Схема подключения датчика бойлера
Обновлено: 13.05.2024
Как подключить бойлер к электрической сети, схемы подключения бойлера
Комфортные условия проживания современного человека обеспечивает горячее водоснабжение. В городских условиях его централизованно поставляют предприятия коммунального хозяйства. Жители сельской местности, дачники, владельцы частных домов довольно часто вынуждены заниматься этим вопросом самостоятельно.
Под этим термином принято понимать котел с теплоносителем, который подогревается внутри конструкции или с ее внешней стороны.
Электрический бойлер, то есть накомительный водонагреватель, - это устройство, используемое для приготовления горячей воды.
Альтернативой накопительному водонагревателю является проточный водонагреватель. Эти два типа устройств работают по-разному.
В бойлере холодная вода собирается в баке и непрерывно нагревается. Температура воды поддерживается в соответствии с настройками термостата.
В проточных водонагревателях вода, протекающая через устройство, постоянно нагревается. Обогреватели включаются только тогда, когда вода течет через водонагреватель.
Бойлер косвенного типа работает за счет источника нагрева, расположенного вне его корпуса, когда температура передается теплоносителю, циркулирующему по встроенному внутрь змеевику. Такие модели требуют постоянного сжигания топлива.
Бойлер прямого действия использует внутренний источник тепла. В бытовых целях широко применяют электрические конструкции, работающие по одному из принципов:
резистивного нагрева ТЭНами;
разогрева индукционными токами.
В обоих случаях управление работой и подключение бойлера к электрической энергии осуществляется по одинаковым схемам, основанным на протекании тока по нагревательному элементу для его нагрева или отключения с целью охлаждения.
Содержание статьи
Особенности конструкции электрического бойлера
Внутри герметично закрытого котла с теплоносителем — водой, циркулирующей по гидравлическим магистралям из трубопроводов и радиаторов, расположенных внутри помещения, смонтирована электрическая схема, включающая:
водонагреватель, которым чаще всего служит обыкновенный резистивный ТЭН;
измеритель температуры теплоносителя — датчик специальной конструкции, показания которого обрабатываются логической схемой для подачи напряжения на ТЭН или отключения его питания;
коммутационный аппарат в двухполюсном или однополюсном исполнении — термовыключатель;
защитный тепловой предохранитель;
схема индикация нагрева, которой может служить обыкновенная лампочка накаливания или светодиод с токоограничивающим резистором, подключенные параллельно контактам ТЭН.
Производители электротехнического измерительного и коммутационного оборудования выпускают готовые комплекты, имеющие в своем составе датчики измерения температуры, коммутационные аппараты и блок логики, обеспечивающий их взаимную связь для регулирования температуры теплоносителя.
Их принято называть термостатами или терморегуляторами. Датчик температуры монтируется внутри корпуса котла, а блок управления и коммутационные контакты тока располагают с внешней стороны.
Терморегуляторы могут быть выполнены на аналоговой базе или использовать микропроцессорные технологии. Конструкции последних обладают:
бо́льшими возможностями регулировок;
простыми в применении настройками уставок;
дополнительными эксплуатационными функциями.
В качестве примера можно привести модель электронного терморегулятора ТК-5 с микроконтроллером, дисплеем, двумя датчиками температуры, монтируемыми на входе и выходе теплоносителя в бойлер. Он позволяет учитывать изменения температуры в пределах 0÷120 градусов с погрешностью в 0,5О С, что более чем достаточно для бытовых целей.
Силовые контакты терморегулятора ТК-5 способны коммутировать номинальные токи силой в 6 ампер. Когда ТЭН создает бо́льшую нагрузку, то схема подключения бойлера к электрической сети требует модернизации — включения дополнительного магнитного пускателя, повторяющего работу выходных цепей терморегулятора контактами повышенной мощности.
У отдельных старых моделей бойлеров коммутация напряжения к нагревательному элементу может выполняться биметаллическими регуляторами механической конструкции.
Виды, устройство и схемы водонагревателей:
Схема подключения бойлера через электрическую розетку
Промышленные модели небольших мощностей до 1,5÷2 киловатт создаются, как правило, для такого подключения.
При этом способе длительную безопасную работу обеспечивают:
техническое состояние бойлера, которое изменяется при длительной эксплутции;
правильный выбор конструкции розетки по мощности нагрузки;
учет состояния электрических цепей, по которым подается напряжение от квартирного щитка;
использование защитных устройств, предотвращающих последствия случайного возникновения аварий в схеме.
Особенности подключения бойлера к электрической сети через розетку
Силовые контакты разъемного коммутационного аппарата рассчитываются на определенный вид нагрузки, например, 6, 10 или 16 ампер. Ее величина указывается на корпусе. Если розетка будет меньшей мощности, то возникает перегрев и разрушение контактов.
По этой причине нельзя подключать бойлер к случайной, не соответствующей его нагрузке розетке.
Еще одним требованием безопасной эксплуатации подобной схемы является необходимость наличия в ней автоматического выключателя, посредством которого можно разрывать цепь питания ТЭН под нагрузкой. Контакты розетки и вилки не предназначены для гашения электрической дуги, возникающей в этом случае.
Состояние электропроводки
Провода бытовой сети, соединяющие розетку для бойлера с квартирным щитком, будут полностью воспринимать нагрузку ТЭНа. Они не должны перегреваться. Их материал и толщину следует правильно учитывать, иначе может возникнуть пожар.
К розетке с алюминиевой проводкой ТЭН подключать нельзя, как и к медной, тоньше чем 2,5 мм кв. Лучше использовать сечение 4 или 6 квадрат. Его необходимо предварительно рассчитать по тепловыделению и проанализировать по способам монтажа.
Защитные устройства
Бойлер создается для работы при номинальных характеристиках электрической сети с учетом возникновения в ней случайных неисправностей. Для предотвращения аварий в его конструкцию вводят защиты от:
повышения давления в баке;
пробоя электрической изоляции.
Если такие защиты производитель оборудования не предусмотрел во внутренней конструкции, то их следует монтировать в квартирном щитке.
Аварийный режим с превышением давления внутри бойлера
Обязательным условием безопасности является наличие устройства, предотвращающего закипание воды и выделение из нее растворенных газов, ибо при этом процессе создается повышенное давление, которое может разорвать корпус.
Подобная ситуация может возникнуть:
при залипании силовых контактов, когда они получили команду от температурного датчика через блок управления и не способны разорвать электрический ток через ТЭН;
неисправности датчика температуры, блока логики или связующих цепей управления.
Для предотвращения подобной аварии используют вторую ступень защиты, настроенную на более высокую уставку температуры, чем для рабочего режима. Ее величина выбирается близкой к точке закипания, а отключение осуществляется другим, резервным контактом.
Подобный разрыв цепи называют тепловым предохранителем. Применение для него отдельного датчика температуры или использование автономной механической конструкции, работающей по принципам биметаллических расцепителей, повышает общую надежность системы.
Аварийный режим с токами утечек
Промышленные образцы бойлеров могут выпускаться с вмонтированным устройством защитного отключения или не иметь его.
Для правильной работы УЗО необходимо обеспечить надежное соединение корпуса бойлера с главной шиной заземления через защитный РЕ проводник.
Короткое замыкание внутренних цепей
Отключать электрическую схему от КЗ призван автоматический выключатель.
Схема подключения бойлера кабелем к квартирному щитку
Это наиболее распространенный вариант, так как обычно мощность бойлера выбирают больше двух киловатт.
Здесь также необходимо выполнить все рекомендации по безопасному подключению, что и в предыдущем случае. К бойлеру от квартирного щитка потребуется проложить отдельный кабель. Он должен надежно передавать токи действующих нагрузок.
Защиту его и бойлера организуют автоматическим выключателем и УЗО или дифавтоматом.
Ремонт ТЭНов в водонагревателях:
Схема подключения бойлера с учетом ограничения выделенной мощности
Любая проводка проектируется и монтируется под определённые нагрузки. Они назначаются электроснабжающей организацией. В современной квартире у владельца жилплощади работает большое количество электрических приборов. Они могут легко превысить тот лимит мощности, который для них выделен.
Эксплуатировать домашнюю проводку таким образом опасно: она может перегреться и создать пожар.
Чтобы его предотвратить требуется отключать мощные потребители при создании критических нагрузок. Учитывая то, что ТЭН бойлера включается периодически для подогрева воды, температура которой быстро не снижается, то его нагрев обычно и приостанавливают, обеспечивая работу других приборов, например, холодильника, стиральной или посудомоечной машины.
С этой целью используют электронное устройство, обладающее функциями:
замера текущей мощности потребления сети;
сравнивания ее величины со значением выставленной уставки для выявления момента критической перегрузки;
отключения выбранных потребителей по заранее подготовленному алгоритму;
автоматического возобновления питания выведенных из эксплуатации приборов при восстановлении условий для их нормальной работы.
Промышленная разработка
В качестве такого прибора можно использовать заводской ограничитель мощности ОМ-110.
Он предотвратит частые отключения сети автоматическим выключателем от перегрузок, создаст нормальный режим потребления электроэнергии для всех подключенных электроприборов.
Ограничитель мощности ОМ-110 предназначен для работы с нагрузками до:
или двадцати киловатт.
Для второго варианта эксплуатации схема соединения проводов выполняется следующим способом.
При его подключении для работы с нагрузками до 20 кВА один из питающих проводов пропускается через корпус, в котором вмонтирован встроенный трансформатор тока, являющийся чувствительным измерительным органом.
Схема самодельного прибора ограничения мощности для изготовления своими руками
Подобную конструкцию способен выполнить любой радиолюбитель. В ней фазный и нулевой проводники прямо от электросчетчика идут в квартиру и ответвляются к бойлеру. Фаза пропускается через первичную обмотку измерительного трансформатора, выполненную полуторным витком провода, выдерживающего нагрузку до 30 ампер.
На эту же величину подбираются контакты ручного переключателя SA1 с тиристором VS1, диодным мостом VD3÷6 и соединительными проводами. Таким способом создается запас мощности схемы, обеспечивающий ее нормальную работу в разных ситуациях.
Измерительный трансформатор можно намотать на любом железе. Первичную обмотку выполняют из цельного провода или нескольких параллельных цепочек, а вторичную навивают монолитной жилой с количеством витков порядка полутора тысяч.
Обмотки между собой и магнитопроводом отделяют картонными диэлектрическими или стеклотекстолитовыми прокладками.
После вторичной обмотки подключают диод VD1, который в импульсном режиме подзаряжает электролитический конденсатор С1. Эта цепочка настраивается так, чтобы при токе через первичную обмотку в 30А на конденсаторе образовывалось напряжение 45 вольт.
Оно подается на узел управления базы транзистора VT1 через токоограничивающий, регулирующий и шунтирующие резисторы R1, R2, R3 и указательный светодиод HL1.
Потенциометром R2 при наладке устанавливают ток, вызывающий напряжение пробоя стабилитрона VD2 (с учетом светодиода). В этот момент происходит открытие транзистора VT1 и шунтирование управляющего электрода силового тиристора VS1 на минус схемы, от которой он до этого отделялся падением напряжения на сопротивлении резистора R4. При этом тиристор закрывается и отключает ток, проходящий на бойлер.
Необходимо заметить, что время его отключения не превышает десяти миллисекунд, что в два раза быстрее, чем у обычных релейных схем механической конструкции с измерительным и исполнительным органом.
Через светодиод HL1 потечет ток, и он своим свечением будет указывать на срабатывание тиристора, приводящее к отключению нагрева бойлера.
Светодиод HL2 информирует о подаче напряжения на ТЭН бойлера при его эксплуатации. В исправной схеме светится один из светодиодов. Когда же они одновременно погашены или горят, то это явный признак неисправности. Схему ограничения мощности надо отключить. Для этого бойлер переводят на работу от сети синусоидального переменного тока в штатный режим переключателем SA1.
Особенностью этой разработки является то, что она предназначена для питания электроэнергией только резистивных нагрузок, так как в ней переменное напряжение диодным мостом преобразуется в постоянное. Поэтому подобная схема подключения бойлера не может быть использована для работы устройств с асинхронными двигателями и другими приборами, нуждающимися в чистой синусоиде.
Даже лампочки накаливания частично снижают свой ресурс под влиянием пульсаций тока. Нормально в этой схеме может работать только электрический чайник, утюг или камин с ТЭНами.
Если в конструкции бойлера используется электронные, а не биметаллические терморегуляторы, то для их питания необходимо подавать напряжение, соответствующее заводскому режиму эксплуатации.
Электрический накопительный водонагреватель представляет собой теплоизолированный бак-накопитель с нагревательными элементами (ТЭНами) внутри, штуцерами подвода холодной и отвода горячей воды и автоматикой поддержания температурного режима. Они могут быть настенного и напольного расположения, горизонтальные и вертикальные. Монтаж каждого типа имеет свои особенности.
Устройство настенного накопительного водонагревателя Haier: 1 — отвод горячей воды; 2 — подвод холодной воды; 3 — накопительный бак; 4 — термопара; 5 — ТЭН; 6 — магниевый анод (защита от коррозии); 7 — кронштейны
Особенности установки настенного водонагревателя
В первую очередь при монтаже настенного водонагревателя необходимо убедиться, что стена выдержит дополнительную нагрузку. Производители оборудования рекомендуют при расчётах брать четырёхкратный вес бойлера, наполненного водой. Но так как мало кто может правильно выполнить расчёт нагрузок строительных конструкций, следует руководствоваться следующими правилами:
Крепление накопительного бойлера к стене
Схемы подключения к воде настенного накопительного водонагревателя
Штуцеры для подвода холодной и отвода горячей воды расположены у бойлера настенного исполнения снизу, и отмечены синим и красным цветами соответственно. Подсоединение к магистрали может быть проведено двумя способами:
- без группы безопасности;
- с группой безопасности.
Схемы без группы безопасности можно использовать при подключении водонагревателя, рассчитанного на давление, превышающее напор в магистральном водопроводе холодной воды, если этот напор стабилен. При нестабильном, сильном давлении в магистрали, предпочтение следует отдать подключению через группу безопасности.
В любом случае подключение и монтаж системы водопроводов начинают с врезки тройников в трубопроводы холодной и горячей воды после кранов, установленных на входе водопроводов в квартиру.
Внимание! Если в доме трубы давно не менялись, перед работой нужно проверить их состояние. Возможно, потребуется замена проржавевших стальных труб на новые.
От тройников выполняются отводы для подключения водонагревателя. При работе бойлера кран горячей воды должен быть полностью закрыт. Холодная вода беспрепятственно поступает на нагрев, на смесители, в бачок унитаза.
На бойлере на штуцер подвода холодной воды навинчивают обратный предохранительный клапан. Он служит защитой от термического расширения воды в баке-накопителе, периодически стравливая её излишки. От сливного отверстия клапана монтируется дренажная трубка, которая должна быть направлена вниз и опускаться в ёмкость или канализацию свободно, без перегибов, которые могли бы препятствовать сливу излишков воды в баке.
Обратный предохранительный клапан
Между клапаном и водонагревателем не может быть установлена запорная арматура. А вот тройник, на ответвлении которого установлен кран для опорожнения бака, устанавливать можно, и даже рекомендуется производителями. Трубу или шланг от него необходимо вывести в канализацию, либо тройником подвести на трубу подачи холодной воды до предохранительного клапана.
На выходе из бойлера горячей воды и на входе холодной, сразу после обратного клапана, нужно установить краны, перекрывающие эту линию в период, когда водонагреватель не работает. После кранов трубопроводы через гибкие сантехнические шланги или жёсткие стальные или пластиковые трубы нужно соединить с отводами от тройников на магистралях.
Подвод воды без группы безопасности с редуктором давления: 1 — запорные вентили водопровода; 2 — редуктор понижения давления воды; 3 — запорные вентили водонагревателя; 4 — обратный предохранительный клапан; 5 — дренаж в канализацию; 6 — вентиль для слива воды из бака; 7 — накопительный водонагреватель
Если магистральный водопровод требует регулировки давления, то редуктор или группу безопасности устанавливают на входе холодной воды после магистральных кранов или на ответвлениях от тройников. Как правило, для бытовых водонагревателей в городских условиях достаточно установки редуктора давления, понижающего напор до допустимых или рекомендуемых производителем пределов.
Группу безопасности для электрического водонагревателя составляют отдельные элементы, собираемые по месту. Не путать с группой безопасности для котлов! Порядок их монтажа показан на рисунке.
Схема подвода воды через группу безопасности: 1 — редуктор давления; 2 — вентиль для слива бака; 3 — группа безопасности; 4 — слив в канализацию при превышении давления воды
Для горизонтальных водонагревателей подключение производится по аналогичным схемам.
Схемы подключения водонагревателя к электросети
Для безопасной эксплуатации подключение водонагревателя к сети желательно выполнить в сухом месте, а кабели рекомендуется укрыть во влагозащищённом канале. К этой ветке электросети кроме бойлера не должны быть подключены другие электроприборы, особенно мощные. Основные элементы схемы: электрический кабель, розетка, УЗО и автомат.
