Cum conectați un cazan electric de încălzire: diferențe între diferite scheme

Pentru încălzirea unei clădiri rezidențiale individuale, sistemele care utilizează transferul lichidului de răcire prin conducte la încălzirea bateriilor, în care căldura este transferată în aerul din jur și returnarea lichidului răcit înapoi pentru încălzirea ulterioară, sunt din ce în ce mai utilizate.

În acest caz, un cazan este de obicei înțeles ca un recipient metalic sigilat în care se încălzește purtătorul de căldură, iar termenul „electric” definește tipul de energie utilizat.

Conform principiului utilizării energiei electrice, cazanele sunt:

1. încălzire indirectă;

2. acțiune directă;

3. tip de inducție.

Au un design complet diferit, diferă în grade de siguranță, necesită o atitudine diferită atunci când este conectat la cablaj.

Cazan electric indirect

Termenul "acțiune indirectă" se referă la încălzirea indirectă efectuată de un curent electric care trece printr-un element de încălzire cu o rezistență pur rezistentă. Ca urmare a acestui fenomen, conform legii Joule-Lenz, temperatura unui conductor special plasat într-un lichid crește.

Căldura degajată pe rezistență este îndepărtată de către purtătorul de căldură. Elemente de încălzire termică sau cum sunt prescurtate ca bronzeaza, sunt disponibile în diferite capacități pentru funcționarea în circuite AC sau DC cu tensiuni diferite.

Caracteristici de proiectare

În interiorul carcasei metalice a centralei se montează elemente de încălzire electrice, spălate de lichidul de răcire.

Ele constau dintr-un corp tubular metalic sigilat, cu fir de aliaj nichrom montat în interior, având o anumită rezistență electrică și capabil să reziste la puterea nominală de încălzire.

Acest fir, cu ambele capete, este montat în interiorul unui tub metalic și conectat la conectorii de ieșire realizați prin fir cu șurub pentru conectarea firelor electrice.

Cavitatea dintre corpul tubului și firul nichrom este separată de un strat de material termoreductor cu proprietăți dielectrice ridicate - un fel special de nisip. Capetele elementului sunt sigilate și echipate cu vârfuri pentru montarea pe capacul cazanului.

Prin urmare, un încălzitor funcțional are o anumită rezistență electrică, care poate fi măsurată cu un ohmmetru sau tester obișnuit, sau calculată din valoarea de putere dată pe carcasă.

De exemplu, un convertor de tensiune de 1 kW consumă un curent de I = 1000/220 = 4,54 amperi atunci când funcționează la o tensiune de 220 volți și are o rezistență electrică de R = 220 / 4,54 = 48,5 Ohm.

Al doilea parametru de sănătate al încălzitorului este calitatea rezistenței de izolare dintre firul conductor din nichrom și carcasă. Pentru a-l măsura, trebuie să utilizați un dispozitiv special - megohmetru.

Pentru încălzirea casnică, sunt utilizate de obicei modele de 220 de volți cu o putere de încărcare de ordinul unui kilowatt. Când este necesară o cantitate mai mare de căldură, atunci elementele de încălzire sunt colectate în lanțuri paralele într-o rețea monofazată sau conectate în grupuri identice într-o rețea trifazată.

În cazan sunt realizate două flanșe pentru comunicarea cu liniile de răcire:

1. la intrarea inferioară, un pom de apă rece este pompat;

2. lichidul încălzit părăsește evacuarea superioară.

Când curentul trece prin rezistența elementului de încălzire, se eliberează căldură, care este transmisă prin stratul de izolație către carcasa metalică și este îndepărtată din elementul de încălzire prin fluxul de răcire. Din această cauză, atunci când lucrează, se creează un echilibru între căldura degajată de energia electrică și lichidul îndepărtat pompat prin cazan.

Fiecare element de încălzire cu partea sa de lucru trebuie să fie complet cufundat în lichid pentru ca eliminarea căldurii să treacă eficient și uniform. Dacă acest lucru este încălcat, de exemplu, din cauza formării unei congestii de aer sau a unei scurgeri de lichid, ceea ce a dus la o scădere a nivelului său în cazan, este posibil ca firul, izolarea sau carcasa elementului de încălzire să se ardă și să fie distruse.

Un cazan electric de casă simplu pe videoclip:

 

Schema de racordare hidraulică

Cazanul electric indirect indirect este fabricat la fabrică într-o clădire frumoasă și modernă, care poate:

• instalați-vă pe podeaua camerei;

• atârnă de perete.

După ce este bine fixat la construcția clădirii, se montează circuitul hidraulic al sistemului de încălzire al casei.

Pentru utilizarea ei:

• radiatoare de încălzire conectate prin lanțuri paralele între liniile de presiune și evacuare (retur) ale transportului de răcire;

• rezervor de expansiune, destinat să scurgă bulele de aer din lichidul pompat;

• valve de închidere, care vă permit să comutați circuitul hidraulic în diferite moduri de funcționare;

• pompa de circulatie cu circuit inchis;

• supapa: presiune inversa, siguranta, ocolire;

• senzori ai sistemului de control al principalelor procese tehnologice;

• echipamente de automatizare, logica de control și protecții.

Dacă pompa de circulație este exclusă din funcționare, circuitul poate funcționa datorită circulației naturale, când transportorul de căldură rece coboară și cel încălzit urcă. Totuși, acest lucru va necesita calcul hidraulic și termic complex, care, în plus, va necesita instalarea suplimentară a echipamentelor.

Pompa asigură întotdeauna pomparea rapidă a lichidului de răcire de-a lungul rețelei și crește eficiența de încălzire.

Cazan electric cu acțiune directă

Termenul de „acțiune directă” înseamnă că pentru a asigura încălzirea, este creată o cale pentru ca curentul electric să treacă direct prin lichidul de răcire lichid ocolind orice elemente intermediare.

Pentru aceasta, electrozii de alimentare cu faza și zero de lucru sunt montați direct pe linia de apă pompată prin corpul cazanului. Deoarece rezistența sa specifică depinde puternic de concentrația sărurilor dizolvate, gradul de puritate al lichidului de răcire afectează magnitudinea curentului electric care trece și gradul de încălzire.

Caracteristici de proiectare

Dispozitivele cu acțiune directă în forma și dimensiunile lor diferă semnificativ de definiția clasică a cuvântului „cazan”. Corpul lor este realizat sub forma unui segment de țeavă obișnuită, echipat cu:

1. duze pentru conectarea cu presiunea și liniile de retur;

2. conectori de fază și zero de lucru pentru conectarea la electrozii circuitului electric.

Datorită acestui fapt, dimensiunile dispozitivului sunt destul de mici ca mărime și greutate, ceea ce economisește semnificativ spațiu în camera cazanului în comparație cu analogii de acțiune indirectă.

Curentul electric trecut prin lichidul de răcire prin electrozi este limitat doar de rezistența saramurii, care depinde de o serie de caracteristici operaționale și poate la un moment dat să depășească valoarea nominală.

Deoarece căldura generată de electricitate este generată direct în lichidul de răcire, fără pierderi de transmisie prin alte suporturi suplimentare, reducerea puterii în circuitul în cauză este mai mică decât în ​​precedent, iar eficiența este mai mare.

Datorită simplității structurilor mecanice, astfel de dispozitive sunt destul de ieftine, ceea ce este avantajul lor. În acest caz, unul dintre electrozi trebuie amplasat direct pe corpul conductei, iar al doilea trebuie încorporat în fluxul de răcire.

Metoda cu electrod de încălzire a lichidului necesită crearea unui mediu special pentru trecerea curentului electric - saramură. Când sunt utilizate în dispozitivele de uz casnic, apar următoarele dezavantaje:

• lichidul de răcire sub formă de soluții lichide intră în procese electrochimice cu toate materialele metalice. Când folosiți aluminiu, corpul radiatorului se corodează în câțiva ani, iar structurile din fontă durează puțin, dar se înfundă constant și necesită curățare;

• pompele de circulație pentru sistemele de încălzire sunt proiectate să funcționeze într-un mediu cu apă curată sau antigel cu diverși aditivi anticoroziune. Nu s-au efectuat teste de proiectare pentru funcționarea pe termen lung în saramură.

Schema de cablare

În mod fundamental, sistemul hidraulic de încălzire al unui cazan cu acțiune directă nu este diferit de un circuit de încălzire indirectă. Ca și înainte, o conductă de apă rece este montată pe conducta de intrare, iar pe conducta de ieșire este instalată o linie de presiune la cald.

Elementele rămase ale circuitului, în funcție de sarcinile locale de încălzire, pot copia complet proiectul anterior.

Ambele imagini prezintă cea mai simplă, tipică dispunere a elementelor circuitului hidraulic. Un design real creat pentru condiții specifice de încălzire a spațiilor va avea întotdeauna unele abateri și completări.

Destul de des, nu se folosește un circuit redus cu un singur circuit, ci un minim format din două grupuri cu organe de conducere și de conducere independente. Un exemplu simplu este un circuit suplimentar care produce apă caldă în scopuri menajere, de exemplu, în baie și bucătărie.

Cazan electric tip inducție

Pentru a încălzi lichidul de răcire, acest proiect folosește curenți de vârstă Foucault induse într-un element special de încălzire - un inductor.

