Схема подключения тэна через пускатель и терморегулятор. подключение тэнов через термореле и пускатель. схема «нагреватель

Алан-э-Дейл       18.01.2023 г.

Содержание

Схема трехфазного подключения ТЭНов через теплореле и контактор

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко используются для нагрева воды, воздуха и других жидкостей и газов в промышленности и в бытовом применении.ТЭНы обычно подключают с помощью температурного реле для обеспечения автоматического отключения при достижении требуемой температуры.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 1ТЭН подключается через один трехфазный контактор с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда».

Рис. 2При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет со бой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.

Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1

Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц.Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)

Рис. 5Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП.Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере.

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм.Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие ПИД-регулирование температуры объекта.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Монтаж электрокотла на стену

  1. Очистите стену от пыли и грязи.
  2. Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
  3. Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
  4. Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.

Как выбрать внешний термостат для электрокотла и экономить на отоплении до 30% каждый месяц

Организация обвязки

Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.

Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, приведенных выше.

  1. Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
  2. Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.

Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.

 

Сечение кабеля, мм2

Медные жилы, кВт Алюминиевые жилы, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
1,5 3,3 5,7
2,0 4,1 7,2 3,0 5,3
2,5 4,6 7,9 3,5 6,0
4,0 5,9 10 4,6 7,9
6,0 7,4 12 5,7 9,8
10,0 11 19 8,3 14,0
16,0 17 30 12 20,0

Пример таблицы из инструкции по эксплуатации Protherm Скат 9KR 13.

Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.

При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.

Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети.Подключение автоматики электрического котла через магнитный пускатель.

Заземление

Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.

Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.

Порядок работ:

  1. Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м.На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
  2. Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
  3. Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
  4. Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
  5. Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
  6. Засыпьте конструкцию землей.

Опрос: сделано ли в вашем загородном доме полноценное заземление?

Пробный запуск котла

  1. Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
  2. Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
  3. Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
  4. Проконтролируйте давление в системе с помощью манометра, точные номинальные значения указаны в паспорте электрокотла, обычно это 1,3-2,0 бар в рабочем режиме и 1,0-1,3 бар при отключенном котле.

Какой ТЭН для радиатора выбрать?

Поскольку большого разнообразия в исполнении и технических особенностей радиаторных ТЭНов нет, то и проблем в выборе обычно не возникает.

Во время покупки следует обратить внимание на следующее:

Мощность — если нет информации о теплотехнических нормах по конкретной местности, можно выбирать устройство по усреднённым показателям для средней полосы России, корректируя их в соответствии с погодными условиями данного региона. Так ТЭН мощностью 1 кВт способен нагреть воздух в помещении площадью 10 м 2 при условии автономной системы отопления. Из этого расчёта и следует делать выбор.

Материал — особенных различий по материалам между радиаторными ТЭНами разных производителей нет. Конструкции их так же идентичны. Разница может быть в диаметре, то есть в размере пробки заглушки. Кроме этого, бывают одинарные и двойные ТЭНы.

Размер — поскольку батарея отопления может состоять из определенного количества секций, то и длина нагревательного элемента должна соответствовать длине батареи. Специалисты рекомендуют приобретать нагревательную конструкцию, стержень которой на 6-10 см меньше длины батареи. Если ТЭН будет короче требуемой длины, он не сможет обеспечить полноценный и равномерный прогрев теплоносителя.

Наличие дополнительного оборудования — если планируется установка автономной системы отопления, то лучше устанавливать модели с терморегулятором. Это позволит регулировать температуру в помещениях и сократить расходы на электричество.

Цена — главное, не приобретать ТЭН для радиатора, ставя во главу угла его стоимость. Прежде всего, нужно руководствоваться техническими характеристиками, указанными в паспорте изделия. И всегда помнить, дёшево — не значит хорошо!

Расчёты необходимой мощности ТЭНа

Когда планируется установка автономной отопительной системы в доме постоянного проживания, особенно важно правильно рассчитать необходимую мощность прибора. Как это сделать?. В технической документации радиаторов указаны точные значения теплоотдачи, скажем, для одной чугунной секции это будет 140 Вт

Эти значения нужно умножить на количество секций. Таким образом, получится требуемая мощность ТЭНа

В технической документации радиаторов указаны точные значения теплоотдачи, скажем, для одной чугунной секции это будет 140 Вт. Эти значения нужно умножить на количество секций. Таким образом, получится требуемая мощность ТЭНа.

Разновидности электрических котлов и их принципиальные различия

Электрические котлы различаются по типу рабочих нагревательных элементов и бывают:

Котлы электродного типа для нагревания воды используют свойство воды проводить электрический ток, выделяя при этом тепло. Описать их принципиальное устройство очень просто: два электрода погружены в воду и через них пропущен переменный ток.

В ТЭНовых котлах используется совершенно иной принцип. В этих электрокотлах в качестве нагревательного устройства используются специальные трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН).

Так как эти котлы имеют принципиальные различия в типах нагревательных элементов, то и ремонт электрокотлов имеет существенные различия.

Подключение ТЭНов электрокотла

В предыдущей статье, я рассказал о подключении блока управления электрокотла ZOTA – 12 к электросети дома, теперь, для завершения монтажа, осталось правильно подсоединить провода к ТЭН (трубчатым электронагревателям) котла, которые у этой модели расположены отдельно, в блоке нагревательных элементов — теплообменнике.

Как мы уже выяснили ранее, трубчатые электронагреватели здесь рассчитаны на напряжение 220 В, значит подключение к трехфазной сети выполняем по схеме «звезда». Другие возможные варианты подключения Тэн электрокотлов, а также информация о том, как определить какая схема подходит вам, представлены ЗДЕСЬ.

Так как мощность ТЭН достаточно высокая, очень важно, чтобы соединение питающих проводов с ними было максимально надежным. Поэтому советую строго придерживаться следующей схемы крепления проводов к выводам ТЭН, представленной в инструкции:

При подключении фазных проводов к выводам нагревателей, необходимо сперва накрутить гайку м4, затем кладется шайба, после чего одевается наконечник-кольцо питающего провода, затем снова идёт шайба, после чего пружинная шайба – гровер, и затем все зажимается гайкой М4

При подключении фазных проводов к выводам нагревателей, необходимо сперва накрутить гайку м4, затем кладется шайба, после чего одевается наконечник-кольцо питающего провода, затем снова идёт шайба, после чего пружинная шайба – гровер, и затем все зажимается гайкой М4.

Нулевой провод, затягивается болтом м8, в располагающемся в перемычке между контактами ТЭН отверстии, как показано на изображении ниже:

Теперь, когда к ТЭН электрокотла подключены фазные провода и ноль, осталось заземлить корпус подключённые провода к ТЭНам теплообменника. Для этих целей у котла ZOTA слева у блока нагревателей приварен болт, к которому и подключается заземляющий проводник.

Кстати, обязательно читайте нашу статью, где показано строение ТЭНов, их основные типы и области применения.

Защитное заземление можно взять с заземляющей клеммы блока управления, либо можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов (ДСУП).

На этом подключение ТЭН электрокотла завершено, осталось лишь установить защитный кожух на блок теплообменника.

Еще несколько слов стоит сказать о датчиках температуры воды и воздуха, их назначении и расположении.

На лицевой панели блока управления электрокотла, есть два регулятора с маркировкой– «воздух» и «вода». 

Каждый из них имеет свою градуировку, цифры, обозначенные на ней это температура в градусах Цельсия.

Таким образом, вы можете выставлять требуемую температуру теплоносителя – регулятор «ВОДА» или температуру воздуха в помещении «ВОЗДУХ».

Принцип работы здесь следующий, как только будет достигнут хоть один из установленных этими регуляторами показателей, электрокотел отключится и включится вновь, когда показатели упадут.

Так автоматизируется работа котла, вам достаточно выставить нужные величины и включить его, дальше котел будет работать автономно, поддерживая тепло в доме не требуя при этом вашего участия.  

Вот теперь я думаю понятно для чего необходимы датчики температуры. Так, например, датчик температуры воды, устанавливается непосредственно в теплообменник, в котором для такого случая предусмотрено посадочное место.

Либо, как вариант, можно просто прикрепить к трубе отопления:

Теперь температура теплоносителя контролируется с помощью датчика и котел будет работать, пока она не достигнет установленного уровня.

Аналогично работает и датчик температуры воздуха, он устанавливается в помещении и замеряет общую температуру в нем. Электрокотел, будет выполнять нагрев теплоносителя до тех пор, пока температура в помещении, где стоит датчик, не достигнет нужного уровня.

Электрокотлы различных типов, моделей и производителей зачастую отличаются по внутренней компоновке, наличию тех или иных элементов, систем автоматизации и т.д., но при этом общий принцип прокладки электропроводки, выбор типа и сечения кабеля, защитной автоматики, а также подключения остается неизменным.

Надеюсь, эта инструкция по подключению электрокотла к электросети, будет полезна не только при монтаже котлов ZOTA серии «econom», но и любых других.

Обязательно пишите свои вопросы, дополнения и замечания к статье, даже если вы столкнулись с проблемой при подключении к сети электрокотла другой фирмы. Нередко именно ваши комментарии позволяют дополнить статьи, исправить неточности, сделать их полезнее.

Соединение «треугольником» и его преимущества

Принцип соединения «треугольник» заключается в последовательном соединении конца обмотки фазы А с началом обмотки фазы В. И дальше по аналогии – конец одной обмотки с началом другой. В итоге конец обмотки фазы С замыкает электрическую цепь, создавая неразрывный контур. Данную схему можно назвать было кругом, если бы не структура монтирования. Форму треугольника предает эргономичное размещение соединения обмоток.

При соединении «треугольником» на каждой из обмоток, присутствует линейное напряжение равное 220В или 380В.

Основные преимущества применения схемы «треугольник»:

  • Увеличение до максимального значения мощности электрооборудования;
  • Использование пускового реостата;
  • Повышенный вращающийся момент;
  • Большие тяговые усилия.

Недостатки:

  • Повышенный ток пуска;
  • При длительной работе двигатель сильно греется.

Метод соединения обмоток двигателя «треугольником» широко используется при работе с мощными механизмами и наличия высоких пусковых нагрузок. Большой вращающий момент создается за счет увеличения показателей ЭДС самоиндукции, вызванных протекающими большими токами.


Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети по схеме треугольник

Как подключить ТЭНы электрического котла.

Оглавление статьи

Приветствую вас, мои читатели! Этот пост я решил написать для тех, кто пытается разобраться с подключением электрического котла к проводке. Статья посвящена отопительным аппаратам, использующим ТЭНы в качестве нагревательных элементов. Про электродные котлы я напишу отдельно. Есть несколько вариантов выполнения этой операции и о них я расскажу ниже по очереди. Начинаем, как вы уже могли привыкнуть, от простого к сложному.

ТЭН и однофазная сеть. Что к чему прикрутить?

Этот случай характерен для дач и деревенских домов старой постройки. Для начала нужно вообще понять о чем идет речь и проще всего это сделать, смотря на следующий рисунок:

Итак, у однофазной электрической сети имеется два проводника — ноль и фаза. На самой же картинке изображено два способа включения нагрузки — параллельный и последовательный. Разнятся эти способы тем, как делится исходное напряжение между элементами. В большинстве случаев ТЭНы включают параллельно, чтобы не терять полезной мощности, последовательная схема подходит только для различных специфических случаев. Блок, подготовленный для подключения к одной фазе будет выглядеть так:

Еще стоит обратить внимание на выбор кабеля, но этого момента мы коснемся чуть позже, а теперь давайте переходить к трем фазам

Два способа подключить ТЭН к трем фазам.

«Трехфазка» раньше была чем-то не очень нужным и понятным для простого обывателя, но в наше время она стала необходимостью для частного дома. Нужна она прежде всего для отопления электричеством. Поскольку электрический котел имеет большую мощность (в большинстве случаев больше 6 кВт), то при использовании одной фазы вам понадобится прокладывать проводку кабелем с большим сечением проводников. А это будет дорого стоить, особенно если жилы кабеля сделаны из меди. В трехфазной сети сечения проводников будут заметно меньше, по этой причине большинство современных электрических котлов подключаются к «трехфазке».  Теперь давайте поговорим про основные схемы подключения ТЭНов к такой сети.

Звезда.

Такой способ используется в том случае, если нагревательный элемент рассчитан на 220 В. Кроме этого, «звезда» требует, чтобы с щитка был заведен нулевой провод. Для пояснения рассмотрим следующий рисунок:

В данном случае, вместо двух перемычек будет одна. И подключаться она будет к нулю, а три оставшихся свободных конца будут подключены к соответствующим фазам. Если смотреть на гайку блока сверху, то выглядеть это все будет следующим образом:

Треугольник.

Используется такой способ для подключения нагревательных элементов, рассчитанных на 380 В. Если вдруг вы решите ставить «треугольником» ТЭНы, рассчитанные на 220 В, то они просто сгорят. Не упустите этот важный момент. Главным отличием «треугольника» от «звезды» является отсутствие нулевого проводника. Тут есть только 3 фазы и больше ничего. Чтобы лучше понимать о чем идет речь, смотрим ниже:

На картинке все выглядит просто и понятно, а вот если начать соединять контакты на гайке блока, получится следующее:

Выглядит сложновато, но на самом деле не отличается ничем от верхнего рисунка. Цветными линиями и цифрами здесь обозначены фазы, а буквами нагревательные элементы блока.

Расчет мощности приборов

Для того чтобы не переплачивать за электроэнергию и предотвратить аварийные ситуации необходимо перед установкой ТЭНов в систему отопления рассчитать необходимую мощность. И сделать это «на глазок» не получится. Расчеты производят исходя из того, что для обогрева 10 кв.м. помещения требуется 1 КВт тепловой энергии. Формула расчета мощности нагревательного прибора следующая:

где Pм — расчетная мощность, м- масса теплоносителя, Т1-начальная температура теплоносителя до нагрева, Т2- температура теплоносителя после нагрева и t-время, необходимое для нагрева системы до оптимальной температуры Т2.

Рассмотрим расчет мощности на примере алюминиевого радиатора в 6 секций. Объем теплоносителя такого радиатора около 3 литров (точно указано в паспорте модели). Допустим нам нужно нагреть радиатор, подсоединив тэн в батарею отопления, за 10 минут с 20 градусов до 80. Подставляем значения в формулу:

Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118. то есть мощность ТЭНа должна быть около 1-1,2 КВт.

Установка ТЭНа производится в нижнюю секцию батарей отопления

Однако это действительно лишь в том случае, если в качестве теплоносителя используется вода. Если же необходимо произвести расчеты для масла или антифриза. то применяют поправочный коэффициент, который составляет около 1,5. Проще говоря, мощность ТЭНов для нагрева масляных обогревателей должна быть увеличена примерно в полтора раза. В противном случае увеличится расчетное время достижения оптимальной температуры.

Основные виды

ТЭНы бывают разной мощности. Чем он мощнее, тем интенсивнее греется жидкость внутри. Более того, терморегулятор  – это как раз та деталь, которая является основой. Если вы правильно выбрали все технические характеристики и добросовестно выполняете все правила его эксплуатации, водонагреватель будет служить долгое время без внеплановых чисток. Итак, какими они бывают.

Стержневой

Он состоит из стальной трубки небольшого диаметра (приблизительно до 10 мм) и длины (около от 25 до 45 см), которая зависит от объёма и мощности нагревателя. Этот термостат помещается в трубку ТЭНа и работает он по элементарным законам физики. Когда трубка нагревается, она расширяется линейно, и это позволяет надавить на выключатель. Однако их главный недостаток – неточность и дороговизна использования. Когда горячая вода выходит из бака, поступающая холодная очень быстро  охлаждает термостат. По этой причине бойлер по времени греется больше, чем на самом деле надо, а это повышает затраты на электричество и сокращает срок эксплуатации и его деталей.

Стержневой аппарат

Капиллярный

Этот тип считается более прогрессивным. Он состоит из полиэстерового корпуса, который не поддаётся окислению достаточно длинный срок. В него встроено переключающее устройство (термический регулятор). Его работа происходит по принципу объёма расширительной жидкости в капиллярной трубке (тот же физический закон, что и в предыдущем) Расширительная жидкость внутри баллона, которая по плотности отличается, при нагревании меняет свою плотность, после чего действует на установленную мембрану и отключает подачу электропитания. По сравнению со стержневыми, такие приборы точнее в своих показаниях и, как результат, экономнее.

Электронный

Электронный –  наиболее современный тип, а значит самый точный и безопасный.

В свою очередь они бывают двух видов:  термостат безопасности и регулировочный. Если он будет пуст в тот момент, когда напряжение поступает к нагревательному элементу, тогда включится защита, которая отключит питание.

Другие виды

  1. Электронные и электромеханические.Первый работает благодаря специальным электронным датчикам. Второй – благодаря биметаллическим элементам.
  2. Простые (нужные градусы устанавливаются вручную) и программируемые (отличается более высокой точностью).
  3. Накладные (при электронном управлении используются наиболее часто) и врезные (больше предназначены для механического управления).
  4. Предназначенные для бойлеров с косвенным (непрямым) нагревом. Они значительно сэкономят ваши средства, потому что нагревают воду, при этом используя только питание для отопительного прибора. Но жидкость, которая циркулирует в отопительной системе не может нагреваться выше отметки, которая задана изначально.

Watch this video on YouTube

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.