Како спојити електрични грејни котао: разлике између различитих схема

За грејање поједине стамбене зграде све се чешће користе системи који користе пренос течне расхладне течности кроз цевоводе до грејних акумулатора, у којима се топлота преноси на околни ваздух и повратак хлађене течности назад за касније грејање.

У овом се случају под бојлером обично подразумева метална затворена посуда у којој се грејач греје, а термин "електрични" дефинише врсту коришћене енергије.

Према принципу коришћења електричне енергије, котлови су:

1. индиректно загревање;

2. директна акција;

3. индукцијски тип.

Имају потпуно другачији дизајн, разликују се у степену сигурности, захтевају другачији став када су повезани са ожичењем.

Индиректни електрични котао

Израз "индиректно дејство" односи се на индиректно загревање извршено електричном струјом која пролази кроз грејни елемент са чистим отпонским отпором. Као резултат ове појаве, по закону Јоуле - Ленз, температура проводника посебно смештеног у течност расте.

Топлина ослобођена отпора уклања топлотни носач. Термички грејни елементи или, како их се скраћује ТЕНИ, доступни су у различитим капацитетима за рад у АЦ или ДЦ круговима са различитим напонима.

Карактеристике дизајна

Унутар металног кућишта котла уграђени су електрични грејни елементи, који их испире расхладним средством.

Састоји се од запечаћеног металног цевастог тијела са навојима од легуре никрома уграђеног унутра, који има одређени електрични отпор и може издржати називну снагу гријања.

Навој, са оба краја, монтира се унутар металне цеви и повезује се са излазним конекторима направљеним вијчаним навојем за спајање електричних жица.

Шупљина између тела цеви и ницхроме навоја одвојена је слојем материјала за проводјење топлоте са високим диелектричним својствима - посебном врстом песка. Крајеви елемента су запечаћени и опремљени са саветима за уградњу на поклопац котла.

Функционирајући грејач има, дакле, одређени електрични отпор, који се може мерити обичним охмметром или тестером, или израчунати из вредности снаге дате на кућишту.

На пример, претварач напона од 1 кВ троши струју И = 1000/220 = 4,54 ампера када ради на напону од 220 волта и има електрични отпор Р = 220 / 4,54 = 48,5 Охм.

Други здравствени параметар грејача је квалитет изолационог отпора између проводног ницхроме навоја и кућишта. Да бисте га измерили, морате да користите посебан уређај - мегаохмметер.

За кућно грејање обично се користе модели од 220 волти, са оптерећењем снаге од једног киловата. Када је потребна већа количина топлине, тада се грејни елементи сакупљају паралелним ланцима у једнофазној мрежи или су повезани у идентичне групе у трофазној мрежи.

У котлу су направљена два прирубница за комуникацију са линијама расхладне течности:

1. на доњем улазу пумпа се млаз хладне воде;

2. загрејана течност напушта горњи отвор.

Када струја прође кроз отпор грејног елемента, ослобађа се топлота која се кроз изолациони слој преноси у метално кућиште и уклања се из грејног елемента протоком расхладне течности. Због тога се, током рада, ствара равнотежа између топлоте која се ослобађа електричном енергијом и уклоњене течности која се пумпа кроз котао.

Сваки грејни елемент са својим радним делом мора бити потпуно уроњен у течност како би уклањање топлоте прошло ефикасно и равномерно. Ако се то крши, на пример, услед стварања загушења ваздуха или цурења течности, што је довело до смањења његовог нивоа у котлу, могуће је да ће навој, изолација или кућиште грејног елемента изгорети и бити уништени.

Једноставан кућни електрични бојлер на видео снимку:

 

Дијаграм хидрауличне везе

Индиректни индиректни електрични бојлер произведен је у фабрици у прелепој модерној згради која може:

• инсталирајте на под собе;

• виси о зиду.

Након што је чврсто причвршћен на грађевинску конструкцију, саставља се хидраулички круг грејног система куће.

За њену употребу:

• грејни радијатори повезани паралелним ланцима између тлачних и одводних (повратних) водова транспорта расхладне течности;

• експанзијски резервоар, дизајниран за испуштање мехурића ваздуха из испумпане течности;

• запорни вентили, који вам омогућују пребацивање хидрауличког круга у различитим режимима рада;

• циркулацијска пумпа затвореног круга;

• вентил: повратни притисак, сигурносни, обилазни;

• сензори контролног система главних технолошких процеса;

• опрема за аутоматизацију, контролна логика и заштите.

Ако је циркулациона пумпа искључена из рада, круг може да функционише због природне циркулације, када се носач хладног топлоте спусти, а загрејани се подигне. Међутим, ово ће захтијевати сложене хидрауличке и термичке прорачуне, што ће, поред тога, захтијевати додатно подешавање опреме.

Пумпа увек омогућава брзо испумпавање расхладне течности дуж мреже и повећава ефикасност грејања.

Електрични котао са директним деловањем

Израз "директно дејство" значи да се за обезбеђивање загревања ствара пут за електричну струју која ће директно пролазити кроз течну расхладну течност заобилазећи било какве међумесе.

Због тога су електроде за довод фазе и радне нуле монтиране директно у водовод који се пумпа кроз тело котла. Пошто његова специфична отпорност снажно зависи од концентрације растворених соли, степен чистоће расхладне течности утиче на величину пролазне електричне струје и степен загревања.

Карактеристике дизајна

Уређаји са директним деловањем у свом облику и димензијама значајно се разликују од класичне дефиниције речи „котао“. Њихово тело је направљено у облику сегмента обичне цеви, опремљеног са:

1. млазнице за повезивање са притисним и повратним водовима;

2. фазни и радни нулти конектори за повезивање са електродама електричног круга.

Због тога су димензије уређаја прилично мале и по маси, што значајно штеди простор у котловници у поређењу с аналогима индиректног деловања.

Електрична струја која пролази кроз расхладну течност кроз електроде ограничена је само отпором раствора, који зависи од низа радних карактеристика, а у неком тренутку може прећи и номиналну вредност.

С обзиром да се топлота генерисана електричном енергијом директно ствара у расхладној течности без губитка преноса преко других додатних медија, смањење снаге у разматраном кругу је мање него у претходном, а ефикасност је већа.

Због једноставности механичких конструкција, такви уређаји су прилично јефтини, што је њихова предност. У овом случају, једна од електрода мора бити постављена директно на тело цевовода, а друга треба бити уграђена у проток расхладне течности.

Метода електроде за загревање течности захтева стварање посебног медијума за пролазак електричне струје - слане растворе. Када се користе у кућанским уређајима, појављују се следећи недостаци:

• расхладна течност у облику течних раствора улази у електрохемијске процесе са свим металним материјалима. Када користите алуминијум, тело радијатора кородира кроз неколико година, а конструкције од ливеног гвожђа трају мало дуже, али се такође стално зачепљују и захтевају чишћење;

• циркулационе пумпе за грејне системе дизајниране су да раде у окружењу чисте воде или антифриза са различитим антикорозивним додацима. Нису извршена испитивања њихових дизајна за дуготрајни рад у сланици.

Дијаграм ожичења

У основи, хидраулични систем грејања котла са директним деловањем не разликује се од индиректног круга грејања. Као и раније, на улазној цеви је монтиран вод за хладну воду, а на одлазној цеви је постављен вод за врући притисак.

Преостали елементи круга, у зависности од локалних задатака грејања, могу у потпуности копирати претходни дизајн.

Обе слике приказују најједноставнији, најтипичнији распоред елемената хидрауличког круга. Прави дизајн створен за специфичне услове грејања просторија увек ће имати одређена одступања и додатке.

Често се не користи једнокружни редуковани круг, већ минимум који се састоји од две групе са независним извршним и управљачким телима. Једноставан пример је додатни круг који производи топлу воду за кућне потребе, на пример, у купатилу и кухињи.

Индукцијски електрични котао

За загревање расхладне течности овај дизајн користи вртложне струје Фоуцаулт индуковане у посебном грејном елементу - индуктору.

