Устройство и схемы подключения тэн. Схемы подключения тэн к электрической сети Схема подключения тэнов к 3 фазам

30.08.2019

(и как его расшифровать)

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений - до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба 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 при перегонке и ректификации. 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.

ГдеI- 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.

R = U / I,где

R- сопротивление в Омах

U- напряжение в вольтах

I- сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

Rобщ = R1+ R2 + R3и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное77,45Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U2 / R где,

P- мощность в ваттах

R- общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения625 Вт.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

Кол-воТЭН	Мощность(Вт)	Сопротивление(Ом)	Напряжение(В)	Сила тока(А)
1	1250,000	38,725	220	5,68
Последовательное соединение
2	625	2 ТЭН =77,45	220	2,84
3	416	3 ТЭН =1 16,175	220	1,89
4	312	4 ТЭН=154,9	220	1,42
5	250	5 ТЭН=193,625	220	1,13
6	208	6 ТЭН=232,35	220	0,94
7	178	7 ТЭН=271,075	220	0,81
8	156	8 ТЭН=309,8	220	0,71

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

Кол-воТЭН	Мощность(Вт)	Сопротивление(Ом)	Напряжение(В)	Сила тока(А)
Параллельное соединение
2	2500	2 ТЭН=19,3625	220	11,36
3	3750	3 ТЭН=12,9083	220	17,04
4	5000	4 ТЭН=9,68125	220	22,72
5	6250	5 ТЭН=7,7450	220	28,40
6	7500	6 ТЭН=6,45415	220	34,08
7	8750	7 ТЭН=5,5321	220	39,76
8	10000	8 ТЭН=4,840	220	45,45

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно законаОма,пользуясь выше приведенными формулами.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

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

Рис. 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.

Продолжаем знакомиться с трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН ). В первой части мы рассмотрели , а в этой части рассмотрим включение нагревателей в трехфазную сеть .

3. Схемы включения ТЭН в трехфазную сеть.

Для включения в трехфазную электрическую сеть применяют ТЭНы с рабочим напряжением 220 и 380 В. Нагреватели с рабочим напряжением 220 В включают по схеме «звезда », а нагреватели с напряжением 380 В включают по схеме «звезда » и «треугольник ».

3.1. Схемы соединения звездой.

Рассмотрим схему соединения звездой , составленную из трех нагревателей.
На вывод 2 каждого нагревателя подается соответствующая фаза. Выводы 1 соединены вместе и образуют общую точку, называемую нулевой или нейтральной , и такая схема соединения нагрузки называется трехпроводной .

Включение по трехпроводной схеме используется, когда нагреватели или любая другая нагрузка рассчитаны на рабочее напряжение 380 В. На рисунке ниже показана монтажная схема трехпроводного включения нагревателей в трехфазную электрическую сеть, где подача и отключение напряжения осуществляется трехполюсным автоматическим выключателем.

В этой схеме на правые выводы нагревателей подаются соответствующие фазы А , В и С , а левые выводы соединены в нулевую точку . Между нулевой точкой и правыми выводами нагревателей напряжение составляет 220 В.

Помимо трехпроводной схемы существует четырехпроводная , которая предполагает включение в трехфазную сеть нагрузки с рабочим напряжением 220 В. При таком включении нулевую точку нагрузки соединяют с нулевой точкой источника напряжения.

В этой схеме на правые выводы нагревателей подается соответствующая фаза, а левые выводы соединены в одну точку, которая подключена к нулевой шине источника напряжения. Между нулевой точкой и выводами нагревателей напряжение составляет 220 В.

Если необходимо, чтобы нагрузка полностью отключалась от электрической сети, то применяют автоматы «3+N » или «3Р+N », у которых включаются и отключаются все четыре силовых контакта.

3.2. Схемы соединения треугольником.

При соединении треугольником выводы нагревателей соединяют последовательно друг с другом. Рассмотрим схему включения трех нагревателей: вывод 1 нагревателя №1 соединяется с выводом 1 нагревателя №2 ; вывод 2 нагревателя №2 соединяется с выводом 2 нагревателя №3 ; вывод 2 нагревателя №1 соединяется с выводом 1 нагревателя №3 . В итоге получилось три плеча – «а », «б », «с ».

Теперь на каждое плечо подаем фазу: на плечо «а » фазу А , на плечо «в » фазу В , ну и на плечо «с » фазу С .

3.3. Схема «нагреватель — термореле — контактор».

Рассмотрим пример схемы регулирования температуры.
Данная схема составлена из трехполюсного автоматического выключателя, контактора, термореле и трех нагревателей, включенных звездой.

Фазы А , В и С от выходных клемм автомата поступают на вход силовых контактов контактора и постоянно дежурят на них. К выходным силовым контактам контактора подключены левые выводы ТЭНов, а правые выводы соединены вместе и образуют нулевую точку, подключенную к нулевой шине.

С выходной клеммы автомата фаза А поступает на клемму питания термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно дежурит на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора.

Ноль N с нулевой шины поступает на вывод А2 катушки контактора и перемычкой перебрасывается на питающую клемму А2 термореле. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2 термореле.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут, контактор обесточен и его силовые контакты разомкнуты. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1 . Через замкнутый контакт К1 фаза А поступает на вывод А1 катушки контактора, контактор срабатывает и его силовые контакты замыкаются. Фазы А , В и С поступают на соответствующие выводы нагревателей и нагреватели начинают греться.

При достижении заданной температуры от датчика опять приходит сигнал и реле дает команду на размыкание контакта К1 . Контакт К1 размыкается и подача фазы А на вывод А1 катушки контактора прекращается. Силовые контакты размыкаются и подача напряжения на нагреватели прекращается.

Следующий вариант схемы включения нагревателей отличается лишь применением трехполюсного автомата с отключающимися тремя фазными и нулевым силовыми контактами.

Чтобы не нагружать силовую клемму автомата необходимо предусмотреть нулевую шинку, на которой будут собираться все нули. Шинку устанавливают рядом с элементами схемы, и уже от нее тянут нулевой проводник к четвертой клемме автоматического выключателя.

При подключении ТЭН в трехфазную сеть, для равномерного распределения нагрузки по фазам, необходимо учитывать общую мощность нагрузки по каждой фазе, которая должна быть одинаковой .

Вот мы и рассмотрели две основные схемы соединения нагревателей применяемых в трехфазной электрической сети.

Теперь нам только осталось рассмотреть возможные неисправности и способы проверки ТЭН .
На этом пока закончим.
Удачи!

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.

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 = U / I, где

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.

P = U2 / R где,

P - мощность в ваттах

R - общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)

Последовательное соединение
		2 ТЭН = 77,45
		3 ТЭН =1 16,175

		5 ТЭН=193,625

		7 ТЭН=271,075

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Напряжение (В)	Сила тока (А)
Параллельное соединение
		2 ТЭН=19,3625
		3 ТЭН=12,9083
		4 ТЭН=9,68125

		6 ТЭН=6,45415

Похожие статьи: