Alimentador de 220 pies hasta el cobertizo de almacenamiento

El objetivo: ejecutar una unidad combinada de ventana de calor/frío, 1 luz conmutada y algunos enchufes en un cobertizo de almacenamiento independiente a 140 pies de la casa. El objetivo de temperatura es 60F min en invierno y 80F max en verano. Ubicado en el norte de Texas. Una luz y tomas de corriente son para uso raro. Esto será 100% almacenamiento de artículos personales con control de temperatura al que se accederá tal vez 2-3 veces al mes.

Lo que tengo: casa construida en 2019 con un panel principal de 200a que está a 220 pies de distancia de donde irá el panel secundario en el cobertizo. La distancia desde el panel principal hasta el exterior de la casa es de aproximadamente 80 pies. Luego tengo un conducto de 1 1/2 pulgadas desde la casa hasta el cobertizo usando accesorios de barrido de 90 grados enterrados al menos 18 pulgadas. Esto es 140 pies. Las distancias son como corre el cable, no como vuela el cuervo.

Mi plan: (Revisado en base a sugerencias) Instalar un disyuntor de amperios XXX en el panel principal. Para 240 V, instale una cantidad de 4 cables de alimentación de cobre de calibre XX: dos activos, uno neutral, uno a tierra, una distancia de 220 pies hasta una desconexión en el cobertizo. La desconexión va al subpanel. Luego, dos circuitos derivados: uno de 240 V para HVAC. Otros para tomacorrientes y circuito de luces (GFCI).

Mi pregunta principal: ¿Qué tamaño de alambre de cobre debo usar como alimentador?

He leído diferentes opiniones al respecto. Algunos se inclinan por el lado muy cauteloso y otros se inclinan por el lado de "no lo compliques demasiado".

Si planeo romper amperios (40) a <3% de caída de voltaje, ¿necesitaré 2 AWG? Si planifico amperios operativos normales (20? ¿suponiendo) con una caída de voltaje de <3%, necesitaré 4 AWG? Si planeo romper amperios (40) a <8% de caída de voltaje, ¿necesitaré 6 AWG? Si planifico amperios operativos normales (20? ¿suponiendo) con una caída de voltaje de <8%, necesitaré 10 AWG?

Además, estoy bastante seguro de que el cobertizo necesitará su propia barra de tierra dedicada. Pero, ¿también necesitará un alimentador de tierra de regreso al interruptor principal? He leído que es un nuevo requisito, pero no entiendo por qué requiere ambos (si es correcto). Si es así, ¿qué tamaño de cable debo usar para conectar? ¿Es solo suelo desnudo como en romex?

Cualquier otra cosa que deba tener en cuenta que no haya sido apreciada. He hecho todo lo posible por investigar publicaciones y libros existentes, pero actualmente no sé qué hacer. Gracias.