Caracteristici de proiectare

Tensiunea de alimentare este alimentată bobinei unei bobine realizate dintr-un fir electric izolat. Datorită fenomenului de inducție, curenții de inducție care trec printr-un circuit închis sunt induse în miezul magnetic al miezului. În acest caz, metalul inductor este încălzit.

Lichidul de răcire este pompat constant prin acest spațiu și elimină căldura în sistemul hidraulic.

În timpul funcționării cazanului de inducție, apar mici vibrații ale inductorului, care protejează pereții de formarea scării.

Când se utilizează curenți de frecvență industrială, se obțin construcții de dimensiuni impresionante. Pentru a reduce dimensiunile și greutatea cazanului, se utilizează conversia de tensiune de înaltă frecvență până la 1 ÷ 20 kHz, care formează câmpul magnetic corespunzător.

Cazanul de inducție poate fi amplasat într-o carcasă de protecție cu o izolare bună.

Asigurarea condițiilor de funcționare sigure pentru cazane directe și indirecte

Atunci când comparăm principiul funcționării unui element de încălzire cu o descărcare electrică de curent într-un lichid de răcire, se creează diferite condiții pentru aplicarea lor, când pentru toate tipurile de cazane carcasa este din metal și umplută cu un lichid conductiv.

Când folosiți un element de încălzire, curentul circulă printr-un filament nichrom, este izolat de carcasă printr-un strat de dielectric, ceea ce nu permite trecerea potențialului de fază la carcasă.

Într-un cazan de încălzire directă, curentul este generat în lichidul de răcire în contact cu suprafața corpului cazanului. Drept urmare, există un potențial de fază asupra acestuia, care încalcă anumite reguli de siguranță, creează condiția necesară pentru ca o persoană să primească vătămări electrice.

Problemele de proiectare a protecțiilor electrice de mare viteză pentru astfel de structuri nu au fost încă rezolvate. Utilizarea proiectelor RCD convenționale sau a difelfavtomatelor care controlează apariția curenților de scurgere în circuit nu are sens, deoarece acestea vor funcționa constant, blocând furnizarea potențialului de fază către carcasă.

În proiectarea cazanelor indirecte, utilizarea RCD este destul de rezonabilă și adecvată. Nu va permite unei persoane să cadă sub acțiunea potențialului de fază. Acest lucru poate fi înțeles cu ajutorul imaginilor explicative.

În condiții normale de funcționare, curentul curge exclusiv de-a lungul circuitului intern izolat de carcasă.

Când izolația unui cazan electric cu încălzire indirectă este ruptă, curentul de scurgere prin carcasă va pătrunde în conductorul PE și prin acesta până la bucla de sol. Punctul de referință RCD este setat astfel încât dispozitivul cu curent rezidual să se declanșeze și cu contactele sale de alimentare să înlăture tensiunea de alimentare din circuit, ceea ce elimină rănirea umană.

Astfel, în condițiile unei utilizări sigure, cazanele de încălzire directă pierd semnificativ. Dacă sunt deteriorate mecanic din orice motiv, este creat un circuit deschis pentru ca curentul să curgă, ceea ce va lăsa un potențial de fază periculoasă pe carcasă. Și atunci cazul decide totul ...

Schema de conectare la sistemul electric

Vom considera întregul circuit de încălzire al centralei ca un servomotor pentru încălzire:

• acțiune directă - între electrozii integrați în carcasă;

• încălzire indirectă - conectată în paralel cu elementele de încălzire;

• inducție - cutie de borne cu înfășurări.

Apoi, restul circuitului poate fi reprezentat printr-o vedere simplificată, cu elemente de automatizare, control și protecție de curent împotriva suprasarcinelor și a scurtcircuitelor.

Tensiunea de alimentare de la tabloul de control prin corpul de reglare este furnizată la servomotorul de încălzire și la sursa de alimentare (protecții și logică).

Cu senzorii lor, protecțiile scanează principalii parametri tehnici și, atunci când depășesc limitele posibile ale reglării, pun în funcțiune cazanul.

Recent, corpul logic de automatizare a fost realizat din ce în ce mai mult pe baza tehnologiilor de microprocesor care oferă funcționalitate avansată. El primește informații de la senzori pentru temperatura lichidului de răcire, aerul interior, presiunea fluidului din interiorul sistemului, îl prelucrează și menține temperatura din interiorul cazanului prin reglarea tensiunii pe actuator.

Vezi și: Cum se alege un termostat pentru un cazan electric de încălzire

concluzie: articolul face o încercare de generalizare a schemelor de conectare a cazanelor electrice de diferite proiecte, fără a specifica producătorii, împărțindu-i în grupuri principale conform principiului funcționării, pentru a analiza laturile lor slabe și pozitive. Și cât de mult te-a ajutat asta - împărtășește-ți părerea în comentarii.