Wybór elementu grzejnego
Przy wyborze elementu grzejnego należy zwrócić uwagę na kilka szczegółów. Tylko w tym przypadku możesz liczyć na udany zakup, wysokiej jakości ogrzewanie, żywotność i kompatybilność wybranego modelu ze zbiornikiem do podgrzewania wody, kotłem lub baterią grzewczą
Kształt i rozmiar
Do wyboru kupujących prezentowane są dziesiątki modeli elementów grzejnych. Mają inny kształt – prosty, okrągły, w formie „ósemki” lub „uszy”, podwójny, potrójny i wiele innych. Kupując, powinieneś skupić się na użyciu grzejnika. Modele wąskie i proste służą do wbudowania w sekcje grzejników, ponieważ wewnątrz nie ma wystarczająco dużo miejsca
Montując zasobnikowy podgrzewacz wody należy zwrócić uwagę na objętość i kształt zbiornika i na tej podstawie dobrać odpowiednią grzałkę. W zasadzie zmieści się tu prawie każdy model.
W przypadku konieczności wymiany elementu grzejnego w istniejącym podgrzewaczu wody należy zakupić identyczny model – tylko w tym przypadku można liczyć na to, że zmieści się on w samym zbiorniku.
Moc
Jeśli nie wszystko, to wiele zależy od mocy. Na przykład może to być szybkość ogrzewania. Jeśli montujesz podgrzewacz wody o małej objętości, zalecana moc wyniesie 1,5 kW. Ten sam element grzejny może również nagrzewać nieproporcjonalnie duże ilości, tylko że będzie to robił bardzo długo - przy mocy 2 kW podgrzanie 100-150 litrów wody może zająć 3,5 - 4 godziny (nie gotować, ale średnio o 40 stopni).
Jeśli wyposażysz podgrzewacz wody lub zbiornik wody w mocny element grzewczy o mocy 5-7 kW, woda bardzo szybko się nagrzeje. Ale pojawi się inny problem - domowa sieć elektryczna nie wytrzyma. Gdy moc podłączonego sprzętu jest wyższa niż 2 kW, konieczne jest ułożenie oddzielnej linii z panelu elektrycznego.
Ochrona przed korozją i osadzaniem się kamienia
Przy wyborze elementów grzejnych do podgrzewania wody za pomocą termostatu zalecamy zwrócenie uwagi na nowoczesne modele wyposażone w zabezpieczenie przed osadzaniem się kamienia. Ostatnio na rynku zaczęły pojawiać się modele z powłoką emaliowaną.
To ona chroni grzejniki przed osadami soli. Gwarancja na takie elementy grzejne wynosi 15 lat. Jeśli w sklepie nie ma podobnych modeli, zalecamy zakup grzałek elektrycznych ze stali nierdzewnej - są one trwalsze i bardziej niezawodne.
Obecność termostatu
Jeśli montujesz lub naprawiasz kocioł lub chcesz wyposażyć akumulator grzewczy w element grzejny, wybierz model z wbudowanym termostatem. Pozwoli Ci zaoszczędzić na energii elektrycznej, włączając się tylko wtedy, gdy temperatura wody spadnie poniżej z góry ustalonego znaku. Jeśli nie ma regulatora, będziesz musiał sam monitorować temperaturę, włączając lub wyłączając ogrzewanie - jest to niewygodne, nieekonomiczne i niebezpieczne.
Cel elementów grzejnych
Dlaczego potrzebujemy elementów grzejnych z termostatami? Na ich podstawie projektowane są autonomiczne systemy grzewcze, tworzone są kotły i przepływowe podgrzewacze wody.
Na przykład elementy grzejne montowane są bezpośrednio do akumulatorów, w wyniku czego powstają sekcje mogące pracować samodzielnie, bez kotła grzewczego. Odrębne modele skupiają się na tworzeniu systemów przeciw zamarzaniu – utrzymują niską dodatnią temperaturę, zapobiegając zamarzaniu i późniejszemu pękaniu rur i akumulatorów.
W tę baterię wbudowany jest element grzejny z termostatem, dzięki któremu ogrzewa się dom.
Na bazie elementów grzejnych tworzone są podgrzewacze akumulacyjne i przepływowe. Zakup kotła nie jest dostępny dla każdej osoby, dlatego wielu montuje je samodzielnie, używając oddzielnych elementów. Wkładając grzałkę z termostatem do odpowiedniego pojemnika, otrzymamy doskonały podgrzewacz wody typu akumulacyjnego - konsument będzie musiał jedynie wyposażyć go w dobrą izolację termiczną i podłączyć do źródła wody.
Również na podstawie elementów grzejnych tworzone są podgrzewacze wody magazynowej typu luzem. W rzeczywistości jest to pojemnik z wodą napełniany ręcznie.Elementy grzejne są również wbudowane w zbiorniki letniego prysznica, zapewniając podgrzewanie wody do określonej temperatury przy złej pogodzie.
Elementy grzejne do podgrzewania wody za pomocą termostatu są niezbędne nie tylko do tworzenia urządzeń do podgrzewania wody, ale także do ich naprawy - jeśli grzałka jest niesprawna, kupujemy nową i wymieniamy. Ale wcześniej musisz zrozumieć kwestie wyboru.
Pomiar mocy. Pomiar mocy w obwodach prądu stałego i jednofazowego
Moc
w obwodach prądu stałego, zużyty
ta strona
obwód elektryczny jest równy:
I może
mierzone amperomierzem i woltomierzem.
Oprócz
niedogodność jednoczesnego liczenia
odczyty dwóch przyrządów, pomiar
moc w ten sposób jest wytwarzana z
nieunikniony błąd. Bardziej wygodny
pomiar mocy w obwodach prądu stałego
prąd z watomierzem.
zmierzyć
moc czynna w obwodzie AC
prąd z amperomierza i woltomierza jest niemożliwy,
bo Moc takiego obwodu zależy od
cosφ:
Więc w łańcuchach
Moc czynna AC
mierzone tylko watomierzem.
Cyfra 8
bez ruchu
uzwojenie 1-1 (prąd) włącza się
sekwencyjnie i mobilnie 2-2
(uzwojenie napięciowe) równolegle z
Załaduj.
Do
prawidłowe włączenie watomierza;
z zacisków uzwojenia prądu i jednego z
zaciski
uzwojenia napięciowe są oznaczone gwiazdką
(*). Te zaciski, zwane zaciskami generatora,
niezbędny
włączyć z zasilacza,
scalając je razem. W tym przypadku
watomierz pokaże moc,
pochodzących od strony sieci (generatora) do
odbiornik energii elektrycznej.
Rozważ podłączenie trójfazowego elementu grzejnego za pomocą rozrusznika magnetycznego i przekaźnika termicznego.
Ryż. jeden
Element grzejny jest podłączony poprzez jeden trójfazowy MP ze stykami normalnie zamkniętymi (rys. 1). Steruje rozrusznikiem przekaźnika termicznego TP, którego styki sterujące są rozwarte, gdy temperatura na czujniku jest niższa od ustawionej. Po przyłożeniu napięcia trójfazowego styki rozrusznika są zamknięte, a element grzejny jest podgrzewany, którego grzałki są połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy”.
Ryż. 2
Po osiągnięciu ustawionej temperatury przekaźnik termiczny wyłącza zasilanie grzałek. W ten sposób realizowany jest najprostszy regulator temperatury. Do takiego regulatora można zastosować przekaźnik termiczny RT2K (rys. 2), a do rozrusznika stycznik trzeciej wielkości z trzema grupami otwierania.
RT2K to dwupozycyjny (włącz/wyłącz) przekaźnik termiczny z czujnikiem z drutu miedzianego o zakresie nastaw temperatury od -40 do +50°C. Oczywiście zastosowanie jednego przekaźnika termicznego nie pozwala wystarczająco dokładnie utrzymać wymaganej temperatury. Włączenie za każdym razem wszystkich trzech sekcji elementu grzejnego prowadzi do niepotrzebnych strat energii.
Ryż. 3
Jeśli zaimplementujesz sterowanie każdą sekcją nagrzewnicy za pomocą oddzielnego rozrusznika związanego z własnym przekaźnikiem termicznym (ryc. 3), możesz dokładniej utrzymać temperaturę. Mamy więc trzy rozruszniki, którymi sterują trzy przekaźniki termiczne TP1, TP2, TP3. Temperatury odpowiedzi są wybrane, powiedzmy t1
Ryż. 4
Przekaźniki temperaturowe zapewniają przełączanie obwodu wykonawczego do 6A, przy napięciu 250V. Do sterowania rozrusznikiem magnetycznym takie wartości są więcej niż wystarczające (na przykład prąd roboczy styczników PME wynosi od 0,1 do 0,9 A przy napięciu 127 V). Gdy prąd przemienny przepływa przez cewkę twornika, możliwe jest przydźwięku o niskiej częstotliwości 50 Hz.
Istnieją przekaźniki termiczne, które sterują wyjściem prądowym o wartości prądu od 0 do 20 mA. Również często przekaźniki termiczne są zasilane niskim napięciem DC (24 V). Aby dopasować ten prąd wyjściowy do niskonapięciowych (24 do 36 V) cewek twornika rozrusznika, można zastosować obwód dopasowujący poziom na tranzystorze (rys. 5).
Ryż. 5
Ten schemat działa w trybie klucza. Gdy prąd jest doprowadzany przez styki przekaźnika termicznego TR przez rezystor R1, prąd wzmacnia się do podstawy VT1 i rozrusznik MP jest włączony.
Rezystor R1 ogranicza prąd wyjściowy przekaźnika termicznego, aby zapobiec przeciążeniu.Tranzystor VT1 jest wybierany na podstawie maksymalnego prądu kolektora, który przekracza prąd zadziałania stycznika i napięcie kolektora.
Obliczmy rezystor R1 na przykładzie.
Załóżmy, że prąd stały 200mA jest wystarczający do sterowania twornikiem rozrusznika. Wzmocnienie prądowe tranzystora wynosi 20, co oznacza, że prąd sterujący bazy IB musi być utrzymywany w granicach do 200/20 = 10 mA. Przekaźnik termiczny dostarcza maksymalnie 24 V przy prądzie 20 mA, co wystarcza na cewkę twornika. Aby otworzyć tranzystor w trybie klucza, należy w stosunku do emitera utrzymać napięcie bazy 0,6 V. Załóżmy, że rezystancja przejścia między emiterem a podstawą otwartego tranzystora jest pomijalnie mała.
Oznacza to, że napięcie na R1 wyniesie 24 - 0,6V = 23,4 V. Na podstawie uzyskanego wcześniej prądu bazowego otrzymujemy rezystancję: R1 = UR1 / IB = 23,4/0,01 = 2,340 Kom. Rolą rezystora R2 jest zapobieganie włączaniu się tranzystora przed zakłóceniami w przypadku braku prądu sterującego. Zwykle jest wybierany 5-10 razy częściej niż R1, tj. dla naszego przykładu będzie to około 24 KΩ.
Do zastosowań przemysłowych produkowane są przekaźniki-regulatory, które realizują temperaturę obiektu.
Napisz komentarze, uzupełnienia do artykułu, może coś przeoczyłem. Zajrzyj na , będę zadowolony, jeśli znajdziesz na mnie coś przydatnego.
Podłączenie elementu grzejnego z termostatem
Rozważ zasadę działania i obwód przełączający.
Służą do kotłów i kotłów grzewczych. Bierzemy uniwersalną na 220V i 2-4,5 kW, zwykłą, z czułym elementem w postaci rurki, umieszczona jest wewnątrz grzałki, w której znajduje się specjalny otwór.
Tutaj widzimy 3 pary elementów grzejnych, w sumie sześć, musisz połączyć w następujący sposób: zero stawiamy na trzy, a na pozostałe 3 - fazę. Wkładamy nasze urządzenie w przerwę łańcucha. Ma trzy styki, na zdjęciu poniżej jeden na środku na górze i dwa na dole. Górny służy do włączania do zera, a który z dolnych do fazy musi być sprawdzony testerem.
Dlatego moc pierwszego elementu grzejnego może nie odpowiadać parametrom ogrzewania naczynia i być mniej więcej. W takich przypadkach, aby uzyskać wymaganą moc grzewczą, można zastosować kilka elementów grzejnych połączonych szeregowo lub szeregowo-równoległych. Przełączając różne kombinacje połączeń elementów grzejnych, przełączaj się z domowego elektrycznego. talerze, możesz uzyskać inną moc. Na przykład mając osiem wbudowanych elementów grzejnych, każdy o mocy 1,25 kW, w zależności od kombinacji przełączania, można uzyskać następującą moc.
- 625 W
- 933 W
- 1,25 kW
- 1,6 kW
- 1,8 kW
- 2,5 kW
Ten zakres jest wystarczający do regulacji i utrzymania pożądanej temperatury. Ale możesz uzyskać inną moc, dodając liczbę trybów przełączania i używając różnych kombinacji przełączania.
Szeregowe podłączenie 2 elementów grzejnych o mocy 1,25 kW każdy i podłączenie ich do sieci 220V daje łącznie 625 watów. Połączenie równoległe daje w sumie 2,5 kW.
Znamy napięcie działające w sieci, to jest 220V. Co więcej, znamy również moc elementu grzejnego wybitego na jego powierzchni, powiedzmy, że wynosi 1,25 kW, co oznacza, że musimy dowiedzieć się, jaki prąd płynie w tym obwodzie. Natężenie prądu, znając napięcie i moc, dowiadujemy się z następującego wzoru.
Prąd = moc podzielona przez napięcie sieciowe.
Jest napisane tak: I = P / U.
Gdzie ja jest prąd w amperach.
P to moc w watach.
U to napięcie w woltach.
Podczas obliczania należy przeliczyć moc wskazaną na obudowie grzałki w kW na waty.
1,25 kW = 1250 W. Do tego wzoru podstawiamy znane wartości i otrzymujemy aktualną siłę.
I \u003d 1250 W / 220 \u003d 5,681 A
R = U / I, gdzie
R - rezystancja w omach
U - napięcie w woltach
I - aktualna siła w amperach
Zastępujemy znane wartości we wzorze i określamy rezystancję 1 elementu grzejnego.
R \u003d 220 / 5,681 \u003d 38,725 omów.
Rcałk = R1 + R2 + R3 itd.
Tak więc dwie grzałki połączone szeregowo mają rezystancję 77,45 omów. Teraz łatwo jest obliczyć moc uwalnianą przez te dwa elementy grzejne.
P = U2 / R gdzie,
P - moc w watach
R to całkowity opór wszystkich ostatnich. poł. elementy grzejne
P = 624,919 W, w zaokrągleniu do 625 W.
Tabela 1.1 przedstawia wartościdla szeregowego połączenia elementów grzejnych.
Tabela 1.1
Liczba elementów grzejnych |
Moc, W) |
Rezystancja (om) |
Napięcie (V) |
Prąd (A) |
połączenie szeregowe |
||||
2 elementy grzejne = 77,45 |
||||
3 elementy grzejne =1 16,175 |
||||
5 grzałek = 193,625 |
||||
7 elementów grzejnych = 271.075 |
||||
Tabela 1.2 pokazuje wartości dla równoległego połączenia elementów grzejnych.
Tabela 1.2
Liczba elementów grzejnych |
Moc, W) |
Rezystancja (om) |
Napięcie (V) |
Prąd (A) |
Połączenie równoległe |
||||
2 elementy grzejne = 19,3625 |
||||
3 elementy grzejne = 12.9083 |
||||
4 elementy grzejne = 9,68125 |
||||
6 elementów grzejnych = 6,45415 |
||||
Z punktu widzenia elektrotechniki jest to aktywny opór, który generuje ciepło, gdy przepływa przez niego prąd elektryczny.
Z wyglądu pojedynczy element grzejny wygląda jak wygięta lub zwinięta rurka. Spirale mogą mieć bardzo różne kształty, ale zasada połączenia jest taka sama, jeden element grzejny ma dwa styki do połączenia.
Podłączając pojedynczy element grzejny do napięcia zasilającego, wystarczy podłączyć jego zaciski do zasilania. Jeśli element grzejny jest zaprojektowany na 220 woltów, podłączamy go do fazy i pracy zerowej. Jeśli element grzejny ma 380 woltów, łączy element grzejny z dwiema fazami.
Ale to pojedynczy element grzejny, który zobaczymy w czajniku elektrycznym, ale nie zobaczymy w bojlerze elektrycznym. Elementy grzejne kotła grzewczego to trzy pojedyncze elementy grzejne zamocowane na jednej platformie (kołnierz) z wyprowadzonymi stykami.
Najpopularniejszy element grzejny kotła składa się z trzech pojedynczych elementów grzejnych zamocowanych na wspólnym kołnierzu. Na kołnierzu jest wyświetlany do podłączenia 6 (sześciu) styków grzałki grzałki elektrycznej kotła. Istnieją kotły z dużą liczbą pojedynczych elementów grzewczych, na przykład tak:
Pomiar mocy czynnej w obwodach prądu trójfazowego
Na
pomiar mocy prądu trójfazowego,
stosować różne
obwody przełączające watomierza w zależności od
z:
instalacje elektryczne
(trzy- lub czteroprzewodowe);
obciążenie (jednolite
lub nierówne)
schematy połączeń
obciążenie (gwiazda lub delta).
a)
pomiar mocy z symetrycznym
masa; System okablowania
trzy- lub czteroprzewodowe:
Rysunek
9
Rysunek 10
W tym
przypadku, można zmierzyć moc całego obwodu
jeden watomierz (rysunki 9.10), który
pokaże moc jednej fazy P \u003d 3P f \u003d 3U f I f cosφ
b) z asymetrycznym
moc obciążenia odbiornika trójfazowego
można zmierzyć trzema watomierzami:
Rysunek 11
ogólna moc
konsument jest równy:
c) pomiar
moc metodą dwóch watomierzy:
Rysunek 12
Używany w 3
układy przewodowe prądu trójfazowego
z symetrycznym i asymetrycznym
obciążenia i wszelkiego rodzaju połączenia
konsumentów. W tym przypadku obecne uzwojenia
watomierze są zawarte w fazie A i B
(na przykład) i równolegle do liniowej
napięcie U AC
a ty słońce
(lub A i C
UAB
i U.S.A.),
(ryc. 12).
ogólna moc
P=P 1 + P 2
.
Elektryczne urządzenia do podgrzewania wody i ogrzewania cieszą się dużym zainteresowaniem wśród konsumentów. Pozwala szybko zorganizować ogrzewanie i ciepłą wodę przy minimalnych kosztach początkowych. Niektórzy nawet sami tworzą taki sprzęt własnymi rękami. A Sercem każdego domowego urządzenia jest grzałka z termostatem.
Jak dobrać odpowiednią grzałkę i na co zwrócić uwagę przy jej wyborze? Istnieje kilka opcji:
- Pobór energii;
- Wymiary i kształt;
- Obecność wbudowanego termostatu;
- Obecność ochrony przed korozją.
Po przeczytaniu tej recenzji dowiesz się, jak samodzielnie rozumieć elementy grzejne za pomocą termostatów i umieć je podłączyć.
Rozważ podłączenie trójfazowego elementu grzejnego za pomocą rozrusznika magnetycznego i przekaźnika termicznego.
Ryż. jeden
Element grzejny jest podłączony poprzez jeden trójfazowy MP ze stykami normalnie zamkniętymi (rys. 1). Steruje rozrusznikiem przekaźnika termicznego TP, którego styki sterujące są rozwarte, gdy temperatura na czujniku jest niższa od ustawionej. Po przyłożeniu napięcia trójfazowego styki rozrusznika są zamknięte, a element grzejny jest podgrzewany, którego grzałki są połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy”.
Ryż. 2
Po osiągnięciu ustawionej temperatury przekaźnik termiczny wyłącza zasilanie grzałek. W ten sposób realizowany jest najprostszy regulator temperatury. Do takiego regulatora można zastosować przekaźnik termiczny RT2K (rys. 2), a do rozrusznika stycznik trzeciej wielkości z trzema grupami otwierania.
RT2K to dwupozycyjny (włącz/wyłącz) przekaźnik termiczny z czujnikiem z drutu miedzianego o zakresie nastaw temperatury od -40 do +50°C. Oczywiście zastosowanie jednego przekaźnika termicznego nie pozwala wystarczająco dokładnie utrzymać wymaganej temperatury. Włączenie za każdym razem wszystkich trzech sekcji elementu grzejnego prowadzi do niepotrzebnych strat energii.
Ryż. 3
Jeśli zaimplementujesz sterowanie każdą sekcją nagrzewnicy za pomocą oddzielnego rozrusznika związanego z własnym przekaźnikiem termicznym (ryc. 3), możesz dokładniej utrzymać temperaturę. Mamy więc trzy rozruszniki, którymi sterują trzy przekaźniki termiczne TP1, TP2, TP3. Temperatury odpowiedzi są wybrane, powiedzmy t1
Ryż. 4
Przekaźniki temperaturowe zapewniają przełączanie obwodu wykonawczego do 6A, przy napięciu 250V. Do sterowania rozrusznikiem magnetycznym takie wartości są więcej niż wystarczające (na przykład prąd roboczy styczników PME wynosi od 0,1 do 0,9 A przy napięciu 127 V). Gdy prąd przemienny przepływa przez cewkę twornika, możliwe jest przydźwięku o niskiej częstotliwości 50 Hz.
Istnieją przekaźniki termiczne, które sterują wyjściem prądowym o wartości prądu od 0 do 20 mA. Również często przekaźniki termiczne są zasilane niskim napięciem DC (24 V). Aby dopasować ten prąd wyjściowy do niskonapięciowych (24 do 36 V) cewek twornika rozrusznika, można zastosować obwód dopasowujący poziom na tranzystorze (rys. 5).
Ryż. 5
Ten schemat działa w trybie klucza. Gdy prąd jest doprowadzany przez styki przekaźnika termicznego TR przez rezystor R1, prąd wzmacnia się do podstawy VT1 i rozrusznik MP jest włączony.
Rezystor R1 ogranicza prąd wyjściowy przekaźnika termicznego, aby zapobiec przeciążeniu. Tranzystor VT1 jest wybierany na podstawie maksymalnego prądu kolektora, który przekracza prąd zadziałania stycznika i napięcie kolektora.
Obliczmy rezystor R1 na przykładzie.
Załóżmy, że prąd stały 200mA jest wystarczający do sterowania twornikiem rozrusznika. Wzmocnienie prądowe tranzystora wynosi 20, co oznacza, że prąd sterujący bazy IB musi być utrzymywany w granicach do 200/20 = 10 mA. Przekaźnik termiczny dostarcza maksymalnie 24 V przy prądzie 20 mA, co wystarcza na cewkę twornika. Aby otworzyć tranzystor w trybie klucza, należy w stosunku do emitera utrzymać napięcie bazy 0,6 V. Załóżmy, że rezystancja przejścia między emiterem a podstawą otwartego tranzystora jest pomijalnie mała.
Oznacza to, że napięcie na R1 wyniesie 24 - 0,6V = 23,4 V. Na podstawie uzyskanego wcześniej prądu bazowego otrzymujemy rezystancję: R1 = UR1 / IB = 23,4/0,01 = 2,340 Kom. Rolą rezystora R2 jest zapobieganie włączaniu się tranzystora przed zakłóceniami w przypadku braku prądu sterującego. Zwykle jest wybierany 5-10 razy częściej niż R1, tj. dla naszego przykładu będzie to około 24 KΩ.
Do zastosowań przemysłowych produkowane są przekaźniki-regulatory, które realizują temperaturę obiektu.
Napisz komentarze, uzupełnienia do artykułu, może coś przeoczyłem. Zajrzyj na , będę zadowolony, jeśli znajdziesz na mnie coś przydatnego.
Nadal się poznajemy grzałki elektryczne rurkowe
(Element grzewczy
). W pierwszej części rozważaliśmy, a w tej części rozważymy włączenie grzałek do sieć trójfazowa
.