Hola Christopher y bienvenido a SE. Hizo un gran trabajo al hacer su pregunta, pero esta situación se ha preguntado y respondido tantas veces y de tantas maneras que es posible que desee buscar en la instalación del subpanel aquí en SE. Además, es útil realizar el recorrido para aprender cómo navegar mejor y contribuir a este sitio.
Dejaré que los expertos se sumerjan con todos los detalles. Pero es casi seguro que debe tender tres cables principales, no dos. (Más tierra a menos que sea un conducto de metal). La razón es que 3 cables le permiten funcionar con 240 V o con el doble de 120 V. Eso es un gran problema para HVAC. La cantidad de HVAC, y por lo tanto la cantidad de energía, dependerá del tamaño del cobertizo y la calidad del aislamiento. Incluso si no necesita 240 V para HVAC (pero podría ayudar mucho ), tener 2x de potencia para 1.5x de cable (y sin conducto adicional, etc.) es una gran ventaja. Y proporciona más flexibilidad en caso de que el cobertizo se convierta más tarde en un taller.
¿Alguno de estos aparatos está disponible en un modelo de 240 V?
George - gracias, acabo de hacer el recorrido. He leído muchas publicaciones, pero mi preocupación (qué consideraciones usar para el cable de alimentación adecuado) tiene información contradictoria, esperaba aclarar. (es decir, ¿planifico amperios de ruptura o amperios de funcionamiento normal? ¿Es una caída de voltaje del 3% un requisito o es aceptable menos del 8%)?
El cobertizo es de 10x14. Dispondrá de aislamiento R-14 en paredes y techo. El techo tiene tablero solar. Mi plan era comprar una unidad de calefacción/refrigeración de 120v comprada en una tienda. Nuevamente, esto es solo almacenamiento. Un mínimo de 60 y un máximo de 80 grados F es objetivo. Tengo entendido que poner una unidad demasiado grande en un espacio pequeño puede tener efectos negativos porque tiene menos ciclos. Pero ese es un tema de HVAC.
Dado que la unidad de aire acondicionado será su mayor carga, necesitamos saberlo. 120? 240? consumo de amperios de la placa de identificación en la unidad de A/C anticipada? ¿BTU? Hay algunos aquí que realmente matan demasiado en mi humilde opinión en el tamaño del panel, pero en realidad, al final del día, un panel más grande no cuesta mucho más. No necesita alimentar el panel a su capacidad nominal, siempre puede reducir la alimentación, solo para que su "disyuntor XX" sea del tamaño correcto para el cableado instalado. Sugeriría una alimentación de 240 voltios que requiere 2 puntos calientes, un neutro y tierra (4 cables). Una unidad de CA de 240 V consumiría la mitad del amperaje de...
Dang, se quedó sin espacio para comentarios. ....una unidad de 120v de tamaño similar, lo que significa que podría usar cables más pequeños. El mayor costo de una unidad de 240 V probablemente se compensará con creces con un cable más pequeño y menos costoso, además de brindarle opciones adicionales en el futuro en su cobertizo. De todos modos, lo que necesitamos saber ahora son las especificaciones de la unidad de aire acondicionado. EDITAR: Sí, necesitará varillas de tierra en el cobertizo y deberá aislar (no unir) el neutral del suelo en el subpanel.
@ChristopherHaley: ¿el conducto existente es de PVC o de metal?
La unidad de aire acondicionado aún no se ha comprado. No he comprado ningún material aparte del conducto de PVC gris de 1 1/2 pulgada, que ya está instalado en el suelo. Por eso estoy aquí ahora, para planificar y hacer que mis compras se ajusten al plan, no al revés :)
Actualicé mi plan y mi pregunta para reflejar el servicio de 240 V al subpanel a través de 4 conductores (2L, 1N, 1G) y una unidad de ventana HVAC de 240 V. La pregunta original aún se aplica, pero no estoy seguro de cómo cambiar a 240v afectará mis cálculos de calibre de cable de alimentación.
Christopher: a 240 voltios, un electrodoméstico o herramienta, o una unidad de CA o lo que sea, consumiría la mitad de los amperios si hubiera sido una unidad de 120 voltios. La potencia (vatios) es lo que realmente necesita para impulsar cualquier carga eléctrica. La ecuación increíblemente compleja sigue: Vatios = Voltios por Amperios. Duplica el voltaje y puedes reducir a la mitad los amperios para obtener la misma potencia (vatios). Dado que el tamaño del cable se basa en amperios, no en voltaje, puede ir más pequeño a alto voltaje para obtener la misma potencia. Es por eso que la red eléctrica opera a cientos de miles de voltios. Gracias a Dios ganó Tesla y no Edison.
Ed Beal probablemente intervendrá aquí pronto. No sé mucho sobre el tamaño de HVAC, pero creo que debería hacer algunos cálculos basados ​​en los materiales de construcción y los valores de aislamiento para obtener la unidad de aire acondicionado del tamaño correcto. Puede parecer lógico aumentar el tamaño de la unidad (solo para estar seguro), pero eso no es bueno para el aire acondicionado. Si una unidad de aire acondicionado tiene una potencia excesiva para el espacio que está enfriando, no funcionará lo suficiente como para eliminar la humedad del aire. Eso deja el espacio con una "sensación pegajosa" con mucha humedad que podría generar moho y hongos. Espero que haya otros aquí con más experiencia en HVAC. intervendrá.
Parece que necesito hacer algunos cálculos y averiguar exactamente qué unidad de aire acondicionado voy a comprar para este cobertizo. Luego, usando las especificaciones de la unidad de aire acondicionado, sabré exactamente cómo dimensionar los cables. Asumí que, como regla general o según NEC, el cableado a un cobertizo con interruptores de 2 x 20 amperios (ejemplo) requería una clasificación de amperios mínima en los cables de alimentación (¿40a? tal vez). Lo que se remonta a mi (s) pregunta (s) principal (es) original (es): ¿Qué debo usar, romper amperios o amperios en funcionamiento y 3% de pérdida de voltaje u 8% (u otro número)
@ChristopherHaley: aquí está el problema: incluso para un cobertizo bastante mínimo, las unidades más pequeñas a través de la pared o mini-split que encontrará serán bastante amplias, si no un poco sobredimensionadas. (Buena suerte para encontrar algo más pequeño que aproximadamente 6kBTU, en otras palabras)

Respuestas (2)

Dados sus requisitos, no necesita mucho para HVAC

Para un cobertizo del tamaño del suyo, casi cualquier unidad HVAC que pueda encontrar hará el trabajo. Entonces, la compensación básica es "¿quieres hacer el trabajo adicional que implica un subpanel para un cobertizo de almacenamiento simple, especialmente dado que el cableado está en un conducto y se puede reemplazar fácilmente en el futuro, o prefieres ahorrar algo de trabajo y tal vez un poco de dinero ahora, a costa de estar limitado en lo que puede usar para una unidad HVAC?"

Si desea la forma más económica posible de hacer esto, usaría un disyuntor de 20 A y 2 polos en el panel, alimentando 4 THHN de cobre de 12 AWG (negro, negro o rojo, blanco, verde o desnudo) en el conducto, y luego usaría un reductor para conectar el conducto existente a una desconexión de acondicionador de aire sin fusible en el cobertizo para proporcionar los medios de desconexión requeridos. Sin embargo, esto significa que necesitará una unidad HVAC de 115 V, que es bastante delgada en el suelo: el Amana PBH092G12CC es lo que recomendaría, ya que es una bomba de calor completa en un paquete a través de la pared (en lugar de siendo un arreglo simple de "aire acondicionado con un elemento tostador adjunto"). Esto se enchufa en un solo 5-20R que va a un lado del MWBC, mientras que el otro lado alimenta el interruptor/accesorio de luz y un receptáculo de conveniencia GFCI. Finalmente, en la desconexión,

La alternativa le brinda una unidad HVAC de 230 V, pero requiere que instale un subpanel, completo con un interruptor principal para que sirva como desconexión (nuestro consejo: vaya a lo grande o vaya a casa en espacios de subpanel. Un subpanel de 24 espacios, 100A o 125A sería no estar del todo fuera de lugar aquí.) y un sistema de electrodos de puesta a tierraen el cobertizo además del cable de puesta a tierra del equipo en el conducto. Afortunadamente, dos varillas de conexión a tierra de 8' separadas entre 6 y 8' y conectadas al subpanel con cobre desnudo de 6 AWG son suficientes en la mayoría de los lugares, con un interruptor de 2 polos de 15 A o 20 A en el subpanel para el único NEMA 6-20R para la unidad HVAC y un par de disyuntores monopolares de 20 A, uno para el circuito de luz y otro para el GFCI. Todo esto iría con 4 cables de 10 AWG (negro, negro o rojo, blanco, verde o pelado) en el conducto y un disyuntor de 30 A y 2 polos para el alimentador. (El tamaño del interruptor principal del subpanel no importa, ya que solo se usa como interruptor de desconexión en esta aplicación).

APRIETE TODAS LAS OREJAS SEGÚN LAS ESPEC.

Hay otra cosa que querrá hacer aquí, y es usar una llave dinamométrica de pulgada-libra o un destornillador dinamométrico para apretar todos los tornillos de fijación de la conexión eléctrica a los pares especificados por el fabricante. Esto es requerido por 2017 NEC 110.14 (D), y también es una buena manera de asegurarse de que su sistema eléctrico no le dé la tuerca suelta.

Base su ampacidad estilo canadiense: en carga real o 80%

Nunca base los cálculos de caída de voltaje en el disparo del interruptor. Esa es solo una idea tonta (pero a los vendedores por cable les gusta cuando lo haces).

Al ingresar números en la calculadora de caída de voltaje, siempre use su carga real y práctica si la conoce, y siéntase libre de hacer suposiciones como 12.5A para electrodomésticos enchufables comunes de 120V de gran consumo como ventiladores calefactores, sierras, colectores de polvo, etc. .

(No asuma 12.5A para una computadora portátil, por el amor de Dios; mire su placa de identificación).

Si es totalmente impracticable proyectar la carga real, vaya con el 80 % del disparo del interruptor proyectado (ideal) si tuviera un interruptor niñera para protegerlo de la caída de voltaje . El motivo es que debe aprovisionar el 125 % de cualquier carga planificada que pueda tener. Esto es justo lo contrario de eso.

Ignore el 3% pero no exceda el 8%.

3% es el truco de un vendedor de alambre. Tiene dos pepitas de verdad: primero, NEC hace una sugerencia vaga de eso. Segundo, Canadá requiere 3% pero lo requiere en la ampacidad práctica anterior, no en el disparo del interruptor .

El 8%, por otro lado, es generalmente donde la gente se alarma: "¿Estás seguro de que quieres hacer eso?" Más allá del 8%, su inspector local puede señalarle una bandera amarilla o incluso una bandera roja (dependiendo de lo que esté haciendo).

Por ejemplo, digamos que tengo una cadena de postes de luz que van 2000' por un derecho de paso. Estoy usando postes de luz LED que son delirantemente felices en cualquier cosa, desde 100V a 277V. (Voltaje del enchufe de Japón frente al voltaje de iluminación comercial de EE. UU.). Lo ejecuto con cable #14 y 240V. Mi luz más lejana tiene una caída de voltaje del 47%, midiendo solo 127V. ¿Estamos felices? Sí. Al código no le importa y a las luces no les importa. Ahora, si pones un enchufe en el otro extremo, otra historia.

Recuerde esto sobre la caída de voltaje: su caída de voltaje real es proporcional al consumo de corriente real en este momento . Si está consumiendo menos corriente prácticamente, su caída de voltaje será menor.

No hay interruptores de nanny en los EE. UU.

Suponga que su objetivo es una carga de servicio de 40 A en un alimentador (interruptor nominal de 50 A). La carga remota es un subpanel de RV con su propio disyuntor de 50 A/30 A/20 A para varios RV y un enchufe de 120 V. Decide subir la apuesta por una caída del 3% a 40A, pero debido a la distancia que hace que el cableado sea #1 Al (nadie realmente usa cobre para alimentadores largos). Bueno #1 Al se puede romper a 100A. ¿Lo que sucede?

En Canadá, debe romper para 50A según lo planeado. Yo llamo a eso un "interruptor de niñera", el interruptor "lo protege de la caída de voltaje", o para ser más precisos, el Estado lo protege de usted mismo.

En los EE. UU., sí, puedes romper eso a 100A. Será golpeado por la caída de voltaje , pero solo si realmente toma suficiente corriente para importar . Supongamos que coloca dos soportes para vehículos recreativos fuera de ese alimentador y tiene dos vehículos recreativos de 50 A. Ambos están extrayendo 10A para varias cargas y HVAC, por lo que la caída de voltaje es solo del 1.5% en ese momento. Uno de ustedes inicia una carga de secadora de 22A. Ahora la caída de tensión es del 3,2%. Sacas la cabeza afuera y buscas monturas canadienses, ninguna a la vista. Así que estás bien.

Así que la próxima vez que veas a un soldado, salúdalo: ¡Son los que mantienen la línea contra las monturas canadienses que arrasan este país arrasando los soportes de los vehículos recreativos!

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