expansión es el siguiente: el volumen de agua en el sistema (V_s) se multiplica por el coeficiente de dilatación del agua (en un rango de temperatura de 10–80 °C es de unos 0,0287), el resultado se divide por la rendimiento del vaso (depende de la presión de preajuste y de la presión máxima de funcionamiento). Una fórmula sencilla para una estimación rápida: V_EN (l) = V_s × 0,05 – es decir, por cada 100 litros de agua en el sistema se necesitan al menos 5 litros de capacidad de expansión. El vaso interno de 8 l cubrirá así un sistema con un volumen de unos 160 litros (con una proporción de 0,05), lo que en la práctica corresponde a un sistema de radiadores típico de una casa con una superficie de unos 100–150 m².

En casas más grandes o sistemas con calefacción por suelo radiante (donde hay una gran cantidad de agua en los circuitos) es muy común la necesidad de un vaso de expansión externo. El vaso externo se instala en la tubería de retorno, lo más cerca posible de la caldera, antes de la bomba. Su presión de preajuste debe corresponder a la altura estática del sistema de calefacción: 0,1 bar por cada metro de altura, más una reserva de seguridad de 0,2 bar. En una casa de dos plantas con una altura del sistema de 5 m, ajustarás la presión de preajuste a 0,5 + 0,2 = 0,7 bar.

Válvula de seguridad – instalación correcta y drenaje

La válvula de seguridad integrada de 3,0 bar está ubicada en la tubería de salida de la caldera. Su tubería de desagüe debe llevarse a un espacio seguro – lo mejor es hacia un desagüe o a un sumidero. Este es un punto que a veces se olvida durante las instalaciones y el instalador deja simplemente la tubería de desagüe colgando en el aire sobre la caldera. Al abrir la válvula (sobrepresión > 3 bar), el agua caliente puede causar daños o heridas si no hay un desagüe.

La válvula de seguridad no debe tener ningún elemento de cierre delante de ella. Tampoco debe conectarse directamente a la red de alcantarillado sin un espacio de aire – el agua de la red podría succionarse de vuelta al sistema en caso de presión negativa.

Conexión a un tanque de acumulación – esquema con puffer

La caldera eléctrica combinada con paneles fotovoltaicos o con una tarifa HDO (control remoto masivo) utiliza eficazmente un tanque de acumulación térmica (puffer). Durante la tarifa barata o el exceso de energía solar, el puffer se carga al máximo, la caldera puede permanecer apagada más tiempo y el calor se transfiere desde el depósito. Esta configuración es cada vez más común en instalaciones de THERM EL 30 y modelos de mayor potencia.

El esquema es análogo al de la válvula de desviación hidráulica: la caldera está conectada al circuito primario, el tanque de acumulación (300–1 000 litros) actúa como separador hidráulico, los circuitos secundarios (radiadores, suelo, TUV) están conectados detrás del tanque. La temperatura del agua en el tanque se supervisa con dos sensores (superior e inferior), la regulación de la caldera reacciona al estado de carga del tanque.

Importante advertencia para la práctica: Si el tanque de acumulación es mayor (≥ 500 l), el volumen de agua en el sistema aumenta significativamente – el vaso de expansión interno de 8 litros no es suficiente. Con un tanque de acumulación de 500 litros y una distribución normal, calcula con un volumen total de agua de 600–800 litros, lo que requiere un vaso de expansión externo de 30–50 litros.

Desaireado del sistema – procedimiento y errores comunes

Las calderas eléctricas como Thermona THERM EL son más sensibles al aire que las calderas de gas con un intercambiador térmico más grande. El aire en el sistema provoca:

Ruido en el flujo (burbujeo, chapoteo en las tuberías)
Fallo del sensor de flujo – la caldera piensa que el agua no fluye y se apaga por protección
Calentamiento localizado del elemento de resistencia, lo que reduce su vida útil
Procesos de corrosión en presencia de oxígeno disuelto en el agua

Procedimiento correcto de desaireado tras el primer llenado:

Llenar el sistema con agua fría a través de la válvula de llenado a una presión de 1,5 bar
Abrir las válvulas de desaireado en todos los radiadores – comenzar por el más bajo, terminar por el más alto
Encender la caldera en bajo rendimiento (menor nivel) y dejar que la bomba funcione 10–15 minutos
Desairear nuevamente todos los radiadores – el aire se liberará al calentarse
Comprobar la presión en el sistema y, en caso de caída, añadir agua
Repetir los pasos 3–5 una vez más, luego cerrar la válvula de llenado
Encender la caldera a plena potencia y observar el manómetro durante 30 minutos

Los desaireadores automáticos en la caldera y posiblemente en el colector de suelo radiante deben estar siempre abiertos durante los primeros días de funcionamiento, después se pueden sellar (si el tipo de desaireador permite el cierre).

Calidad del agua y protección contra la corrosión

Thermona en su documentación recomienda que el agua de llenado cumpla con los parámetros para sistemas de calefacción según la norma STN EN 14868. En la práctica, esto significa:

Dureza total del agua: máximo 2,0 mmol/l (aprox. 20 °dH) – el agua más dura debe suavizarse
pH: 7,5 – 9,0 a 25 °C
Contenido de cloruros: máximo 50 mg/l
Contenido de oxígeno: máximo 0,1 mg/l (alcanzable mediante desgasificación o sellado adecuado del sistema)

En zonas con agua dura (Bratislava, parte del centro de Eslovaquia) la dureza del agua corriente es de 3–5 mmol/l. La cal que se deposita en los elementos de resistencia (tubos) reduce drásticamente su vida útil – una capa fina de cal de 1 mm aumenta la temperatura superficial del elemento en decenas de grados y el elemento se agrieta o quema. La solución es una estación de mezcla con descalcificador, o un llenado único con agua destilada o DI seguido de un aditivo inhibidor de corrosión.

Presión inicial de funcionamiento y ajuste del sistema

La presión de funcionamiento del sistema frío (20 °C) debería ser de 1,0–1,5 bar. Al calentar hasta 70–80 °C, la presión en el sistema cerrado aumentará en unos 0,4–0,8 bar (depende del volumen de agua y del vaso de expansión). La presión de funcionamiento final del sistema caliente debería ser de 1,5–2,5 bar. Si ajusta la presión del sistema frío a 2,0 bar, al calentar puede superar los 3,0 bar y la válvula de seguridad se abrirá – esto representa una carga innecesaria para la válvula y se pierde agua.

Regla práctica: llene el sistema a una presión igual a la presión previa del vaso de expansión + 0,2 bar. Para un vaso con presión previa de 1,0 bar, llene a 1,2 bar. Una caída de presión por debajo de 0,8 bar en el sistema frío indica pérdida de agua o aire en el vaso de expansión.

Errores típicos en el acople hidráulico – experiencias prácticas

En años de trabajo con clientes y fontaneros he encontrado varios problemas recurrentes:

Válvulas de cierre en la válvula de seguridad: El fontanero instaló una válvula de bola delante de la válvula de seguridad para poder desmontarla fácilmente. Al olvidar cerrar la válvula de bola, la válvula de seguridad quedó bloqueada – cuando la presión aumentó, la caldera se averió al agrietarse la brida del intercambiador térmico.
Ausencia de filtro de impurezas: Un antiguo circuito de tuberías de acero sin separador magnético suministraba a la caldera una gran cantidad de magnetita (lodo negro). El interruptor de flujo se atascaba cada pocos días, la caldera informaba de una avería P5. El filtro magnético resolvió el problema definitivamente.
Tubería de salida demasiado delgada: En una reforma de la casa el fontanero conservó las tuberías originales de 1/2" y simplemente conectó la nueva caldera eléctrica. El THERM EL 23 no podía alcanzar el flujo mínimo, el elemento calefactor se sobrecalentaba cíclicamente y la caldera se detenía repetidamente por una temperatura de salida > 85 °C.
Ubicación incorrecta del sensor de temperatura de retorno: Si el sensor de temperatura de retorno está demasiado lejos de la caldera y hay un tramo largo de tubería no aislada, la caldera se apaga prematuramente (la temperatura de retorno es menor que la real, la medición está distorsionada).
Falta de aislamiento de las tuberías: La caldera eléctrica es más costosa de operar que la de gas – cada vatio perdido en tuberías no aisladas paga con energía eléctrica. El aislamiento de las tuberías es especialmente importante en una caldera eléctrica.

Requisitos especiales para el suelo radiante

El suelo radiante requiere una temperatura máxima del agua de 55 °C (la mayoría de los fabricantes de mortero y capa de rodadura), mientras que la temperatura de funcionamiento habitual es de 30–45 °C. La caldera THERM EL sin una unidad de mezcla no permite ajustar la temperatura de salida a 35 °C – la temperatura mínima ajustable depende del modelo y está entre 30–45 °C, y la regulación se realiza mediante encendido escalonado.

Si el THERM EL está destinado exclusivamente a un circuito de suelo radiante sin radiadores, puede ajustar la temperatura máxima de salida directamente en la caldera a 50 °C y regular el encendido/apagado de la caldera mediante un termostato. Esta es una solución funcional para pequeñas superficies de calefacción por suelo (hasta 80–100 m²). Para superficies más grandes o combinaciones con radiadores, es obligatorio un termostato de mezcla de tres vías con una bomba secundaria.

Los circuitos de suelo radiante deben equilibrarse hidráulicamente mediante válvulas de regulación en el colector. La longitud máxima de un circuito es de 100–120 m (depende del diámetro de la tubería), en circuitos más largos la caída de presión es demasiado alta y el flujo es desigual. Normalmente se utilizan tuberías de 2 m de PE-RT o PEX de diámetro 16×2 o 20×2 mm con un espaciado de 10–20 cm.

Conexión de un termostato exterior y unidad de control

La Thermona THERM EL tiene bornes para conectar un termostato de ambiente (bornes marcados TA en el distribuidor de la caldera, contacto sin tensión) y bornes para compensación exterior (OpenTherm o regulador climático). El uso de la regulación climática (la temperatura de salida depende de la temperatura exterior) es ventajoso desde el punto de vista hidráulico: en temperaturas suaves, la caldera calienta el agua solo a 45–50 °C, lo que reduce las pérdidas y prolonga la vida útil del sistema completo.

Desde el punto de vista hidráulico es importante que el termostato del circuito de suelo radiante esté eléctricamente conectado con la bomba secundaria de forma que la bomba siga funcionando al menos 5 minutos después de cerrar el termostato – el llamado "parada suave" de la bomba. Esto evita picos térmicos en el colector del suelo al detener bruscamente el flujo.

Resumen de requisitos hidráulicos – lista de verificación

✓ Tubería dimensionada para el flujo mínimo según la potencia (véase la tabla anterior)
✓ Filtro magnético o filtro de malla delante del cuello de retorno de la caldera
✓ Válvula de llenado y vaciado en el retorno
✓ Válvula de purga en cada radiador y en el punto más alto de la red
✓ Vaso de expansión – externo, si el volumen de agua > 80 l o sistema con acumulación
✓ Válvula de seguridad con tubería de desagüe libre hacia el desagüe
✓ Válvula de bypass hidráulico en múltiples circuitos secundarios
✓ Mezclador termostático para el circuito de suelo (máx. 55 °C)
✓ Calidad del agua de llenado (dureza, pH, cloruros) en el rango normativo
✓ Aislamiento de todas las tuberías fuera de los espacios calefactos
✓ Válvulas de equilibrado en ramas con diferencias de caída de presión > 20 %

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Puedo conectar directamente el THERM EL a un circuito de suelo radiante sin válvula de mezcla?

Solo si se trata de una pequeña superficie (hasta unos 60–80 m²) y ajusta la temperatura máxima de la caldera a 50 °C. Para superficies más grandes o una capa de rodadura sensible (madera, vinilo) es obligatorio un termostato de mezcla. Sin válvula de mezcla existe el riesgo de sobrecalentamiento del mortero y grietas en la capa de rodadura.

¿Qué presión debo ajustar al llenar el sistema?

Llene el sistema con agua fría a una presión igual a la presión previa del vaso de expansión + 0,2 bar. El vaso integrado tiene una presión previa de 1,0 bar, por lo tanto, la presión de llenado correcta es de 1,2 bar. La presión de medición a una temperatura de funcionamiento de 70 °C debería estar en el rango de 1,6–2,4 bar. Si la presión del sistema frío está por debajo de 0,8 bar o por encima de 2,0 bar, es necesaria una corrección.

¿Necesito una válvula de bypass hidráulico si tengo solo radiadores y la caldera THERM EL?

No, en un solo circuito de radiadores sin bomba propia no es necesaria una válvula de bypass hidráulico. La bomba integrada de la caldera es suficiente para un sistema de calefacción por radiadores sencillo de una casa unifamiliar típica. Instale una válvula de bypass solo cuando agregue otro circuito (suelo, TUV, acumulación) con su propia bomba.

¿Qué puede ocurrir si olvido el filtro de impurezas?

En un sistema con tuberías de acero antiguas se acumulará suficiente magnetita y lodo en unos meses como para obstruir el interruptor de flujo o la carcasa de la bomba. La caldera informará de una avería (habitualmente E5, P5 o código similar), o bien el flujo se reducirá tanto que la caldera se sobrecalentará y se apagará en el termostato de seguridad. El filtro debe instalarse lo antes posible – idealmente de inmediato.

¿Puedo conectar la caldera a un sistema con acumulador TUV?

Sí, pero es necesaria una válvula de bypass hidráulico o un válvula de tres vías con temporizador. El acumulador TUV tiene una bomba de carga que debe estar hidráulicamente separada del circuito de calefacción, de lo contrario, durante la carga del acumulador, disminuirá el flujo a través de los radiadores. Alternativamente, puede utilizar un sistema más sencillo con una válvula de tres vías que, al priorizar el TUV, desviará todo el flujo al acumulador y detendrá temporalmente la calefacción.

¿Cuál es la distancia máxima entre la caldera y el colector del suelo radiante?

No hay un máximo fijado, pero cada metro de tubería no compensada representa una pérdida de calor. Le recomiendo una distancia máxima de 5–8 metros con tuberías bien aisladas. Si la caldera está en una sala técnica alejada y el colector está en el extremo opuesto de la casa, considere una válvula de bypass hidráulico directamente en la caldera y una tubería de presión con una clase de aislamiento T2 (pérdida < 10 W/m).

Conclusión

El acople hidráulico de la caldera Thermona THERM EL no es complicado si se siguen algunos principios básicos: dimensionamiento correcto de las tuberías, filtro obligatorio delante del cuello de retorno, capacidad de expansión suficiente y – en múltiples circuitos – válvula de bypass hidráulico. La mayoría de las averías que he visto en años de instalaciones no surgieron en la caldera en sí, sino en su entorno. La caldera es en realidad solo un calentador inteligente con electrónica; todo lo demás depende de la calidad del diseño hidráulico.

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