Карактеристике дизајна

Напајање напона доводи се до завојнице свитка направљене од изоловане електричне жице. Због појаве индукције индукује се индукциона струја која пролази кроз затворени круг у магнетном језгру језгре. У овом случају се метал индуктора загрева.

Течни расхладни флуид се непрестано пумпа кроз овај простор и уклања топлоту у хидрауличком систему.

Током рада индукцијског котла, јављају се мале вибрације индуктора, које штите зидове од стварања каменца.

Када се користе струје индустријске фреквенције, добијају се конструкције импресивних димензија. Да би се смањиле димензије и тежина котла, користи се претварање високофреквентног напона до 1 ÷ 20 кХз, које формира одговарајуће магнетно поље.

Индукциони котао може се поставити у заштитно кућиште са добром изолацијом.

Осигуравање сигурних услова рада за директне и индиректне котлове

Упоређујући принцип рада грејног елемента са електричним пражњењем струје у расхладној течности, стварају се различити услови за њихову примену, када је за све врсте котлова тело направљено од метала и напуњено проводљивом течношћу.

Када користите грејни елемент, струја која тече кроз ницхроме филамент изолирана је од кућишта слојем диелектрика, који не дозвољава да фазни потенцијал пређе на кућиште.

У бојлеру са директним грејањем ствара се струја у расхладној течности у контакту са површином котла. Као резултат тога, на њему постоји фазни потенцијал, који крши одређена безбедносна правила, ствара предуслов да особа добије електричне повреде.

Питања дизајна брзих електричних заштита за такве конструкције још нису решена. Употреба конвенционалних РЦД дизајна или дифлавомата који контролишу појаву цурења струје у кругу нема смисла, јер ће они стално радити, блокирајући довод фазног потенцијала у кућиште.

У дизајну индиректних котлова употреба РЦД-ова је сасвим разумна и примерена. Неће дозволити да човек падне под дејство фазног потенцијала. То се може разумети уз помоћ објашњених слика.

У нормалним радним условима струја тече искључиво дуж унутрашњег круга изолованог од кућишта.

Када се прекине изолација електричног котла са индиректним грејањем, струја цурења кроз кућиште ће продријети кроз ПЕ проводник и кроз њега до уземљења. РЦД задана вриједност постављена је тако да уређај за заосталу струју искида и својим контактима за напајање уклања доводни напон из круга, чиме се уклањају људске озљеде.

Стога, у условима сигурне употребе, котлови са директним грејањем знатно губе. Ако су механички оштећени из било којег разлога, створиће се отворени круг да струја тече, што ће оставити опасан фазни потенцијал на кућишту. А онда случај све одлучује ...

Шема прикључења на електрични систем

Размотрићемо цео круг грејања котла као покретач грејања:

• директно дејство - између електрода интегрисаних у кућиште;

• индиректно загревање - спојено паралелно са грејним елементима;

• индукциона - прикључна кутија са намотима.

Тада се остатак круга може представити поједностављеним погледом са елементима аутоматизације, управљања и заштите струје од преоптерећења и кратког споја.

Напон напајања из централе преко регулаторног тела доводи се до актуатора грејања и напајања (заштите и логика).

Својим сензорима, заштита скенира главне техничке параметре и, када прелазе границе могућих регулација, бојлер избацује из рада.

У последње време, тело логике за аутоматизацију све се чешће врши на основу микропроцесорских технологија које пружају напредну функционалност. Он прима информације од сензора за температуру расхладне течности, унутрашњи ваздух, притисак течности у систему, обрађује га и одржава температуру у котлу подешавањем напона на актуатору.

Погледајте такође: Како одабрати термостат за електрични грејни котао

Закључак: у чланку се покушава генерализовати шема прикључења електричних котлова различитог дизајна, без навођења произвођача, разбијајући их у главне групе према принципу рада, како би се анализирале њихове слабе и позитивне стране. А колико вам је то помогло - поделите своје мишљење у коментарима.