Как соединить два тэна водонагревателя

Обновлено: 26.04.2024

Трубчатые электронагреватели или ТЭНы могут подсоединяться к однофазной или трехфазной электрической цепи. Они преобразуют электрическую энергию в тепловую для нагрева внешней среды, их используют в различных нагревательных приборах промышленного и бытового типа. Каждый электронагреватель рассчитывается под определенные значения напряжения и мощности, поэтому его подключение к сети должно соответствовать заданным параметрам. Подключение может проводиться по последовательной и параллельной схеме.

Параллельное подключение ТЭНов к источнику питания

Такой вариант соединения выгодный, так как при выходе одного нагревателя из строя все остальные будут продолжать стабильно работать. Параллельное соединение строится на следующих принципах:

Напряжение каждого ТЭНа должно быть равно значению напряжения в сети. Например, если к источнику тока с напряжением 220 Вольт подключается три ТЭНа, то каждый из них должен быть рассчитан именно на такое значение.
Суммарная мощность равняется общей мощности всех подключенных к системе нагревателей. Она рассчитывается по формуле Pобщ=U2/Rобщ, где Pобщ – это общая мощность, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления в электрической цепи.

Такая схема подключения ТЭНа позволяет увеличить мощность нагрева, но суммарная величина не должна превышать допустимое значение.

Данная схема предполагает подсоединение к соответствующей фазе каждого второго вывода нагревателя. Каждый первый вывод нагревателей соединены между собой, что способствует образованию общей точки, которая в свою очередь определяется, как нулевая. Соединённая нагрузка — трехпроводная.

Трехпроводное соединение используется для напряжения 380 Вольт. Далее предлагаем рассмотреть подключение ТЭНа в трехфазную сеть. Здесь включение и отключение напряжение осуществляется в автоматическом режиме за счет наличия трехполюсных выключателей.

Приведенная схема показывает, что контактные выводы электронагревателей, которые располагаются с правой стороны подключены к фазам А, В, С. Выводы расположенные слева соединены в общую нейтральную точку. Напряжение при работе нагревательных элементов между выводами расположенными справа и нулевой точкой составляет 230 Вольт.

На имеющейся схеме видно, что правые выводы ТЭНов соединены с соответствующими фазами. Левые выводы замкнуты в единой точке, которая в свою очередь соединена с нейтральной шиной питающего источника. Между нулевой точкой и контактными выводами рабочее напряжение составляет 230 Вольт.

Последовательное подключение ТЭНов

При последовательном варианте подключения вся цепь будет отключена, как только один из нагревателей перестанет работать. Сборка электрической цепи осуществляется в соответствии со следующими принципами:

Сопротивление цепи представляет собой общее сопротивление всех подсоединенных нагревателей.
Если сопротивление у нагревателей одинаковое, то напряжение представляет собой суммарное напряжение всех устройств, поделенное на их количество.
Мощность сборки рассчитывается по формуле Pобщ=Uобщ2/Rобщ, где Pобщ – это общее суммарное значение мощности, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления.

Последовательная схема подключения ТЭНа позволяет, например, подключить к розетке 2 нагревателя, рассчитанных на мощность 127В. В результате сопротивление двукратно возрастает, повышается интенсивность нагрева. Если по такой схеме к сети подключается 2 нагревателя мощностью 220В, то, ввиду увеличения общего сопротивления, каждый из них будет работать только с мощностью 110В.

Электромонтаж в однофазной сети

Как мы уже говорили, подсоединять водонагреватель к однофазной сети можно через вилку либо отдельно запитанный кабель. На первом варианте даже останавливаться нет смысла, т.к. вставить вилку в розетку сможет любой.

Что касается второго варианта, то для начала необходимо осуществить расчет сечения кабеля по току (если необходимый диаметр жил не указан в паспорте изделия), после чего подвести проводник к месту установки котла. Далее все просто – соединяем фазу, ноль и заземление с соответствующими клеммами в агрегате (на них указана маркировка). К Вашему вниманию принципиальная схема подключения электрического котла с терморегулятором в систему отопления:

Подключение с использованием выключателя

Для надежности работы ТЭНов в электросети дома или квартиры в домовом щитке лучше установить автомат – он может быть подключен непосредственно рядом с прибором. Наиболее оптимальным является вариант с установкой двухполюсного выключателя: при отклонении от рабочих параметров он сразу выключает фазу и ноль, в результате ТЭН полностью отсоединяется от электросети.