Кабель
Сечение кабеля должно быть достаточным, чтобы проводка не перегревалась и не спровоцировала пожар. Вам потребуется медный трёхжильный кабель марки NYM или его аналог ВВГ. Рекомендуемые значения минимального сечения медной жилы при различной мощности однофазного водонагревателя приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Мощность бойлера, кВт | 1,0 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 9,0 |
| Минимальное сечение жилы, мм 2 | 1 | 1,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 6 | 10 |
Розетка
Водонагреватели небольшой мощности могут быть подключены напрямую в трёхпроводную влагозащищённую розетку со степенью защиты от влаги по ГОСТ 14254–96, например, IP44 или другой, подходящей к вашей ситуации (см. таблицу 2), которая установлена на отдельном подводе от электрощитка.
Таблица 2
| Степени защиты IP | IPx0 | IPx1 | IPx2 | IPx3 | IPx4 | IPx5 | IPx6 | IPx7 | IPx8 | |
| Нет защиты | Падение вертикальных капель | Падение вертикальных капель под углом 15° от вертикали | Брызги под углом 60° от вертикали | Брызги со всех сторон | Струи со всех сторон под небольшим давлением | Сильные потоки | Временное погружение (до 1 м) | Полное погружение | ||
| IP 0x | Нет защиты | IP 00 | ||||||||
| IP 1x | Частицы > 50 мм | IP 10 | IP 11 | IP 12 | ||||||
| IP 2x | Частицы > 12,5 мм | IP 20 | IP 21 | IP 22 | IP 23 | |||||
| IP 3x | Частицы > 2,5 мм | IP 30 | IP 31 | IP 32 | IP 33 | IP 34 | ||||
| IP 4x | Частицы > 1 мм | IP 40 | IP 41 | IP 42 | IP 43 | IP 44 | ||||
| IP 5x | Пыль частично | IP 50 | IP 54 | IP 65 | ||||||
| IP 6x | Пыль полностью | IP 60 | IP 65 | IP 66 | IP 67 | IP 68 | ||||
Розетка с заземлением
Такая розетка внешне отличается от двухпроводной наличием металлических контактов (клемм) заземления.
Схема подключения розетки с заземлением
Устройства защиты — УЗО и автоматы
В электрическую схему подключения водонагревателей (особенно при повышенной мощности) рекомендуется включить устройство защитного отключения (УЗО). Оно предназначено для блокировки работы оборудования в случае утечки тока на корпус. Сила тока, при которой происходит блокировка, указана на приборе и для эксплуатации бойлера должна составлять 10 мА. Этот параметр обозначает разницу между входящим и выходящим в водонагреватель током.
Выбор УЗО на основании мощности водонагревателя приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Мощность водонагревателя, кВт | Тип УЗО |
| до 2,2 | УЗО 10А |
| до 3,5 | УЗО 16А |
| до 5,5 | УЗО 25А |
| до 7,0 | УЗО 32А |
| до 8,8 | УЗО 40А |
| до 13,8 | УЗО 63А |
В некоторых бойлерах УЗО входит в базовую комплектацию и размещён прямо в корпусе, в других моделях его нужно приобретать дополнительно.
Внешний вид УЗО
Внешне УЗО и дифференциальный выключатель (диффавтомат) очень похожи, но их легко отличить по маркировке. Обычный автомат отключает ток на оборудование при повышении напряжения, а дифференциальный выполняет одновременно функцию и УЗО и автомата.
Выбор двухполюсного автомата по мощности однофазного водонагревателя приведён в таблице 4.
Таблица 4
| Мощность водонагревателя, кВт | Тип автомата |
| 0,7 | 3А |
| 1,3 | 6А |
| 2,2 | 10А |
| 3,5 | 16А |
| 4,4 | 20А |
| 5,5 | 25А |
| 7,0 | 32А |
| 8,8 | 40А |
| 11,0 | 50А |
| 13,9 | 63А |
При выборе излишне чувствительных устройств защиты, бойлер будет постоянно отключаться, а вода нормально не нагреется.
Схемы подключения
Схема подключения принимается в зависимости от желательного уровня и приборного исполнения защиты людей и оборудования. Ниже приведены несколько распространённых схем, а также видео, в котором даются подробные объяснения этим схемам.
Подключение только через розетку
Подключение через электрощит: 1 — автомат; 2 — УЗО; 3 — электрощит
В схеме УЗО + двойной автомат: 1 — УЗО 10 мА; 2 — вилка; 3 — розетка IP44; 4 — двойной автомат; 5 — линия водонагревателя; 6 — линия квартиры; 7 — электрический щит; 8 — заземление
По правилам безопасности все электромонтажные работы выполняются при отключенной подаче электротока на индивидуальном электрощите. Не включайте в сеть водонагреватель, не заполнив его водой. Не сливайте воду из него, не отключив электричество.
Особенности подключения напольного водонагревателя
Так как такой нагреватель устанавливается на полу, все подводы к нему расположены не на нижней панели, а внизу боковой или задней вертикальной стенки. В быту такие накопительные бойлеры используются редко, так как у самых миниатюрных из них объём бака составляет 100–150 л. Кроме этого, они занимают много места и имеют большую мощность, предъявляющую серьёзные требования к электропроводке и автоматике безопасности.
Подключение к воде у нагревателей напольного расположения выполняется аналогично настенным моделям. Подключение к электросети, ввиду относительно высокой мощности, необходимо выполнять исключительно через отдельный щиток.
Терморегулятор для ТЭН необходим для отключения электричества, когда температура в нагревателе достигает определённых значений. Эта деталь значительно продлевает жизнь оборудованию, ведь трубчатый нагревательный элемент при работе в критическом режиме выходит из строя очень быстро. Существует большое количество терморегуляторов, поэтому если ремонт выполняется собственными руками, то следует разобраться в этом многообразии перед приобретением нового нагревательного элемента.
ТЭНы с терморегуляторами
Термостат для ТЭНа может иметь не только защитную функцию, но и регулирующую. Кроме этого, в зависимости от области применения такие изделия могут существенно отличаться по максимально допустимой величине тока, проходящего через контакты прерывателя.
Критерии выбора
Термостат для водонагревателей и ТЭН, как правило, объединены в один корпус, что позволяет изготавливать более компактные устройства преобразования электрической энергии в тепловую с обеспечением автоматического отключения.
Качественный термодатчик не может стоить дёшево. При изготовлении автоматических прерывателей применяются дорогостоящие сплавы, а также новейшее оборудование, поэтому при наличии низкой цены от покупки следует отказаться.
Приобретение изделия известного производителя, как правило, гарантирует длительную эксплуатацию ТЭНа и термостата. Конечно, из этого правила также могут быть исключения, но если продукция бренда появилась не вчера, то всегда можно получить актуальную информацию о продолжительности работы такого оборудования от реальных покупателей.
При приобретении следует также убедиться в отсутствии механических повреждений, а также следов использования устройства в водонагревательной технике. В местах, где имеются малейшие трещины или потёртости может в течение небольшого времени появиться очаг коррозии, который приведёт в негодность изделие даже от известного бренда.
Область применения
ТЭН с электрическим терморегулятором наиболее часто можно встретить в бойлерах. Такие изделия позволяют легко выставить уровень нагрева жидкости, до определённого значения градусов. При полной исправности изделия, не потребуется регулировать уровень температуры при каждом включении, что значительно упрощает эксплуатацию водогрейного оборудования. В различных самоделках, в том числе применяемых для отопительных целей, тен для нагревания воды с электрическим терморегулятором можно также успешно использовать.
Область применения! В устройствах сделанных своими руками применение автоматических выключателей позволяет значительно повысить безопасность использования изделий.
В специализированных магазинах можно встретить тены водонагревательные с резьбой и электрическим терморегулятором, которые можно устанавливать непосредственно в радиаторы отопления. Такие изделия являются более узкими по форме, но по эффективности они не уступают обычным трубчатым элементам.
Электрические
Терморегулятор для электрического водонагревателя представляет собой реле, контакты которого размыкаются от расширения металлической элемента, реагирующего на изменение температурного режима. Такие изделия обладают очень большим эксплуатационным ресурсом и обычно выходят из строя только при наличии заводского брака либо неправильной эксплуатации.
Важно! Если термовыключатель продаётся отдельно от основного нагревательного элемента, то эту деталь следует обязательно подбирать с учётом мощности ТЭНа.
Защитные
Терморегулятор защитный для ТЭНа выполняет функцию восстанавливаемого предохранителя. Когда температура достигнет предельных значений, реле автоматически отключит подачу тока к резистивному элементу. Во многих случаях, такое изделие выпускается без возможности снижения интенсивности нагрева, но в некоторых системах, например, больших бочках для нагрева воды в такой функции и нет большой надобности.
Защитные элементы стоят относительно недорого, поэтому не следует экономить на безопасной эксплуатации нагревательного элемента, приобретая и устанавливая изделия, не оснащённые предохранительным реле.
Виды термостатов
Существует несколько разновидностей терморегуляторов для электрических бойлеров. Если работы по замене нагревательного элемента выполняются своими руками, то прежде чем приступить к таким действиям, рекомендуется ознакомиться со всеми имеющимися в продаже вариантами элементов защиты.
Стержневые
Стержневые терморегуляторы, устанавливаются в длинную тонкую трубку. Принцип работы таких устройств заключается в том, что металлы имеют различные коэффициенты расширения. При чрезмерном нагреве металлический элемент, имеющий значительное расширение при повышенной температуре оказывает давление на контактную часть реле и цепь размыкается.
Термостаты стержневые для бойлера могут существенно отличаться по длине. По этому параметру такие устройства принято разделять на следующие категории:
- Длинные (450 мм);
- Средние (270 мм);
- Короткие (220 мм).
При подборе нового терморегулятора стержневого типа следует обязательно учитывать этот параметр, ведь если размеры трубы будут превышать резервуар по наибольшему измерению даже на 1 мм, правильная установка изделия будет невозможна.
Электронные
Электронный термостат является более дорогим изделием в сравнении с стержневыми приборами, но благодаря значительному количеству преимуществ, часто применяется в качестве терморегулятора для водяного бойлера. Работа изделий этого типа основана на изменении электрического сопротивления некоторых металлов при повышении температуры. Как правило, используются термостаты, в которых этот параметр уменьшается при нагреве жидкости. Установив в такую цепь переменный резистор можно легко управлять уровнем температуры воды в баке.
Обратите внимание! Электронные терморегуляторы, как правило, изготавливаются с возможностью регулировки температуры в значительном диапазоне.
В некоторых случаях, электронный термостат может выполнять только функцию предохранительного элемента, но для этой цели намного дешевле и эффективнее использовать стержневые устройства.
Капиллярные
Капиллярные термостаты основаны на пневматическом воздействии расширяющегося при повышении температуры газа на специальное реле. Передаётся давление от основной колбы к прерывателю по тонкой трубке. Благодаря сходству такой системы с капиллярным движением крови в теле человека система и получила своё название.
Капиллярные устройства часто применяются в условиях, когда электрическое реле, по тем или иным причинам, невозможно объединить в одном корпусе с рабочим элементом.
Защитные и регулировочные устройства этого типа очень эффективны и надёжны, но только при условии соблюдений основных правил эксплуатации. Даже при незначительных повреждениях трубки-капилляра дальнейшее использование прибора часто оказывается невозможным по причине нарушения герметичности либо проводимости трубчатой системы.
Схема подключения
Тены для водяного бака с терморегулятором должны быть правильно подключены. Только в этом случае можно надеяться на длительную и безопасную работу электронагревателя. Как правило, к терморегулятору подводится только один из двух проводов подключаемых к нагревателю. Как и в обычном выключателе этого вполне достаточно, чтобы ТЭН перестал выделять тепловую энергию.
Последовательно в схему с теном с электрическим термо регулятором устанавливается выключатель, который позволяет использовать устройства без постоянного отсоединения штепсельной вилки из розетки.
Важно! ТЭНы с электрическим терморегулятором работают практически бесшумно, поэтому в схему также устанавливается световой индикатор, который кроме возможности определения момента включения прибора позволяет установить исправность нагревательного элемента.
Производители
Несмотря на возможно отдельного подключения многих моделей терморегуляторов, выполненные в одном корпусе такие устройства позволяют значительно уменьшить временные затраты на проведение монтажных работ. По этой причине многие популярные производители выпускают конструкции, в которых объединены регулировочная и нагревательная части.
Аристон
Термостат электрический водонагревателя Аристон представляет собой компактное устройство, в котором объединены трубчатый элемент с температурным прерывателем. Достоинство таких элементов заключается в относительно невысокой стоимости и продолжительном периоде эксплуатации. Тэны Аристон с термостатом могут быть выполнены в резьбовом фланце, что позволяет их использовать и в отопительных системах. Изделия прижимного типа также широко применяются в различных водогрейных установках.
Обратите внимание! Тэны с терморегулятором Аристон часто подделывают, поэтому следует обязательно требовать у продавца документы, подтверждающие качество продукции.
Горение
ТЭНы электрические с терморегулятором для нагрева воды фирмы Горение отличаются высоким качеством, поэтому замена этого элемента, при условии соблюдения правил эксплуатации, требуется очень редко. Если же по тем или иным причинам такая операция необходима, то в торговой сети можно без труда найти нагревательные элементы этого производителя. Приобрести можно устройства, в которых объединены нагревательный и защитный элементы, но большое количество моделей терморегуляторов от этого производителя имеют отдельный корпус.
Термекс
Тэн Термекс с регулятором температуры, также являются очень востребованными на российском рынке изделиями. Благодаря высокому качеству и относительно небольшой стоимости такие устройства могут использоваться не только в фирменных бойлерах, но и в самодельных системах нагрева воды. Высококачественные датчики эффективно предохраняют систему от перегрева, поэтому при соблюдении правил эксплуатации работа по замене нагревательного элемента может и не производиться. Если же ТЭН Термекс вышел из строя, то найти оригинальное изделие в специализированных магазинах не составит большого труда.
Другие производители
Ассортимент водяных ТЭНов с термостатом не ограничивается только изделиями перечисленных производителей. Неплохими характеристиками обладают также устройства следующих фирм:
- Thermowatt.
- Electrolux.
- Timberk.
Обратите внимание! При самостоятельной замене термостата следует использовать только фирменные изделия, а также устройства и модели, рекомендованные производителем водонагревателя.
Отзывы
Многие пользователи убедились в эффективности систем, оборудованных автоматическим отключением. В водяных установках, также как и при использовании воздушных ТЭНов, такие устройства позволяют регулировать температуру и предохранять элементы от перегорания. По этим причинам большинство отзывов об устройствах этого типа положительные.
Терморегулятор для ТЭНа является необходимым устройством, которое позволяет предохранить изделие от перегрева. Кроме этого, такие изделия позволяют уменьшать интенсивность работы нагревателя, что особенно важно при использовании в небольших по объёму водонагревательных установках.
Как подключить бойлер к котлу? Варианты и схемы подключения
Как работает функция ГВС в котлах систем отопления?
Например, у Вас в системе отопления один котел и нужно сделать так, чтобы Вы этим котлом еще нагревали воду для горячего водоснабжения.
Какие способы существуют для нагрева воды через котел?
Мы рассмотрим 5 схем, и расскажу, как работает каждая схема. Рассмотрим достоинства и недостатки каждой схемы.
Схема работы № 1. Тупой забор теплоносителя у котла
Нельзя использовать тупой забор воды из котла! Это очень не экономичная система ГВС, если температура котла держится не более 60 градусов.
Ну во первых температура котла может быть настроена на 50 градусов. При такой температуре Вы не сможете нагреть воду в бойлере выше 48 градусов. Во вторых нагрев будет очень долгим, так как теплопередача сильно падает, если температура воды и теплоносителя сильно не отличаются. То есть для быстрого прогрева нужно использовать высокий температурный перепад. 90-60=30 градусов. Из-за этого для змеевиковых бойлеров косвенного нагрева используется повышенная температура теплоносителя.
Существуют бойлеры косвенного нагрева бак в баке. При таком способе используется большая площадь теплообменника при контакте (теплоноситель-ГВС).
У таких бойлеров скорость нагрева значительно выше, чем у змейки. Достигается это за счет увеличения площади контакта (теплоноситель-ГВС). А также за счет того, что предел передачи тепла увеличен. У такого бойлера увеличивается прием большей мощности за счет сохранения теплоносителя в бойлере, который имеет инерционный характер сохранения температуры. За счет этого идет сразу отбор сильно остывшего теплоносителя с наружного бака. Этот процесс ускоряет отбор тепловой мощности для нагрева воды. В таком случае можно использовать работу бойлера при условии, что температура котла будет 60 и более градусов. Если температура котла будет держаться 40-50 градусов, то Вы будите иметь низкую температуру в бойлере.
Хочу обратить внимание на накопление горячей воды. Если Вы будите в баке иметь нагретую воду 45 градусов, то Вы, к примеру, получите 10 минут помыться нормальной водой в душе. Если у Вас температура в бойлере будет 90 градусов, то Вы уже сможете использовать душ более 60 минут. То есть, увеличивая температуру, Вы увеличиваете накопление горячей воды в бойлере при одной и той же емкости. То есть объем использования горячей воды вырастит.
Если Вас не устраивает перемена температуры в бойлере, которая меняется с течением времени и приходится перенастраивать смеситель. То существуют специальные терморегулирующие клапаны для ГВС. Их называют термостатический смесительный трехходовой клапан.
Такая схема позволяет получать всегда стабильную температуру на выходе к потреблению ГВС
Схема работы № 2. Костыльный метод. Увеличиваем температуру котла.
По такой схеме мы просто задаем температуру котла, например, 80 градусов, а в систему отопления будет приходить, например 60 градусов. За счет подмеса через трехходовой клапан с обратным остывшим теплоносителем будет достигаться настроечная температура.
Не могу сказать, на сколько этот метод хорош. С одной стороны говорят, что КПД котла становится выше, если температура теплоносителя 60-80 градусов. Связано это с тем, что при таких температурах химическое горение лучше и газ сгорает лучше. То есть при маленькой температуре возникает не досгарание газа. То есть частички горючего материала полностью не высвобождают тепловую энергию. Но для конденсационных котлов такое правило КПД не работает. Там специально опускают температуру теплоносителя до 55-45 градусов.
С другой стороны высокие температуры увеличивают накипь в теплообменниках и трубах, что в будущем могут приводить к снижению мощности и выходу из строя работы котла из-за перегрева. Также на стальных трубах с высокротемпературным теплоносителем больше появляются наросты. То есть стальные трубы зарастают.
Чем плоха такая схема? Она становится плохой на фоне других схем подключения ГВС. Ну, например, в некоторых котлах существует погодозависимое регулирование – эквитермический режим. Также когда есть потребность отключать котел на отопление и чтобы оставался работать на ГВС (на автомате) - сделать проблематично. Потому что есть котлы с функцией отключения отопления по комнатному термостату, а Функция ГВС остается рабочей.
Схема работы № 3. Купить готовый двухконтурный котел и не использовать бойлер ГВС
Такой двухконтурный котел имеет дополнительный теплообменник для ГВС внутри котла. То есть первый-основной теплообменник это для передачи тепла от горящего газа к теплоносителю.
Холодная вода проходит через пластинчатый теплообменник под давлением системы водоснабжения. На линии трубы водоснабжения ГВС стоит датчик протока. Датчик протока запускает каскад действий: Переключает трехходовой клапан для перенаправления протока в сторону пластинчатого теплообменника, а также увеличивается температура теплоносителя за счет увеличения газа в грелке. То есть во время приготовления ГВС контур отопления отключается. И движение теплоносителя через радиаторы, и теплые полы отключается. Во время ГВС теплоноситель внутри котла начинает циркулировать воду через теплообменник ГВС.
Что значит двухконтурный котел с изолированными контурами? Это когда контур водоснабжения и контур отопления не взаимодействуют по жидкости. То есть жидкости не перемешиваются и жидкости не передают давление. Передается только температура от одной жидкости в другую жидкость.
Вода, проходя через пластинчатый теплообменник быстро нагревается обычно максимум до 60 градусов. Эта температура у некоторых котлов регулируется только до порога 60 градусов. То есть температуру выше 60 градусов сделать не возможно. Эта температура обычно зашита в программу и не может быть изменена. Узнавать у производителя. Также в паспортах-инструкция к применению.
Такая схема с таким котлом не подходит для большой производительности. То есть два-три прибора (умывальник, ванна, душевая) обслужить проблематично. Тупо не хватает мощности. Если Вы хотите обслуживать несколько санитарных приборов (умывальник, ванна, душевая) Вам придется ставить накопитель. Сделать накопитель такому котлу проблематично. Далее рассмотрим схемы с накопителями горячей воды.
Недостаток получения ГВС? Температура горячей воды будет не стабильная при изменение расхода через теплообменник. Будут скачки температур горячей воды. Практика показала, что при большом расходе вода может не нагреваться до требуемой 60 градусов. Бывает, что до 45 градусов не набирает. Ну, это зависит от мощности котла и его скорости реагирования. Конечно, в моей практике попадались котлы, которые хорошо реагируют на нагрев воды. Проблема в том, что приходится ждать, когда вода станет более горячей из-за того, что котел долго думает, когда переключится на нагрев воды.
Также такой котел не позволяет выполнить рециркуляцию ГВС.
Схема работы № 4. Накопление ГВС через бойлер косвенного нагрева.
Электрическая схема подключения ГВС у котла
В инструкции паспорта должна быть указана электрическая схема. Обычно указывают буквенную маркировку и открыв крышку котла нужно искать в электрической плате буквенную маркировку для ГВС. В некоторых паспортах в электрической схеме могут называть как ГВС или термостат бойлера или еще как-нибудь. Редко бывает так, что нарисуют плату в масштабе и покажут, где находятся контакты.
Как могут обозначить электрическую схему котла:
Иногда для ГВС может быть более двух контактов. Опять это сделано для большего функционала.
Также обратите внимание существует ли контакты для насосов. Возможно, существует контакт для насоса на бойлер ГВС.
Иногда у котла можно использовать дополнительные клеммы для дополнительных функций для вашей системы отопления. Например, у Вас стоит насос и его нужно отключать при отключении котла. То есть необходимо сделать полную автоматическую систему, чтобы клиент не морочил себе голову дополнительными операциями. То есть, если Вы отключили котел, то все что связано с отоплением должно отключиться автоматически.
Обычно у котла нужно взять два проводника и привести его к термостату на реле бойлера:
У котла два проводника ГВС могут иметь простое переменное напряжение сети 220 вольт. Но это нужно всегда проверять, возможно, там сниженное напряжение. И нельзя пускать 220 вольт не зависимо с розеток и подключать их на линию ГВС от котла. Предполагается, что контакт котла ГВС приходит на сухой контакт к термостату бойлера или на другой контакт замыкания. Термостат бойлера это электрическое реле, которое меняет положения контактов в зависимости от температуры воды в бойлере.
Также у котла может быть более двух проводников для ГВС. Например, может понадобиться постоянное напряжение 220 Вольт для питания насосов и другое. В электрической схеме котла могут быть специальные проводники для управления трехходового клапана. Это сделано опять для лучшей функциональности. Если отключаете котел, то и все что связано с котлом должно отключится вместе с котлом.
У бойлера косвенного нагрева может быть схема по больше со всякими дополнительными функциями, например для подсветки лампочек сигнализирующих о работе бойлера и многое другое.
Но Вам нужно понимать схему по-простому. И вот что нужно понять:
Почти во всех бойлерах косвенного нагрева используется переключающий контакт и его можно использовать как сухой контакт. Переключающий механизм, который перекидывает контакт с одного проводника на другой. Тем самым мы на этот контакт должны подключить функцию ГВС от котла. А котел уже сам сделает остальное: Переключит трехходовой клапан, который встроен в котел. И добавит температуру для быстрого нагрева воды в бойлере. В некоторых навороченных котлах могут стоять защиты по таймеру, когда нагрев бойлера по времени выходит за рамки разумного. В таком случае может возникнуть заморозка системы отопления. Такое может возникнуть из-за выхода из строя термостата бойлера. Или из-за того, что температура на термостате выставлена больше чем выдает котел, и бойлер никогда не может нагреться до установленного значения.
Но схемы бывают разные, и бывает, что на бойлер косвенного нагрева требуется поставить насос. И в котле отсутствует возможность питать насос на бойлер. Для этого существует своя схема подключения.
Контактор – электромагнитное реле, которое переключает контакт за счет другого сигнала-напряжения 220 Вольт.
Может быть, возможность контактом ГВС сразу давать команду на ГВС и питать циркуляционный насос. Узнавать у производителя или читать инструкцию к применению. Также поищите электрическую схему подключения котла к бойлеру.
Если вы хотите, чтобы Вам помогли разработать схему подключения и подобрать необходимые элементы, то можете обратиться за помощью. Но сразу скажу, что это не бесплатно.
Схема работы № 5. Накопление ГВС через бойлер косвенного нагрева у одноконтурного котла
Многие сантехники могут заблуждаться в том, что если котел одноконтурный, то в нем отсутствует функция ГВС.
Однако одноконтурные котлы с функцией ГВС существуют! Мало того, в некоторых котлах даже приготовят Вам контакты для подключения трехходового клапана для перенаправления потока теплоносителя в сторону бойлера косвенного нагрева. Подключения насоса к бойлеру и многое другое!
Этот способ подходит тем, кто желает сам собрать систему отопления и придумать свои способы автоматической системы. То есть, если вышеуказанные схемы Вам не подходят, то Вы можете взять одноконтурный котел с функцией ГВС и наворотить любую удобную для Вас схему с трехходовыми клапанами и насосами. Например:
Трехходовой клапан используется только для перенаправления потока теплоносителя в сторону бойлера косвенного нагрева.
Схемы могут быть разными и если не указаны другие схемы, то это не означает, что других схем не бывает. Электрическая схема электропривода для трехходового клапана может быть другая. С приоритетом на постоянное напряжение 220 Вольт и одним управляющим сигналом.
Эта схема указана с внешней электрической разводкой. В котлах могут быть клеммы, предназначенные для подключения трехходового клапана. Также можно взять 220 Вольт у котла со схемы для насоса и пустить его на термостат бойлера и трехходовой клапан. Этим самым Вы сделаете отключение всей функции ГВС, когда котел не работает. Это нужно для тех кто любит автоматику или хочет клиента отгородить от дополнительных не нужных процессов включения и отключения системы. Дайте жить клиентам спокойнее. Если клиент отключает котел, то сделайте так, чтобы при отключении котла отключились все системы и оборудования.
Существует, конечно, множество клапанов и множество разных сигналов по работе схем систем отопления.
У Вас есть возможность обратится за помощью в разработке электрической и трубопроводной схемы. Также будет подобран необходимый материал, для вашей системы включая ваш котел. Есть способы как с имитировать другие функции по вашей логике работы: Обращаться за услугой по разработке: Заказать услугу по разработке электрической и трубопроводной схемы
Заключение по самой достойной схеме использования ГВС
Схема 4 и 5 являются самыми приоритетными схемам по приготовлению горячей воды от котлового оборудования!
Достоинство схем 4-5:
1. Быстрый нагрев горячей воды. За счет увеличения температуры котла. Это происходит автоматически. То есть система работает на одной температуре, а когда функция ГВС включена, то температура повышается до 90 градусов.
2. Во многих дорогих настенных котлах используются погодозависимое регуилирование. Ее называют еще эквитермическим режимом работы котла. То есть температура теплоносителя меняется в зависимости от погоды на улице. Поэтому такой котел в сочетании ГВС лучшее решение. Потому что такой функционал с функцией ГВС Вам вряд ли удастся сделать с котлом или схемой без ГВС.
Недостаток 4-5: Это отключение отопления при работе ГВС. Но это бывает не так страшно. Потому что в некоторых навороченных котлах стоят защиты от отключения отопления вызванные долгим прогревом ГВС. Функция ГВС просто отключается через определенное время для включения отопления дома.
Подписывайтесь на получение новых статей. Внизу есть форма, просто укажите Ваше Имя и E-mail и подтвердите подписку. И Вы будите получать полезные статьи.
Читайте также: