Wire Fill para Aquecedor de Água Elétrico
Wire fill do aquecedor de água elétrico: tanque padrão 4500W usa cobre 10 AWG em disjuntor 30A em EMT 3/4. Tankless 24kW precisa de 4 AWG em 100A. NEC 422 rege.
Wire fill para aquecedor de água elétrico é regido pelo NEC 422.13 (dimensionamento de carga contínua) e NEC 422.31 (requisitos de disconnect). Um aquecedor de água tipo tanque 4500W 240V padrão usa um disjuntor 2-polos de 30A, cobre 10 AWG THHN, e EMT ou PVC de 3/4 polegada para o home-run. Aquecedores de água elétricos tankless exigem circuitos muito maiores — unidades de 24 kW puxam 100A e exigem ou dois circuitos de 50A ou um único circuito de 100A, dependendo do modelo. O dimensionamento do eletroduto escala de acordo.
Características da carga
Aquecedores tipo tanque são intermitentes mas tratados como contínuos conforme NEC 422.13:
| Tipo de aquecedor | Potência | Tensão | FLA | × 1,25 | Disjuntor |
|---|---|---|---|---|---|
| Tanque pequeno (30 gal) | 3500W | 240V | 14,6A | 18,2A | 20A |
| Tanque padrão (40-50 gal) | 4500W | 240V | 18,75A | 23,4A | 30A |
| Tanque de alta recuperação | 5500W | 240V | 22,9A | 28,6A | 30A |
| Aquecedor com bomba de calor (HPWH) | 4500W reserva + compressor | 240V | 20A típico | 25A | 30A |
| Tankless 18 kW | 18.000W | 240V | 75A | 94A | 100A ou dividido |
| Tankless 24 kW | 24.000W | 240V | 100A | 125A | 125A ou 2× 60A |
| Tankless 36 kW | 36.000W | 240V | 150A | 188A | 3× 60A ou 200A |
Aquecedores de água com bomba de calor (Rheem ProTerra, Stiebel Eltron Accelera) tipicamente precisam apenas de um circuito 30A 240V porque o compressor + reserva resistiva nunca rodam juntos.
Referências do código NEC
- NEC 422.13 — carga contínua (aquecedores de água ≤ 120 gal)
- NEC 422.31 — meio de disconnect
- NEC 422.10 — dimensionamento do circuito ramal
- NEC 250.122 — dimensionamento do EGC
- NEC 110.14(C) — classificação de temperatura de terminação
Dimensionamento do condutor
Use a coluna 75°C da NEC 310.16:
| Disjuntor | Cobre THHN | Alumínio |
|---|---|---|
| 20A | 12 AWG | 10 AWG |
| 30A | 10 AWG | 8 AWG |
| 50A | 6 AWG | 4 AWG |
| 60A | 6 AWG | 4 AWG |
| 100A | 3 AWG | 1 AWG |
A maioria dos aquecedores de água são apenas 240V — sem neutro necessário, apenas 2 fases + EGC.
Dimensionamento do eletroduto
| Tipo de aquecedor | Condutores | Área | 1/2" EMT | 3/4" EMT | 1" EMT |
|---|---|---|---|---|---|
| Tanque 30A (10 AWG) | 2 × 10 + 1 × 10 EGC | 0,0780 in² | 39,6% (apertado) | 16,5% | 9,7% |
| Tanque 30A com neutro (algum HPWH) | 3 × 10 + 1 × 10 EGC | 0,1040 in² | acima de 40% — falha | 22,0% | 12,9% |
| Tankless 50A (por fase, 6 AWG) | 2 × 6 + 1 × 10 EGC | 0,1225 in² | acima de 40% — falha | 25,9% | 15,2% |
| Tankless 60A (por fase, 6 AWG) | 2 × 6 + 1 × 10 EGC | 0,1225 in² | acima de 40% — falha | 25,9% | 15,2% |
| Tankless 100A alimentação única | 2 × 3 + 1 × 8 EGC | 0,2502 in² | acima de 40% — falha | acima de 40% — falha | 32,8% |
EMT de 3/4 polegada é a resposta universal para aquecedores de água tipo tanque padrão. Instalações tankless com múltiplos circuitos de 50-60A recebem cada uma seu próprio eletroduto de 3/4 polegada, ou todos os home-runs compartilham um tronco de 1-1/4 polegada de volta a um sub-painel.
Requisitos especiais
- Disconnect dentro do campo de visão: NEC 422.31(B) — ou um disjuntor travável dentro do campo de visão do aquecedor ou uma chave de disconnect local.
- Caixa de junção no aquecedor: A maioria dos aquecedores tipo tanque tem uma caixa de junção superior para conexão. Traga os condutores via conector de cabo ou conexão de eletroduto.
- Bonding com tubulação de água quente: NEC 250.104(B) — bond da tubulação de água quente e fria ao sistema EGC. Sistemas PEX modernos podem não exigir bonding tradicional de tubulação.
- Circuitos dedicados para tankless: Unidades tankless quase sempre exigem circuitos dedicados não compartilhados com nenhuma outra carga.
- Tanque de expansão: Exigido por código em sistemas de encanamento fechados mas não é uma preocupação elétrica além de fornecer o receptáculo se o tanque tem um circulador.
- GFCI: NEC 210.8(F) estende GFCI a receptáculos externos e em crawl-space de aquecedor de água no NEC 2020.
Exemplo trabalhado — aquecedor de água tipo tanque 50 galões, 4500W, 30 pés do painel
- Carga do aquecedor: 4500W ÷ 240V = 18,75A
- × 1,25 contínuo: 23,4A
- Disjuntor: 2-polos de 30A
- Condutores: cobre 10 AWG THHN × 2 (L1, L2) + cobre 10 AWG EGC
- Eletroduto: EMT 3/4" do painel principal ao armário do aquecedor de água, 30 pés.
- Verificação de fill: 3 × 0,0260 = 0,0780 in² em EMT 3/4" = 16,5%, passa.
- Disconnect: Tag de lock-out no disjuntor 30A no painel (à vista via porta aberta do armário) — satisfaz NEC 422.31(B).
Para uma instalação tankless 24 kW com dois circuitos de 50A:
- Dois disjuntores 2-polos de 50A no sub-painel
- Dois pares de cobre 6 AWG THHN + um 10 AWG EGC cada
- Dois home-runs em EMT 3/4 polegada ou um EMT 1-1/4 polegada carregando todos os 6 condutores:
- Fill: 4 × 6 AWG (0,2028 in²) + 2 × 10 AWG (0,0520 in²) = 0,2548 in². Limite 40% de EMT 1-1/4" = 0,598 in². Fill = 42,6% — falha. Precisa EMT 1-1/2".
- Melhor prática: Passe dois eletrodutos 3/4" separados para identificação mais limpa e solução de problemas mais fácil.
Referência rápida
| Aquecedor de água | Disjuntor | Fio de cobre | Eletroduto |
|---|---|---|---|
| 30 gal 3500W | 20A | 12 AWG × 2 | 1/2" EMT |
| 40-50 gal 4500W | 30A | 10 AWG × 2 | 3/4" EMT |
| 80 gal 5500W | 30A | 10 AWG × 2 | 3/4" EMT |
| HPWH 4500W | 30A | 10 AWG × 2 | 3/4" EMT |
| Tankless 18 kW (1× 100A) | 100A | 3 AWG × 2 | 1" EMT |
| Tankless 24 kW (2× 50A) | 2× 50A | 6 AWG × 2 cada | 3/4" EMT cada |
| Tankless 36 kW (3× 60A) | 3× 60A | 6 AWG × 2 cada | 3/4" EMT cada |
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