Если в доме предусмотрено заземление, то необходимо предотвратить поражение электротоком при повреждении изоляции. Для этого рекомендуется подключить ТЭН через УЗО или дифавтомат. Такая защита будет работать по следующей схеме: если изоляция нарушится, то на корпус подается фаза, которая по принципу наименьшего сопротивления пойдет по заземляющему проводнику. Дифавтомат среагирует и отключит подачу тока на устройство. Также при наличии короткого замыкания автомат отключится, чтобы не допустить возгорания.

Формула расчета мощности

Один из важных вопросов при выборе нагревателя для отопления – расчет мощности. От этого параметра во многом зависит энергоэффективность отопительной системы. Избыточная мощность приводит к повышенным затратам электроэнергии, а также к перегрузке электросети, что может стать причиной возгорания. Если же она будет недостаточной, то устройство окажется неэффективным для поддержания требуемого температурного режима.

Расчет ТЭНа ведется по формуле Рм=0.0011*м(Т2-Т1)/t, где Рм – значение расчетной мощности, Т1 – стартовый температурный уровень, Т2 – итоговая температура теплоносителя в системе, а t – время для нагрева до оптимального уровня.

Приведем пример расчета требуемой мощности для нагрева с помощью ТЭНов 6-секционного алюминиевого отопительного радиатора. Расчет будет вестись следующим образом:

В паспорте модели радиатора нужно посмотреть объем теплоносителя. Допустим, он составляет 3 литра.
Предполагается, что теплоноситель нужно прогреть от 20 до 80 градусов. Расчетное время прогрева – 10 минут.
Проведем расчет по формуле с подстановкой значений Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118.

То есть, для выполнения поставленных условий потребуется установить ТЭН, мощность которого составит примерно 1,2 кВт. Если меняются исходные условия, то изменится и требуемое значение мощности.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 2 При 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 собой 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.

Рис. 3 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

Рис. 4 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. 5 Данная 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 температуры объекта.

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

Терморегулятор предназначен для поддержания заданной температуры путём управления нагревательными (охладительными) элементами.

Данные устройства бывают нескольких видов, начиная простыми механическими и заканчивая электронными многофункциональными и даже интеллектуальными устройствами.

Принцип работы состоит в том, что в устройстве есть выносной термодатчик, который сообщает устройству температуру окружающей среды. Для поддержания и регулировки заданного предела как раз и используется терморегулятор. Применяются для поддержания в различных устройствах, таких как: холодильник, тёплый пол, водяное отопление или нагреватели, инкубатор, теплицы и т.п.

Расчет мощности ТЭНа по площади помещения

Расчет ТЭНа также можно проводить с учетом площади помещения. Так, для обогрева 10 квадратных метров пространства потребуется 1 кВт тепловой энергии. Соответственно, если нужно обогреть с помощью ТЭНа кухню площадью 6 квадратов, то потребуется нагреватель мощностью 0,6 кВт. Однако это только приблизительный расчет, в котором не учитываются факторы потери тепла. На показатели будут влиять следующие параметры:

Количество и размер окон, тип установленных рам. Герметичные пластиковые окна дают минимум теплопотерь, а через деревянные рамы будет уходить большое количество тепла.
Наличие теплоизоляции помещения. Теплоизоляционный слой позволяет значительно снизить расход электроэнергии для обогрева.
Высота потолка. Чем выше помещение, тем больше энергии потребуется для его полноценного обогрева.

Если тщательно утеплить помещение, то можно будет установить нагревательные приборы меньшей мощности и ежегодно экономить на отоплении.

Преимущества использования ТЭНов для обогрева

ТЭНы для радиаторов могут использоваться для создания системы автономного обогрева, если дом не подключен к централизованному источнику теплоснабжения. Также его можно использовать в качестве дополнительного или аварийного обогревателя: он будет обеспечивать нагрев теплоносителя при перебоях с подачей тепла.

Трубчатые электронагреватели стали пользоваться популярностью по нескольким причинам:

Высокая эффективность и экономичность – приборы передают тепловую энергию теплоносителю напрямую с минимумом потерь.
Простота монтажа – ТЭНы доступны для подключения без специальных навыков.
Компактные размеры – устройства занимают минимум места.
Безопасность – можно подобрать прибор с датчиком контроля, а также подключить его в электрощитке через автомат. Если возникнет повреждение изоляции или короткое замыкание, то устройство автоматически отключит ТЭН от электросети.
Возможность регулирования температуры теплоносителя – это дает возможность экономить электроэнергию и поддерживать комфортную температуру.

Однако если ТЭН является единственным источником тепла, то он потребляет много электроэнергии. При этом его использование более безопасно, чем применение газовых горелок и угольных печей в загородных домах. Если подключить его только как резервный источник тепла, то он защитит батареи от перемерзания при внезапных перебоях с подачами тепловой энергии. Точный расчет мощности позволит минимизировать энергозатраты.

