La scelta dell'elemento riscaldante
Quando si sceglie un elemento riscaldante, è necessario prestare attenzione ad alcuni dettagli. Solo in questo caso puoi contare su un acquisto di successo, riscaldamento di alta qualità, durata e compatibilità del modello selezionato con un serbatoio per il riscaldamento dell'acqua, una caldaia o una batteria di riscaldamento
Forma e dimensione
Decine di modelli di elementi riscaldanti sono presentati a scelta degli acquirenti. Hanno una forma diversa: dritta, rotonda, a forma di "otto" o "orecchie", doppia, tripla e molti altri. Al momento dell'acquisto, dovresti concentrarti sull'uso di un riscaldatore. I modelli stretti e dritti vengono utilizzati per l'incasso in sezioni di radiatori, poiché non c'è abbastanza spazio all'interno
Quando si assembla uno scaldacqua ad accumulo, è necessario prestare attenzione al volume e alla forma del serbatoio e, sulla base di ciò, scegliere un elemento riscaldante adatto. In linea di principio, quasi tutti i modelli si adatteranno qui.
Se è necessario sostituire l'elemento riscaldante in uno scaldabagno esistente, è necessario acquistare un modello identico: solo in questo caso puoi contare su di esso per adattarsi al serbatoio stesso.
Potenza
Se non tutto, molto dipende dalla potenza. Ad esempio, potrebbe essere la velocità di riscaldamento. Se stai assemblando uno scaldabagno di piccolo volume, la potenza consigliata sarà di 1,5 kW. Lo stesso elemento riscaldante può anche riscaldare volumi sproporzionatamente grandi, solo che lo farà per molto tempo - con una potenza di 2 kW, possono essere necessarie 3,5 - 4 ore per riscaldare 100-150 litri di acqua (non far bollire, ma in media di 40 gradi).
Se si equipaggia uno scaldabagno o un serbatoio dell'acqua con un potente elemento riscaldante di 5-7 kW, l'acqua si riscalderà molto rapidamente. Ma sorgerà un altro problema: la rete elettrica domestica non resisterà. Quando la potenza delle apparecchiature collegate è superiore a 2 kW è necessario predisporre una linea separata dal quadro elettrico.
Protezione contro la corrosione e le incrostazioni
Quando si scelgono gli elementi riscaldanti per il riscaldamento dell'acqua con un termostato, si consiglia di prestare attenzione ai modelli moderni dotati di protezione anticalcare. Recentemente, hanno iniziato ad apparire sul mercato modelli con rivestimento smaltato.
È lei che protegge i riscaldatori dai depositi di sale. La garanzia per tali elementi riscaldanti è di 15 anni. Se non ci sono modelli simili nel negozio, ti consigliamo di acquistare riscaldatori elettrici in acciaio inossidabile: sono più resistenti e affidabili.
La presenza di un termostato
Se monti o ripari una caldaia o desideri dotare una batteria di riscaldamento di un elemento riscaldante, scegli un modello con termostato integrato. Ti permetterà di risparmiare sull'elettricità, accendendosi solo quando la temperatura dell'acqua scende al di sotto di un valore predeterminato. Se non c'è un regolatore, dovrai monitorare tu stesso la temperatura, accendendo o spegnendo il riscaldamento: questo è scomodo, antieconomico e pericoloso.
Scopo degli elementi riscaldanti
Perché abbiamo bisogno di elementi riscaldanti con termostati? Sulla loro base si progettano sistemi di riscaldamento autonomi, si realizzano caldaie e scaldabagni istantanei.
Ad esempio, gli elementi riscaldanti sono montati direttamente nelle batterie, a seguito delle quali nascono sezioni che possono funzionare in modo indipendente, senza una caldaia di riscaldamento. I modelli separati si concentrano sulla creazione di sistemi antigelo: mantengono una bassa temperatura positiva, prevenendo il congelamento e la successiva rottura di tubi e batterie.
In questa batteria è integrato un elemento riscaldante con un termostato, con il suo aiuto la casa viene riscaldata.
Sulla base degli elementi riscaldanti, vengono creati accumulatori e scaldacqua istantanei. L'acquisto di una caldaia è tutt'altro che disponibile per ogni persona, quindi molti li assemblano da soli utilizzando componenti separati. Inserendo un elemento riscaldante con un termostato in un contenitore adatto, otterremo un eccellente scaldacqua di tipo ad accumulo: il consumatore dovrà solo dotarlo di un buon isolamento termico e collegarlo alla rete idrica.
Inoltre, sulla base degli elementi riscaldanti, vengono creati scaldacqua ad accumulo di tipo sfuso. Si tratta infatti di un contenitore d'acqua riempito a mano.Gli elementi riscaldanti sono anche integrati nei serbatoi della doccia estiva, fornendo il riscaldamento dell'acqua a una temperatura predeterminata in caso di maltempo.
Gli elementi riscaldanti per il riscaldamento dell'acqua con un termostato sono necessari non solo per la creazione di apparecchiature per il riscaldamento dell'acqua, ma anche per la sua riparazione: se il riscaldatore è guasto, ne acquistiamo uno nuovo e lo cambiamo. Ma prima di ciò, è necessario comprendere i problemi della scelta.
Misurazione della potenza. Misura di potenza in circuiti di corrente continua e monofase
Potenza
nei circuiti CC, consumato
questo sito
circuito elettrico è uguale a:
e forse
misurata con amperometro e voltmetro.
A parte
inconveniente del conteggio simultaneo
letture di due strumenti, misurazione
potenza in questo modo viene prodotta con
errore inevitabile. Più conveniente
misurare la potenza nei circuiti CC
corrente con un wattmetro.
misurare
potenza attiva nel circuito AC
la corrente con un amperometro e un voltmetro è impossibile,
perché La potenza di un tale circuito dipende
cosφ:
Quindi in catene
Potenza attiva AC
misurato solo con un wattmetro.
Figura 8
immobile
l'avvolgimento 1-1 (corrente) si accende
in sequenza e mobile 2-2
(avvolgimento di tensione) in parallelo con
caricare.
Per
corretta inclusione di quella del wattmetro
dai terminali dell'avvolgimento di corrente e uno di
morsetti
gli avvolgimenti di tensione sono contrassegnati da un asterisco
(*). Questi morsetti, chiamati morsetti generatore,
necessario
accendere dall'alimentazione,
unendoli insieme. In questo caso
il wattmetro mostrerà la potenza,
proveniente dal lato della rete (generatore) a
ricevitore di energia elettrica.
Prendi in considerazione il collegamento di un elemento riscaldante trifase tramite un dispositivo di avviamento magnetico e un relè termico.
Riso. uno
L'elemento riscaldante è collegato tramite un MP trifase con contatti normalmente chiusi (Fig. 1). Controlla l'avviatore del relè termico TP, i cui contatti di comando sono aperti quando la temperatura sul sensore è inferiore a quella impostata. Quando viene applicata una tensione trifase, i contatti di avviamento vengono chiusi e l'elemento riscaldante viene riscaldato, i cui riscaldatori sono collegati secondo lo schema a "stella".
Riso. 2
Al raggiungimento della temperatura impostata, il relè termico interrompe l'alimentazione ai riscaldatori. Pertanto, viene implementato il controller di temperatura più semplice. Per un tale regolatore, è possibile utilizzare il relè termico RT2K (Fig. 2) e per l'avviatore un contattore di terza grandezza con tre gruppi di apertura.
RT2K è un relè termico a due posizioni (on/off) con sensore a filo di rame con campo di regolazione della temperatura da -40 a +50°C. Naturalmente, l'uso di un relè termico non consente di mantenere la temperatura richiesta in modo sufficientemente accurato. L'accensione ogni volta di tutte e tre le sezioni dell'elemento riscaldante comporta inutili perdite di energia.
Riso. 3
Se si implementa il controllo di ciascuna sezione del riscaldatore tramite un dispositivo di avviamento separato associato al proprio relè termico (Fig. 3), è possibile mantenere la temperatura in modo più accurato. Quindi, abbiamo tre avviatori, che sono controllati da tre relè termici TP1, TP2, TP3. Le temperature di risposta sono selezionate, diciamo t1
Riso. 4
I relè di temperatura forniscono la commutazione del circuito esecutivo fino a 6A, ad una tensione di 250V. Per controllare un avviatore magnetico, tali valori sono più che sufficienti (ad esempio, la corrente di funzionamento dei contattori PME è compresa tra 0,1 e 0,9 A con una tensione di 127 V). Quando la corrente CA viene fatta passare attraverso la bobina dell'indotto, è possibile un ronzio a bassa frequenza di alimentazione di 50 Hz.
Esistono relè termici che controllano l'uscita di corrente con un valore di corrente da 0 a 20 mA. Inoltre, spesso i relè termici sono alimentati da CC a bassa tensione (24 V). Per abbinare questa corrente di uscita con bobine dell'indotto di avviamento a bassa tensione (da 24 a 36 V), è possibile utilizzare un circuito di adattamento del livello sul transistor (Fig. 5)
Riso. 5
Questo schema funziona in modalità chiave. Quando la corrente viene applicata attraverso i contatti del relè termico TR attraverso il resistore R1, la corrente si amplifica alla base VT1 e si accende l'avviatore MP.
La resistenza R1 limita l'uscita di corrente del relè termico per prevenire il sovraccarico.Il transistor VT1 viene selezionato in base alla corrente massima del collettore, che supera la corrente di attivazione del contattore e la tensione del collettore.
Calcoliamo il resistore R1 usando un esempio.
Si supponga che una corrente continua di 200 mA sia sufficiente per controllare l'indotto dell'avviatore. Il guadagno di corrente del transistor è 20, il che significa che la corrente di controllo della base IB deve essere mantenuta entro i limiti fino a 200/20 = 10 mA. Il relè termico fornisce un massimo di 24 V con una corrente di 20 mA, che è abbastanza per la bobina dell'indotto. Per aprire il transistor in modalità chiave, è necessario mantenere una tensione di base di 0,6 V rispetto all'emettitore Supponiamo che la resistenza della transizione emettitore-base di un transistor aperto sia trascurabilmente piccola.
Ciò significa che la tensione a R1 sarà 24 - 0,6 V = 23,4 V. Sulla base della corrente di base precedentemente ottenuta, otteniamo la resistenza: R1 = UR1 / IB = 23,4 / 0,01 = 2,340 Kom. Il ruolo del resistore R2 è impedire l'accensione del transistor per interferenze in assenza di una corrente di controllo. Di solito viene scelto 5-10 volte più di R1, cioè per il nostro esempio sarà di circa 24 KΩ.
Per uso industriale vengono prodotti relè-regolatori che realizzano la temperatura dell'oggetto.
Scrivi commenti, aggiunte all'articolo, forse mi sono perso qualcosa. Dai un'occhiata a , sarò felice se trovi qualcos'altro di utile sul mio.
Collegamento di un elemento riscaldante con un termostato
Considera il principio di funzionamento e il circuito di commutazione.
Sono utilizzati per caldaie e caldaie da riscaldamento. Ne prendiamo uno universale per 220 V e 2-4,5 kW, ordinario, con un elemento sensibile a forma di tubo, è posizionato all'interno dell'elemento riscaldante, in cui è presente un foro speciale.
Qui vediamo 3 coppie di elementi riscaldanti, per un totale di sei, da collegare come segue: mettiamo zero su tre e sull'altro 3 - fase. Inseriamo il nostro dispositivo nella rottura della catena. Ha tre contatti, la foto sotto ne mostra uno al centro in alto e due in basso. Quello superiore serve per l'accensione a zero, e quale di quelli inferiori alla fase deve essere verificato da un tester.
Pertanto, la potenza del 1° elemento riscaldante potrebbe non corrispondere ai parametri per il riscaldamento della nave ed essere maggiore o minore. In questi casi, per ottenere la potenza calorifica richiesta, è possibile utilizzare più resistenze collegate in serie o in serie-parallelo. Commutando varie combinazioni di connessione degli elementi riscaldanti, un passaggio da un impianto elettrico domestico. piastre, puoi ottenere una potenza diversa. Ad esempio, disponendo di otto elementi riscaldanti incorporati da 1,25 kW ciascuno, a seconda della combinazione di commutazione, è possibile ottenere la seguente potenza.
- 625 W
- 933 W
- 1,25kW
- 1,6 kW
- 1,8 kW
- 2,5kW
Questo intervallo è abbastanza per regolare e mantenere la temperatura desiderata. Ma puoi ottenere altra potenza aggiungendo il numero di modalità di commutazione e utilizzando varie combinazioni di commutazione.
Il collegamento seriale di 2 elementi riscaldanti da 1,25 kW ciascuno e il loro collegamento a una rete a 220V fornisce un totale di 625 watt. La connessione in parallelo, in totale fornisce 2,5 kW.
Conosciamo la tensione che agisce nella rete, è 220V. Inoltre, conosciamo anche la potenza dell'elemento riscaldante eliminato sulla sua superficie, diciamo che è 1,25 kW, il che significa che dobbiamo scoprire la corrente che scorre in questo circuito. La forza attuale, conoscendo la tensione e la potenza, impariamo dalla seguente formula.
Corrente = potenza divisa per la tensione di rete.
Si scrive così: I = P/U.
Dove I è la corrente in ampere.
P è la potenza in watt.
U è la tensione in volt.
Durante il calcolo, è necessario convertire la potenza indicata sulla custodia del riscaldatore in kW in watt.
1,25 kW = 1250 W. Sostituiamo i valori noti in questa formula e otteniamo la forza attuale.
I \u003d 1250 W / 220 \u003d 5,681 A
R = U/I, dove
R - resistenza in ohm
U - tensione in volt
I - forza attuale in ampere
Sostituiamo i valori noti nella formula e scopriamo la resistenza di 1 elemento riscaldante.
R \u003d 220 / 5.681 \u003d 38.725 ohm.
Rtot = R1 + R2 + R3, ecc.
Pertanto, due riscaldatori collegati in serie hanno una resistenza di 77,45 ohm. Ora è facile calcolare la potenza rilasciata da questi due elementi riscaldanti.
P = U2 / R dove,
P - potenza in watt
R è la resistenza totale di tutti gli ultimi. conn. elementi riscaldanti
P = 624.919 W, arrotondato a 625 W.
La tabella 1.1 mostra i valori per un collegamento in serie di elementi riscaldanti.
Tabella 1.1
|
Numero di elementi riscaldanti |
Potenza, W) |
Resistenza (ohm) |
Tensione (V) |
Corrente (A) |
|
connessione seriale |
||||
|
2 resistenze = 77,45 |
||||
|
3 resistenze =1 16.175 |
||||
|
5 resistenze=193.625 |
||||
|
7 resistenze=271.075 |
||||
La tabella 1.2 mostra i valori per il collegamento in parallelo di elementi riscaldanti.
Tabella 1.2
|
Numero di elementi riscaldanti |
Potenza, W) |
Resistenza (ohm) |
Tensione (V) |
Corrente (A) |
|
Collegamento in parallelo |
||||
|
2 resistenze=19.3625 |
||||
|
3 resistenze=12.9083 |
||||
|
4 resistenze=9.68125 |
||||
|
6 resistenze=6.45415 |
||||
Dal punto di vista dell'ingegneria elettrica, questa è una resistenza attiva che genera calore quando una corrente elettrica la attraversa.
In apparenza, un singolo elemento riscaldante sembra un tubo piegato o arricciato. Le spirali possono avere forme molto diverse, ma il principio di connessione è lo stesso, un singolo elemento riscaldante ha due contatti per il collegamento.
Quando si collega un singolo elemento riscaldante alla tensione di alimentazione, è sufficiente collegare i suoi terminali all'alimentazione. Se l'elemento riscaldante è progettato per 220 volt, lo colleghiamo alla fase e lavoriamo a zero. Se l'elemento riscaldante è a 380 volt, collega l'elemento riscaldante a due fasi.
Ma questo è un unico elemento riscaldante, che possiamo vedere in un bollitore elettrico, ma non vedremo in un bollitore elettrico. Gli elementi riscaldanti della caldaia sono tre elementi riscaldanti singoli fissati su un'unica piattaforma (flangia) con contatti portati su di essa.
L'elemento riscaldante più comune della caldaia è costituito da tre elementi riscaldanti singoli fissati su una flangia comune. Sulla flangia, viene visualizzato per il collegamento di 6 (sei) contatti dell'elemento riscaldante dell'elemento riscaldante elettrico della caldaia. Esistono caldaie con un gran numero di singoli elementi riscaldanti, ad esempio, in questo modo:
Misura della potenza attiva nei circuiti di corrente trifase
A
misurazione della potenza della corrente trifase
applicare vari
circuiti di commutazione del wattmetro a seconda
a partire dal:
sistemi di cablaggio
(a tre o quattro fili);
carico (uniforme
o irregolare)
schemi di collegamento
carico (stella o triangolo).
un)
misurazione della potenza con simmetrico
carichi; sistema di cablaggio
tre o quattro fili:
Disegno
9
Figura 10
In ciò
caso, è possibile misurare la potenza dell'intero circuito
un wattmetro (Figure 9.10), che
mostrerà la potenza di una fase P \u003d 3P f \u003d 3U f I f cosφ
b) con asimmetrico
potenza di carico di un'utenza trifase
misurabile con tre wattmetri:
Figura 11
potere generale
consumatore è pari a:
c) misurazione
potenza con il metodo di due wattmetri:
Figura 12
Usato in 3
sistemi di fili di corrente trifase
con simmetrico e asimmetrico
carichi e qualsiasi tipo di connessione
consumatori. In questo caso, gli avvolgimenti di corrente
i wattmetri sono inclusi nelle fasi A e B
(ad esempio) e parallela a lineare
tensione U AC
e tu sole
(o A e C
UAB
e USA),
(Fig. 12).
potere generale
P=P 1 + P 2
.
Le apparecchiature elettriche per il riscaldamento e il riscaldamento dell'acqua hanno ricevuto una grande richiesta tra i consumatori. Consente di organizzare rapidamente il riscaldamento e la fornitura di acqua calda con costi iniziali minimi. Alcune persone creano persino tali apparecchiature da sole, con le proprie mani. UN Il cuore di ogni dispositivo fatto in casa è un elemento riscaldante con termostato.
Come scegliere il giusto elemento riscaldante e su cosa puntare quando lo si sceglie? Ci sono alcune opzioni:
- Consumo di energia;
- Dimensioni e forma;
- La presenza di un termostato integrato;
- Presenza di protezione contro la corrosione.
Dopo aver letto questa recensione, imparerai come comprendere in modo indipendente gli elementi riscaldanti con i termostati e essere in grado di collegarli.
Prendi in considerazione il collegamento di un elemento riscaldante trifase tramite un dispositivo di avviamento magnetico e un relè termico.
Riso. uno
L'elemento riscaldante è collegato tramite un MP trifase con contatti normalmente chiusi (Fig. 1). Controlla l'avviatore del relè termico TP, i cui contatti di comando sono aperti quando la temperatura sul sensore è inferiore a quella impostata. Quando viene applicata una tensione trifase, i contatti di avviamento vengono chiusi e l'elemento riscaldante viene riscaldato, i cui riscaldatori sono collegati secondo lo schema a "stella".
Riso. 2
Al raggiungimento della temperatura impostata, il relè termico interrompe l'alimentazione ai riscaldatori. Pertanto, viene implementato il controller di temperatura più semplice. Per un tale regolatore, è possibile utilizzare il relè termico RT2K (Fig. 2) e per l'avviatore un contattore di terza grandezza con tre gruppi di apertura.
RT2K è un relè termico a due posizioni (on/off) con sensore a filo di rame con campo di regolazione della temperatura da -40 a +50°C. Naturalmente, l'uso di un relè termico non consente di mantenere la temperatura richiesta in modo sufficientemente accurato. L'accensione ogni volta di tutte e tre le sezioni dell'elemento riscaldante comporta inutili perdite di energia.
Riso. 3
Se si implementa il controllo di ciascuna sezione del riscaldatore tramite un dispositivo di avviamento separato associato al proprio relè termico (Fig. 3), è possibile mantenere la temperatura in modo più accurato. Quindi, abbiamo tre avviatori, che sono controllati da tre relè termici TP1, TP2, TP3. Le temperature di risposta sono selezionate, diciamo t1
Riso. 4
I relè di temperatura forniscono la commutazione del circuito esecutivo fino a 6A, ad una tensione di 250V. Per controllare un avviatore magnetico, tali valori sono più che sufficienti (ad esempio, la corrente di funzionamento dei contattori PME è compresa tra 0,1 e 0,9 A con una tensione di 127 V). Quando la corrente CA viene fatta passare attraverso la bobina dell'indotto, è possibile un ronzio a bassa frequenza di alimentazione di 50 Hz.
Esistono relè termici che controllano l'uscita di corrente con un valore di corrente da 0 a 20 mA. Inoltre, spesso i relè termici sono alimentati da CC a bassa tensione (24 V). Per abbinare questa corrente di uscita con bobine dell'indotto di avviamento a bassa tensione (da 24 a 36 V), è possibile utilizzare un circuito di adattamento del livello sul transistor (Fig. 5)
Riso. 5
Questo schema funziona in modalità chiave. Quando la corrente viene applicata attraverso i contatti del relè termico TR attraverso il resistore R1, la corrente si amplifica alla base VT1 e si accende l'avviatore MP.
La resistenza R1 limita l'uscita di corrente del relè termico per prevenire il sovraccarico. Il transistor VT1 viene selezionato in base alla corrente massima del collettore, che supera la corrente di attivazione del contattore e la tensione del collettore.
Calcoliamo il resistore R1 usando un esempio.
Si supponga che una corrente continua di 200 mA sia sufficiente per controllare l'indotto dell'avviatore. Il guadagno di corrente del transistor è 20, il che significa che la corrente di controllo della base IB deve essere mantenuta entro i limiti fino a 200/20 = 10 mA. Il relè termico fornisce un massimo di 24 V con una corrente di 20 mA, che è abbastanza per la bobina dell'indotto. Per aprire il transistor in modalità chiave, è necessario mantenere una tensione di base di 0,6 V rispetto all'emettitore Supponiamo che la resistenza della transizione emettitore-base di un transistor aperto sia trascurabilmente piccola.
Ciò significa che la tensione a R1 sarà 24 - 0,6 V = 23,4 V. Sulla base della corrente di base precedentemente ottenuta, otteniamo la resistenza: R1 = UR1 / IB = 23,4 / 0,01 = 2,340 Kom. Il ruolo del resistore R2 è impedire l'accensione del transistor per interferenze in assenza di una corrente di controllo. Di solito viene scelto 5-10 volte più di R1, cioè per il nostro esempio sarà di circa 24 KΩ.
Per uso industriale vengono prodotti relè-regolatori che realizzano la temperatura dell'oggetto.
Scrivi commenti, aggiunte all'articolo, forse mi sono perso qualcosa. Dai un'occhiata a , sarò felice se trovi qualcos'altro di utile sul mio.
Continuiamo a conoscerci riscaldatori elettrici tubolari
(termosifone
). Nella prima parte abbiamo considerato, e in questa parte considereremo l'inclusione dei riscaldatori in rete trifase
.