Параллельное подключение ТЭНов к источнику питания

Напряжение каждого ТЭНа должно быть равно значению напряжения в сети. Например, если к источнику тока с напряжением 220 Вольт подключается три ТЭНа, то каждый из них должен быть рассчитан именно на такое значение.
Суммарная мощность равняется общей мощности всех подключенных к системе нагревателей. Она рассчитывается по формуле Pобщ=U2/Rобщ, где Pобщ – это общая мощность, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления в электрической цепи.

Последовательное подключение ТЭНов

Сопротивление цепи представляет собой общее сопротивление всех подсоединенных нагревателей.
Если сопротивление у нагревателей одинаковое, то напряжение представляет собой суммарное напряжение всех устройств, поделенное на их количество.
Мощность сборки рассчитывается по формуле Pобщ=Uобщ2/Rобщ, где Pобщ – это общее суммарное значение мощности, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления.

Подключение с использованием выключателя

Подключение для регулировки температуры

В автоматизированных схемах ТЭНы подключаются через реле, что позволяет регулировать нагрев и менять температурный режим среды. В систему устанавливается температурный датчик, который реагирует на изменения в рабочей среде. Когда температура достигает требуемого значения, реле включает нагреватель и обеспечивает повышение температуры. Автоматизированная схема позволяет не контролировать работу устройства и не включать его вручную.

Как рассчитать мощность нагревателя (расчет тэна)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко распространены в системе отопления. Они представляют собой тонкостенные металлические трубки, в которые помещены спирали из материала с высоким сопротивлением. При подаче электрического тока спираль нагревается, тепло передается на корпус и используется для повышения температуры внешней среды.

Формула расчета мощности

В паспорте модели радиатора нужно посмотреть объем теплоносителя. Допустим, он составляет 3 литра.
Предполагается, что теплоноситель нужно прогреть от 20 до 80 градусов. Расчетное время прогрева – 10 минут.
Проведем расчет по формуле с подстановкой значений Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118.

Расчет мощности ТЭНа по площади помещения

Количество и размер окон, тип установленных рам. Герметичные пластиковые окна дают минимум теплопотерь, а через деревянные рамы будет уходить большое количество тепла.
Наличие теплоизоляции помещения. Теплоизоляционный слой позволяет значительно снизить расход электроэнергии для обогрева.
Высота потолка. Чем выше помещение, тем больше энергии потребуется для его полноценного обогрева.

Преимущества использования ТЭНов для обогрева

Трубчатые электронагреватели стали пользоваться популярностью по нескольким причинам:

Высокая эффективность и экономичность – приборы передают тепловую энергию теплоносителю напрямую с минимумом потерь.
Простота монтажа – ТЭНы доступны для подключения без специальных навыков.
Компактные размеры – устройства занимают минимум места.
Безопасность – можно подобрать прибор с датчиком контроля, а также подключить его в электрощитке через автомат. Если возникнет повреждение изоляции или короткое замыкание, то устройство автоматически отключит ТЭН от электросети.
Возможность регулирования температуры теплоносителя – это дает возможность экономить электроэнергию и поддерживать комфортную температуру.

Выбирая ТЭН, необходимо уделить внимание некоторым деталям. Только в этом случае можно рассчитывать на удачную покупку, качественный нагрев, продолжительность срока службы и совместимость выбранной модели с баком для нагрева воды , бойлером или батареей отопления

Форма и размер

При сборке накопительного водонагревателя следует обратить внимание на объем и форму бака, и на основании этого выбирать подходящий ТЭН. В принципе, сюда подойдет практически любая модель

Если нужно заменить ТЭН в уже действующем водонагревателе, необходимо приобрести идентичную модель – только в этом случае можно рассчитывать на то, что она поместится в сам бак.

Мощность

От мощности зависит если не все, то многое. Например, это может быть скорость нагрева. Если вы собираете водонагреватель небольшого объема, то рекомендуемая мощность составит 1,5 кВт. Такой же ТЭН сможет подогреть и несоизмеримо большие объемы, только делать это он будет очень долго – при мощности 2 кВт на нагрев 100-150 литров воды может уйти 3,5 – 4 часа (не до кипения, а в среднем на 40 градусов).

Если оснастить водонагреватель или бак с водой мощным ТЭНом на 5-7 кВт, то вода нагреется очень быстро. Но возникнет другая проблема – не выдержит домовая электрическая сеть. При мощности подключаемого оборудования выше 2 кВт необходимо прокладывать от электрического щита отдельную линию.

Защита от коррозии и накипи

Выбирая ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором, рекомендуем обратить внимание на современные модели, оснащенные защитой от накипи. В последнее время на рынке стали появляться модели с эмалевым покрытием

Именно она и обеспечивает защиту нагревателей от солевых отложений. Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если подобных моделей в магазине не найдется, тогда мы рекомендуем к покупке электронагреватели из нержавеющей стали – они более прочные и надежные.

Наличие терморегулятора

Если вы собираете или ремонтируете бойлер или хотите оснастить ТЭНом батарею отопления, выберите модель со встроенным терморегулятором. Он позволит сэкономить на электроэнергии, включаясь только тогда, когда температура воды опустится ниже заданной отметки. Если регулятора не будет, вам придется самостоятельно следить за температурой, включая или отключая нагрев – это неудобно, неэкономично и небезопасно.

Предназначение ТЭНов

Для чего вообще нужны ТЭНы с терморегуляторами? На их основе проектируются автономные системы отопления, создаются бойлеры и проточные водонагреватели.
Например, ТЭНы монтируются прямо в батареи, в результате чего на свет появляются секции, способные работать самостоятельно, без отопительного котла. Отдельные модели ориентированы на создание систем антизамерзания – они поддерживают невысокую положительную температуру, препятствуя замерзанию и последующему разрыву труб и батарей.

В эту батарею встроен ТЭН с терморегулятором, с его помощью происходит отопление дома.

На основе ТЭНов создаются накопительные и проточные водонагреватели. Приобретение бойлера доступно далеко не для каждого человека, поэтому многие собирают их самостоятельно, используя отдельные комплектующие. Врезав ТЭН с терморегулятором в подходящую емкость, мы получим отличный водонагреватель накопительного типа – потребителю останется оснастить его хорошей теплоизоляцией и подключить к водопроводу.

Также на базе ТЭНов создаются накопительные водонагреватели наливного типа . Фактически, это емкость с водой, наполняемая вручную. ТЭНы встраиваются и в баки летнего душа, обеспечивая нагрев воды до заданной температуры в плохую погоду.

ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором необходимы не только для создания водонагревательного оборудования, но и для его ремонта – если нагреватель вышел из строя, покупаем новый и меняем. Но перед этим нужно разобраться в вопросах выбора.

Измерение мощности. Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного токов

Мощность
в цепях постоянного тока, потребляемая
данным участком
электрической цепи, равна:

и может быть
измерена амперметром и вольтметром.

Помимо
неудобства одновременного отсчёта
показаний двух приборов, измерение
мощности этим способом производится с
неизбежной погрешностью. Удобнее
измерять мощность в цепях постоянного
тока ваттметром.

Измерить
активную мощность в цепи переменного
тока амперметром и вольтметром нельзя,
т.к. мощность такой цепи зависит и от
соsφ:

Поэтому в цепях
переменного тока активная мощность
измеряется только ваттметром.

Неподвижная
обмотка 1-1 (токовая) включается
последовательно, а подвижная 2-2
(обмотка напряжения) параллельно с
нагрузкой.

Для
правильного включения ваттметра один
из зажимов токовой обмотки и один из
зажимов
обмотки напряжения отмечают звёздочкой
(*). Эти зажимы, называемые генераторными,
необходимо
включать со стороны источника питания,
объединив их вместе. В этом случае
ваттметр будет показывать мощность,
идущую со стороны сети (генератора) к
приёмнику электрической энергии.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 2
При 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.

Рис. 3
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

Рис. 4
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. 5
Данная 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.

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 температуры объекта.

Подключение ТЭНа с терморегулятором

Рассмотрим принцип работы и схему включения.

Они используются для бойлеров и котлов отопления. Берём универсальный на 220В и 2-4,5кВт, обычный, с чувствительным элементом в виде трубочки, помещается он внутрь ТЭНа, в котором есть специальное отверстие.

Тут видим 3 пары нагревательных элементов, итого шесть, подключать нужно следующим образом: на три садим ноль и на другие 3 – фазу. В разрыв цепи вставляем как раз наше устройство. Он имеет три контакта, на фото ниже видно один по центру сверху и два снизу. Верхний используется для включения к нулю, а какой из нижних к фазе надо проверить тестером.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева сосуда и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

625 Вт
933 Вт
1,25 кВт
1,6 кВт
1,8 кВт
2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I — сила тока в амперах.

P — мощность в ваттах.

U — напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

R — сопротивление в Омах

U — напряжение в вольтах

I — сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

В настоящее время типы подключений различаются по количеству фаз: одна, две или три. Отсюда и названия типов подключений:

однофазное;
двухфазное;
трехфазное.

Рисунок 1. Однофазное подключение.

Однофазный тип подключения широко применяется в типичной электросети, где напряжение составляет 220 – 240 Вольт, и в других сетях, которые имеют такие значения напряжения: 12, 24, 36, 48, 60 и 110 Вольт.

На рисунке 2 показана схема подключения к однофазному источнику питания.

Рисунок 2. Схема однофазного подключения.

В силу того, что нагреватель не предполагает наличие собственной полярности, фаза может подаваться на любой из проводов. Данный факт относится к преимуществам использования такого типа подключения: простота и универсальность.

Рисунок 3. Двухфазное подключение.

Двухфазное подключение используется в энергосетях, напряжение которых варьируется в пределах 380 – 400 Вольт.

На рисунке 4 показана схема подключения к двухфазному источнику питания. Как было сказано раннее, визуальных и конструктивных изменений, по сравнению с однофазным типом, данный тип подключения не имеет.

Рисунок 4. Схема двухфазного подключения.

Преимуществом такого типа подключения является возможность получить больше мощности от нагревательного элемента. Повышение мощности оказывает негативное влияние на надежность и ресурс нагревателя – это является единственным недостатком использования двухфазного подключения

Трехфазное подключение может быть реализовано двумя способами. На рисунке 5 показаны две схемы исполнения трехфазного подключения: звезда и треугольник.

Рисунок 5. Схемы исполнения трехфазного подключения.

Разница между этими схемами заключается только лишь в отличительном напряжении питания, которое будет подаваться нагревателю: либо фазные 220 вольт, либо линейные 380 вольт к источнику питания. Фазы будут иметь одинаковый ток, какой бы не была выбрана схема.

Трехфазное подключение по схеме звезда показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Трехфазное подключение по схеме звезда.

Подключение по схеме звезда предусматривает наличие нулевого провода, который для визуальной разницы имеет синий цвет. Существует возможность не использовать нулевой провод, если его наличие в схеме не было предусмотрено клиентом. Однако, мы настоятельно не рекомендуем использовать подключение по схеме звезда без использования нулевого контакта.

На рисунке 7 представлен принцип подключения по схеме звезда.

Рисунок 7. Принцип подключения по схеме звезда.

Если нагреватель имеет вместо проводов для подключения контакты, то производитель отмечает нулевые контакты синим цветом так, как это показано на рисунке 8, 9.

Рисунок 8. Подключение по схеме звезда без проводов в нагревателе.

Рисунок 9. Подключение сухого ТЭНа по схеме звезда.

Преимуществом схемы звезда трехфазного подключения является повышение надежности и срока службы используемого нагревателя. Данный факт объясняется использованием фазного напряжения, которое составляет 220 -240 вольт, а также использованием резистора в цепи с более высокими показателями сечения. Недостатком такой схемы является обратная сторона преимущества – при использовании фазного напряжения показатели мощности не так велики, как при использовании другой схемы подключения – треугольной.

Трехфазное подключение по схеме треугольник показано на рисунке 10.

Рисунок 10. Трехфазное подключение по схеме треугольник.

Подключение по схеме треугольник используется при работе с линейным напряжением порядка 380 вольт. Поэтому каждый участок цепи нагревателя получает две фазы, чем отличается от подключения по схеме звезда, где на каждый участок цепи приходится лишь одна фаза.

Треугольное подключение, которое принято считать классическим, имеет 3 провода, на которые подается три фазы. Наличие нулевого провода данная схема подключения не предусматривает. На рисунке 11 и 12 показаны принципы подключения нагревателя и сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Рисунок 11. Принцип подключения по схеме треугольник.

Рисунок 12. Подключение сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Преимуществом такой схемы подключения является более высокие значения мощности, по сравнению со схемой звезда, а также более удобное подключение без использования лишних проводов. Недостатком такой схемы является лишь недостаток использования высокого напряжения, которое снижет ресурс нагревателя.

Заземление предназначено для предотвращения несчастных случаев на производстве, а зануление предназначено для выравнивания потенциалов в цепи – не стоит данные понятия считать синонимами.

Оборудование должно быть изначально заземлено, что требует техника безопасности, тем ниже риск несчастного случая (рис. 13). Исключениями являются нагреватели без металлического корпуса, которые не нуждаются в заземлении.

Рисунок 13. Влияние заземления на безопасность человека.

На рисунке 14 - 16 показаны различные схемы подключения с использование заземляющего провода.

Читайте также: