Замена ТЭНа в водонагревателе Аристон: обзор устройства и порядок выполнения своими руками

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.

В этой статье мы подробно рассмотрим электрическую схему бойлера и как подключить бойлер к электричеству.

Сначала рассмотрим типовую электрическую схему бойлера — электроводонагревателя, из каких основных компонентов она состоит, для чего они необходимы и как взаимодействуют между собой. Затем рассмотрим, как подключить бойлер к электричеству, т.е. к электрической сети.

Электрическая схема бойлера. 

Давайте рассмотрим общую электрическую схему бойлера, когда на переднюю панель бака вынесена отдельная ручка регулировки температуры нагрева воды, а регулятор температуры и термостат (термореле) выполнены отдельно.

Электрическая схема бойлера состоит из следующих компонентов:

— термостат;

— терморегулятор;

— ТЭН;

— индикаторная лампа.

Питающее напряжение по нулевому N (синего цвета) и фазному L (красного цвета) проводам от электрического щита подаются к бойлеру, в нашей схеме к входным клеммам термостата. Нулевой защитный провод PE при помощи винта подключается к корпусу бака водонагревателя.

От выходных клемм термостата ноль подключается к первому контакту ТЭНа, а фаза подключается ко входному разъему терморегулятора. Выходной разъем терморегулятора соединен со вторым контактом ТЭНа. Индикаторная лампочка подключена к выходной нулевой клемме термостата и к выходному разъему терморегулятора (фаза).

ВАЖНО!

Перед подключением бойлера к электрической сети, необходимо обязательно заполнить его бак водой. В противном случае ТЭН перегреется и выйдет из строя.

Итак, заполняем водонагреватель водой, ручкой регулятора температуры устанавливаем желаемую температуру нагрева воды, включаем в электрощите электрический аппарат защиты, подавая тем самым питающее напряжение в электрическую схему бойлера.

Поскольку вода холодная, цепь терморегулятора замкнута, горит индикаторная лампочка, сигнализирующая о нагреве воды, через ТЭН проходит ток и вода в баке нагревается.

При достижении заданной температуры, которая измеряется датчиком температуры терморегулятора, терморегулятор разрывает цепь питания ТЭНа, индикаторная лампочка гаснет, вода начинает охлаждаться.

При снижении температуры воды в баке ниже определенного значения, цепь питания ТЭНа замыкается и опять начинается нагрев. Так происходит процесс поддержания постоянной температуры воды в баке.

Термостат выполняет роль предохранителя. Если по какой-то причине температура воды в бойлере превысит допустимое значение, термостат разрывает цепь нулевого и фазного провода, отключая питание от ТЭНа и предотвращая тем самым перегрев воды в бойлере.

В некоторых моделях водонагревателей термостат и терморегулятор объединены в одном корпусе, при этом принцип работы схемы не меняется.

Как подключить бойлер к питающей электрической сети.

Теперь давайте рассмотрим, как подключить электроводонагреватель к электричеству?

На схеме выше бойлер подключается к электрической сети через УЗО и установленный последовательно с ним автоматический выключатель.

УЗО защищает от возможного поражения электрическим током в случае утечки тока при пробое на корпус или повреждении изоляции, а автоматический выключатель защищает цепь от возможной перегрузки или короткого замыкания.

В этой схеме кабель от электрощита напрямую подключается к входным клеммам бойлера, т.е. снимается защитный кожух, заводится питающий кабель, подключается к соответствующим клеммам и обратно закрывается защитным кожухом.

Подробно о том, какое выбрать УЗО, с какими параметрами, какой автоматический выключатель, какого номинала и характеристики, как соотнести параметры автомата с параметрами УЗО, как рассчитать необходимое сечение кабеля смотрите тут.

На схеме ниже показан вариант подключения водонагревателя через электрическую розетку.

Электрическая розетка подключается к кабелю, идущему от электрического щита, а уже в эту розетку подключается шнур с вилкой от бойлера.

Хочу заметить, что подключение напрямую к клеммам бойлера, без использования промежуточной розетки (как на первой схеме) является более надежным и предпочтительным.

Ну и вместо связки УЗО+автоматический выключатель можно использовать дифавтомат.

В этой схеме фаза и ноль от дифавтомата подключается непосредственно к входным клеммам бойлера. При этом нули до дифавтомата и после него не должны иметь общих соединений.

В этой схеме также может использоваться подключение и через розетку. Розетка устанавливается в линию после дифавтомата, и в нее включается вилка со шнуром от бойлера.

В схеме подключения бойлера к электрической питающей сети желательно использовать отдельную линию, выполненную кабелем необходимого сечения с установкой отдельного электрического аппарата защиты.

Более подробно смотрите видео Схема подключения бойлера:

<center></center>

Полезные материалы по теме:

Ремонт бойлера своими руками. Часть 1.

Ремонт бойлера своими руками. Часть 2.

Как проверить (прозвонить) ТЭН?

Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство.

Инструмент электрика.

Менять сгоревший ТЭН в накопительном эл.бойлере рано или поздно приходится любому владельцу данного аппарата. Не думайте, что он у вас прослужит десятки лет, какой бы качественной и дорогой не была модель.

ТЭНы выходят из строя по двум причинам:

Накипь и очистка ТЭНа</h2>

Накипь образуется в первую очередь при наличии жесткой воды. Всего 1мм накипи дает 75% дополнительной теплоизоляции. Таким образом, ТЭН под столь большим слоем солей начинает элементарно перегреваться.

Первым признаком образования накипи служит отчетливый шум в виде шипения или посвистывания. Кода шумы становятся громче, но бойлер продолжает исправно работать, не тяните с очисткой, иначе может быть поздно.

Разбираете бойлер, как будет показано ниже, и приступаете к чистке. Ее можно проделать двумя способами:

• обычным ножиком или металлической щеткой

• если накипь очень твердая, то при помощи лимонной кислоты или спец.средств

Отрезаете горловину пластиковой бутылки 1,5л и разводите в ней раствор:

Замачиваете в нем на ночь тэн. После чего, утром счищаете все лишнее. Результат порой просто поражает воображение.

Коррозия водонагревательного элемента</h2>

Почему корпус нагревательного элемента подвергается коррозии и разрушается? Дело в том, что тэн в бойлере снабжен магниевым анодом.

Без него, внутри титана образуется гальваническая пара:

А с магниевым анодом:

Через этот анод все блуждающие токи стекают на ”землю”, постепенно унося с собой какую-то часть корпуса анода. Когда он будет полностью разрушен, эти токи начинают стекать уже по корпусу тэна.

Наросты на ТЭНе образуются не равномерно. Из-за этого разные участки его медной оболочки приобретают разные коэффициенты расширения. В итоге создается поверхностное натяжение, которое разрывает оболочку тэна.

Во многих сервисных центрах, при капитальной поломке бойлера, вам даже могут отказать в гарантии, если не будет чека о своевременной замене анода.

В конечном итоге коррозия становится сквозной и перегорает рабочий элемент.

Кстати, при целом аноде, вода из бака может быть немного с запахом. Когда запах исчезнет, это может служить неким признаком разъедания электрода.

Современные модели имеют специальные датчики контролирующие состояние анода.

При своевременной замене анода и обязательной чистке, тэн у вас действительно прослужит в несколько раз дольше. Заземление корпуса также увеличивает срок службы тэна минимум в два раза.

• как воткнута вилка в розетку (куда приходит фаза, а куда ноль)

Проверка исправности тэна</h2>

Как можно понять, что тэн сгорел и пришло время его менять? Если сигнальные лампочки индикатора светятся и показывают, что бойлер включен, но он при этом не греет, это только косвенная причина.

Дело может быть в проводке, нарушении контакта или толстом слое накипи. Основную проверку нужно проводить мультиметром, путем замера сопротивления. Как это сделать, подробно описывается в статье “Подключение бойлера к электросети – ошибки и правила.”

Еще можно проверить наличие потенциала между нулем и корпусом прибора. Когда тэн разрушается, его токоведущая спираль соприкасается с водой, а через нее напряжение попадает на корпус бойлера.

Замер делать лучше мультиметром, в режиме измерения переменного напряжения. На циферблате может быть как пару десятков вольт, так и все 220В. Это уже говорит о 100% неисправности и необходимости менять элемент нагрева.

Если у вас стоит УЗО, как и должно быть при нормальной схеме, то оно начинает выбивать при попытке включить и подать питание.

Правильное УЗО (не 30мА, а max 10мА) – это обязательный элемент схемы при подключении любого бойлера, иначе напряжение у вас запросто может оказаться на смесителе, воде из под крана на кухне и в других неожиданных местах.

Слив воды и разборка водонагревателя</h2>

И так, когда определились, что вскрывать все-таки нужно, первым делом отключаете питание, вытащив вилку с розетки. Затем сливаете с титана воду. Для этого перекрываете краны подачи горячей и холодной воды.

Откручиваете шланг холодной воды, подставив подходящую емкость для слива.

Если вода не течет со снятого шланга, это говорит о воздушной пробке. Нужно ее убрать. Для этого достаточно немного ослабить гайку в месте подключения патрубка горячей воды к трубе.

Далее открываете предохранительный клапан и спускаете воду через него. Если клапан вдруг оказался забит, то придется скрутить вентиль целиком. Вода сплошным потоком пойдет из бойлера.

После слива, полностью скручиваете с титана оба вентиля (горячий+холодный), чтобы вскрыть нижнюю крышку и получить доступ к тэнам.

Есть современные модели, где нижняя крышка идет разборной и чтобы ее снять, не обязательно трогать вентиля. Она идет в виде пластиковой вставки закрепленной на нескольких винтах.

Отсоединяете провода питания, предварительно запомнив или пометив маркером, какой куда подключен. А еще лучше нарисовать схемку. Как правило, все провода цветные и сделать это будет легко. Иначе в такой куче проводки можно и запутаться.

Не хотите ничего рисовать, тогда элементарно сделайте пару фотографий на сотовый телефон. Будете точно знать расположение всех элементов и проводов.

После этого откручиваете по периметру гайки или винты крепления самого тэна.

Откручивать можно в любой последовательности, а вот закручивать их необходимо также, как головку двигателя или колеса на авто, то есть крест накрест.

Если вы сразу же прикрутите какую-то гайку до упора, это приведет к искривлению фланца и не будет необходимой плотности прилегания. Следовательно, прокладка держать не будет и появится течь.

Аккуратно вытаскиваете греющий элемент наружу. Он весь будет в ржавчине, а от магниевого анода, кроме тонкой прогоревшей железки и вовсе может ничего не остаться.

Промывка</h2>

После того как тэны извлечены, сам бойлер необходимо промыть чистой водой от всей той ржавчины и грязи, которая скопилась внутри. Поэтому для качественной замены водяной нагреватель все же приходится снимать со стены.

Промываете нутро обыкновенным шлангом из под крана. Воды наливайте совсем немного, так как бойлер объемом 50-80 литров еще придется поднимать вручную для слива всех ошметков. Кто-то добавляет лимонную кислоту при промывке, кто-то нет.

Совет по промывке: лучше всего бак промывать в ванной, установив его вертикально на бельевую доску. Скручиваете лейку с душа смесителя и заводите шланг в отверстие, где был тэн.

Замена тэна и анода</h2>

После всех процедур чистки приступаете к обратной сборке. Имейте в виду, что анод может и не идти в комплекте с новым тэном. Обязательно докупайте его отдельно и прикручивайте на свое посадочное место.

Особо стоит отметить, что если в бойлере установлено два тэна, то не всегда нужно ставить два анода.

На один электротитан достаточно одного, будь у вас внутри хоть пять греющих элементов. Анод, это не принадлежность или комплектующий элемент тэна. Это элемент защиты именно бойлера.

Обратите внимание, что в заводском исполнении, при первой разборке, на втором тэне вообще отсутствует место под крепление этого самого анода.

Некоторые уверяют, что на баках с нержавейкой можно обойтись и без анода, главное их иметь в экземплярах со стенками из стеклофарфора.

Однако закономерность выхода из строя бойлеров обычно одна и та же: сначала анод, потом тэн и далее корпус.

Устанавливать элементы нагрева можно не только от непосредственного производителя бойлера. Например, есть фирма Термоватт (Thermowatt), производящая одни из лучших тэнов на рынке. Главное, чтобы соответствовали мощность, габаритные размеры и посадочное место.

Также рекомендуется на баки из нержавейки ставить и тэны из нержавейки. Если таковых найти не удалось, то используйте медные.

Практика показала, что разницы большой нет. Главное здесь качество изделия (Китай или Италия).

При ремонте обязательно меняйте и прокладку фланца. Вот их некоторые разновидности для бойлеров Thermex, Ariston, Indesit, Gorenje, Electrolux:

Некоторые пытаются здесь сэкономить. Снимают старую, переставляют ее на новый элемент.

Однако течь, которая неминуемо образуется через месяц-другой, заставит вас пожалеть о такой экономии.

Гайки фланца, как уже говорилось выше, затягиваются по схеме крест-накрест. При этом применять сверх усилий не нужно, можно ненароком сорвать резьбу или вырвать шпильку из тела.

По меткам, зарисованным на схеме, подключаете провода питания и ставите на место защитный кожух-крышку. Перед закрытием крышки обязательно еще раз проверьте все клеммники, они должны сидеть туго и не болтаться.

Заполнение водой и проверка работоспособности</h2>

Вешаете эл.титан на место. Подсоединяете шланги и открыв холодную воду, начинаете наполнять бак. Кран горячей воды также должен быть открыт для выхода воздуха.

При этом следите, чтобы нигде не было протечек. Как только пойдет вода из ”горячего” крана – бойлер наполнен. Сразу закрывать кран не нужно, пусть вся ”жижа” прольется и окончательно промоет бак и трубы.

Только когда пойдет чистая вода, перекрываете смеситель.

После этого, водонагреватель должен хотя бы полчаса-час выстоять, чтобы ушел конденсат со всех поверхностей и была уверенность в отсутствии протечек.

Затем можно подавать напряжение, включив титан в розетку. Чтобы проверить работу термостата, ручкой регулятора принудительно выкручиваете регулировку до максимума и минимума.

При этом должна срабатывать лампочка включения-отключения бойлера.

Если бойлер работает тихо, не издавая никаких звуков, и вам непонятно грет он или нет, можно проверить потребление эл.энергии по счетчику.

На максимальной мощности нагрева обогревателя, счетчик будет крутиться или моргать существенно быстрее. А это значит, что тэны работают как надо. Весь ремонт с покупкой запчастей вам обойдется в районе 1500-2000 рублей. В любой мастерской с вызовом сантехника на дом, за такую работу запросят не меньше 3000-5000 рублей и это без учета материалов.

Так что самостоятельный ремонт способен вам сэкономить существенную сумму денег, главное не совершить некоторых ошибок.

Ошибки при замене тэна</h2>1Затягивание гаек крепления тэна по кругу.

Как уже говорилось в этой статье, такой метод приведет к искривлению фланца и последующей течи. То есть, заново придется снимать бойлер со стены, все раскручивать и собирать повторно.

2Применение герметика при установке прокладки.

Никакими герметиками при замене тэнов пользоваться нельзя. Герметичность должна создаваться только за счет равномерного прижатия материала прокладки.

3Использование старой прокладки.

Какой бы на вид она не казалась целой, в любом случае при каждом вскрытии тэнов, обязательно производите замену уплотняющих элементов.

4Замена только тэна без замены магниевого анода.

Даже если вы не нашли в своем магазине подходящего анода, никогда не устанавливайте без него тэны во внутрь бака. Мало того, что это уменьшает срок службы элементов обогрева, в итоге все это заканчивается прогоранием корпуса бака бойлера.

Далее появляется течь, без возможности восстановления или ремонта.

Правда, в некоторых дорогих моделях бойлеров стоят титановые аноды с электронным снятием потенциала.

Они как раз таки замены не требуют. Поэтому прежде чем что-либо откручивать, внимательно изучите паспорт изделия.

5Плата управления.

При промывке бака и сливе воды будьте очень внимательны, можно случайно залить водой электронную плату управления с табло, которая находится сбоку корпуса. В этом случае бойлер просто не запустится после включения.

Вы долго будете искать причину, прозванивая все клеммы, а она будет лежать буквально на поверхности. Замочить эту плату можно даже в перевернутом состоянии бойлера.

Посмотрите внимательно на отверстие, куда уходит одинокий проводок управления.

Вода может элементарно стечь по нему напрямую к электронике. Так вот, это отверстие изначально, еще до вытаскивания тэнов, лучше всего закрыть, запихав туда любой уплотнитель.

Содержание

Выбор ТЭНа

Выбирая ТЭН, необходимо уделить внимание некоторым деталям. Только в этом случае можно рассчитывать на удачную покупку, качественный нагрев, продолжительность срока службы и совместимость выбранной модели с баком для нагрева воды , бойлером или батареей отопления

Форма и размер

На выбор покупателей представлены десятки моделей ТЭНов. Они имеют различную форму – прямые, круглые, в виде «восьмерки» или «ушей», двойные, тройные и многие другие. При покупке следует ориентироваться на применение нагревателя. Для встраивания в секции батарей отопления применяются узкие и прямые модели, так как места внутри достаточно мало

При сборке накопительного водонагревателя следует обратить внимание на объем и форму бака, и на основании этого выбирать подходящий ТЭН. В принципе, сюда подойдет практически любая модель

Если нужно заменить ТЭН в уже действующем водонагревателе, необходимо приобрести идентичную модель – только в этом случае можно рассчитывать на то, что она поместится в сам бак.

Мощность

От мощности зависит если не все, то многое. Например, это может быть скорость нагрева. Если вы собираете водонагреватель небольшого объема, то рекомендуемая мощность составит 1,5 кВт. Такой же ТЭН сможет подогреть и несоизмеримо большие объемы, только делать это он будет очень долго – при мощности 2 кВт на нагрев 100-150 литров воды может уйти 3,5 – 4 часа (не до кипения, а в среднем на 40 градусов).

Если оснастить водонагреватель или бак с водой мощным ТЭНом на 5-7 кВт, то вода нагреется очень быстро. Но возникнет другая проблема – не выдержит домовая электрическая сеть. При мощности подключаемого оборудования выше 2 кВт необходимо прокладывать от электрического щита отдельную линию.

Защита от коррозии и накипи

Выбирая ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором, рекомендуем обратить внимание на современные модели, оснащенные защитой от накипи. В последнее время на рынке стали появляться модели с эмалевым покрытием

Именно она и обеспечивает защиту нагревателей от солевых отложений. Гарантия на такие ТЭНы составляет 15 лет. Если подобных моделей в магазине не найдется, тогда мы рекомендуем к покупке электронагреватели из нержавеющей стали – они более прочные и надежные.

Наличие терморегулятора

Если вы собираете или ремонтируете бойлер или хотите оснастить ТЭНом батарею отопления, выберите модель со встроенным терморегулятором. Он позволит сэкономить на электроэнергии, включаясь только тогда, когда температура воды опустится ниже заданной отметки. Если регулятора не будет, вам придется самостоятельно следить за температурой, включая или отключая нагрев – это неудобно, неэкономично и небезопасно.

Предназначение ТЭНов

В эту батарею встроен ТЭН с терморегулятором, с его помощью происходит отопление дома.

На основе ТЭНов создаются накопительные и проточные водонагреватели. Приобретение бойлера доступно далеко не для каждого человека, поэтому многие собирают их самостоятельно, используя отдельные комплектующие. Врезав ТЭН с терморегулятором в подходящую емкость, мы получим отличный водонагреватель накопительного типа – потребителю останется оснастить его хорошей теплоизоляцией и подключить к водопроводу.

Также на базе ТЭНов создаются накопительные водонагреватели наливного типа . Фактически, это емкость с водой, наполняемая вручную. ТЭНы встраиваются и в баки летнего душа, обеспечивая нагрев воды до заданной температуры в плохую погоду.

ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором необходимы не только для создания водонагревательного оборудования, но и для его ремонта – если нагреватель вышел из строя, покупаем новый и меняем. Но перед этим нужно разобраться в вопросах выбора.

Измерение мощности. Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного токов

Рисунок 8

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».

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.

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.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Подключение ТЭНа с терморегулятором

Рассмотрим принцип работы и схему включения.

Они используются для бойлеров и котлов отопления. Берём универсальный на 220В и 2-4,5кВт, обычный, с чувствительным элементом в виде трубочки, помещается он внутрь ТЭНа, в котором есть специальное отверстие.

Тут видим 3 пары нагревательных элементов, итого шесть, подключать нужно следующим образом: на три садим ноль и на другие 3 – фазу. В разрыв цепи вставляем как раз наше устройство. Он имеет три контакта, на фото ниже видно один по центру сверху и два снизу. Верхний используется для включения к нулю, а какой из нижних к фазе надо проверить тестером.

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.

1. 625 Вт
2. 933 Вт
3. 1,25 кВт
4. 1,6 кВт
5. 1,8 кВт
6. 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.

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.

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

С точки зрения электротехники это активное сопротивление, которое выделяет тепло при прохождении по нему электрического тока.

По внешнему виду одиночный ТЭН выглядит, как согнутая или завитая трубка. Спирали могут быть самой разной формы, но принцип подключения одинаков, у одиночного ТЭНа два контакта для подключения.

При подключении одиночного ТЭНа к напряжению питания нам нужно просто подсоединить его клеммы к электропитанию. Если ТЭН рассчитан на 220 Вольт, то подключаем его к фазе и рабочему нулю. Если ТЭН на 380 Вольт, то подключает ТЭН к двум фазам.

Но это одиночный ТЭН, который мы можем увидеть в электрочайнике, но не увидим в электрическом котле. ТЭН котла отопления это три одиночных ТЭНа, закрепленные на единой платформе (фланце) с выведенными на ней контактами.

Самый распространённый ТЭН котла состоит из трёх одиночных тэнов закрепленных на общем фланце. На фланце выводится для подключения 6 (шесть) контактов ТЭНа электрического ТЭН котла. Есть котлов с большим количеством одиночных тэнов, например, так:

Измерение активной мощности в цепях трёхфазного тока

Рисунок 11

Рисунок 12

Как правильно подобрать ТЭН и на что ориентироваться при его выборе? Параметров достаточно много:

• Потребляемая мощность;
• Размеры и форма;
• Наличие встроенного терморегулятора;
• Наличие защиты от коррозии.

Прочтя этот обзор, вы научитесь самостоятельно разбираться в ТЭНах с терморегуляторами и сможете выполнить их подключение.

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».

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.

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.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

—>

05 Дек 2017г | Раздел: Электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Трубчатые электрические нагреватели (ТЭН) предназначены для преобразования электрической энергии в тепловую. Они применяются в качестве основы в нагревательных устройствах (приборах) промышленного и бытового назначения, осуществляющих нагрев различных сред путем конвекции, теплопроводности или излучения. Трубчатые нагреватели можно размещать непосредственно в нагреваемой среде, поэтому сфера их применения достаточно разнообразна: от утюгов и чайников до печей и реакторов.

1. Устройство ТЭН.

ТЭН представляет собой электрический нагревательный элемент, выполненный из тонкостенной металлической трубки (оболочки), материалом для которой служит медь, латунь, нержавеющая и углеродистая сталь. Внутри трубки расположена спираль из нихромовой проволоки, обладающая большим удельным электрическим сопротивлением. Концы спирали соединены с металлическими выводами, которыми нагреватель подключается к питающему напряжению.

От стенок трубки спираль изолирована спрессованным электроизоляционным наполнителем, который служит для отвода тепловой энергии от спирали и надежно фиксирует ее в центре трубки по всей длине. В качестве наполнителя используется плавленая окись магния, корунд или кварцевый песок. Для защиты наполнителя от проникновения влаги из окружающей среды торцы ТЭНа герметизируют термовлагостойким лаком.

Выводы нагревателя изолированы от стенок трубки и жестко зафиксированы керамическими изоляторами. Питающие провода подключаются к резьбовым концам выводов при помощи гаек и шайб.

Работает ТЭН следующим образом: при прохождении электрического тока по спирали она, нагреваясь, нагревает наполнитель и стенки трубки, через которые тепло излучается в окружающую среду.

При нагреве газообразных сред для увеличения теплоотдачи от ТЭНов применяют их оребрение, выполненное из материала с хорошей теплопроводностью. Как правило, для оребрения используют стальную гофрированную ленту, навитую по спирали на внешнюю оболочку ТЭНа.

Применение такого конструктивного решения способствует уменьшению габаритных размеров и токовой нагрузке нагревателя.

2. Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности и напряжения, поэтому для обеспечения номинального режима работы их подключают к питающей сети с соответствующим напряжением. Согласно ГОСТ 13268-88 нагреватели изготавливаются на номинальные напряжения: 12, 24, 36, 42, 48, 60, 127, 220, 380 В, однако наибольшее применение нашли ТЭНы рассчитанные на напряжение 127, 220 и 380 В.

Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.

2.1. Включение в розетку.

ТЭНы мощностью не более 1кВт (1000 Вт) можно смело включать в розетку через обычную штепсельную вилку, так как такой мощностью обладает основная масса электрических чайников и кипятильников, которыми мы разогреваем воду.

Через обычную вилку можно включить параллельно два ТЭН, но у обоих нагревателей мощность должна быть не более 1 кВт (1000 Вт), так как при параллельном соединении их общая мощность увеличивается до 2 кВт (2000 Вт). Таким образом, можно включить несколько нагревателей, но их общая мощность должна составлять не более 2 кВт, а для включения в розетку необходимо использовать более мощную вилку.

Бывает ситуация, когда дома завалялись несколько нагревателей, рассчитанных на рабочее напряжение 127 В, выкинуть их рука не поднимается, а в домашнюю сеть не включишь. В этом случае нагреватели включаются последовательно, что дает возможность подавать на них повышенное напряжение. При последовательном соединении двух нагревателей с напряжением 127 В их мощность остается прежней, а общее сопротивление увеличивается в два раза. Например, при включении двух нагревателей мощностью по 500 Вт их общая мощность составит 1000 Вт.

Однако в этой схеме есть один недостаток: если выйдет из строя любой из ТЭН, то работать не будут оба, так как разорвется электрическая цепь и прекратится подача питания.

Также надо помнить, что при последовательном соединении двух нагревателей с рабочим напряжением 220 В их общая мощность уменьшается в два раза, так как из-за увеличения общего сопротивления каждый нагреватель будет получать около 110 В вместо положенных 220 В.

2.2. Включение через автоматический выключатель.

Будет на много удобнее, если на ТЭНы подавать напряжение с помощью автоматического выключателя. Для этого необходимо в домовом щитке предусмотреть автомат, или же автомат установить непосредственно рядом с нагревательным устройством. Подача и отключение напряжения будет осуществляться включением/выключением автоматического выключателя.

Следующий вариант включения нагревателей осуществляется двухполюсным выключателем, что является наиболее предпочтительным, так как в этом случае фаза и ноль разрываются одновременно и ТЭН полностью отключается от общей схемы. Напряжение подается на верхние клеммы выключателя, а к нижним подключается нагреватель.

Если электрический нагреватель используется для нагрева воды и в доме проведено заземление, то для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции нагревателя есть смысл установить УЗО или дифавтомат.

В этом случае заземляющий проводник соединяют с корпусом ТЭНа или подключают на специальный винт, закрепленный на корпусе емкости. Рядом с таким винтом изображают знак заземления. Рассмотрим схему с дифавтоматом:

Защита с дифавтоматом работает следующим образом: при пробое изоляции нагревателя на его корпусе появляется фаза, которая используя наименьшее сопротивление «пойдет» по заземляющему проводнику РЕ и создаст ток утечки. Если этот ток превысит уставку, то дифавтомат сработает и отключит подачу напряжения. Если в цепи произойдет короткое замыкание, то и в этом случае сработает дифавтомат и обесточит ТЭН.

При использовании УЗО между ним и нагревателем необходимо установить дополнительный однополюсный автомат, который в случае короткого замыкания отключит подачу напряжения на нагреватель и защитит УЗО от тока короткого замыкания. В случае пробоя изоляции УЗО отключит подачу напряжения.

2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.

В схемах автоматического регулирования температуры питающее напряжение на электрические нагреватели подается через контакты пускателей, контакторов или термореле. В совокупности связка «нагреватель – термореле» или «нагреватель – термореле – контактор» представляет собой самый простой регулятор температуры, который может использоваться для поддержания температурного режима в помещениях или жидких средах. Контактор применяют в схеме для размножения контактов и для коммутации мощной нагрузки, на которую не рассчитаны контакты термореле.

Термореле может работать в режимах «Нагрев» или «Охлаждение», которые выбираются переключателем, расположенном на лицевой стороне реле. Работу ТЭН рассмотрим в режиме «Нагрев», так как именно этот режим используется наиболее часто.

Рассмотрим схему «нагреватель — термореле».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2 и левым выводом нагревателя.

Фаза соединяется с клеммой термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1 и постоянно присутствует на нем. Правый вывод контакта К1 соединен с правым выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и напряжение на ТЭН не поступает. Как только температура опустится ниже заданного значения, от датчика придет сигнал и реле даст команду на замыкание контакта К1. В этот момент фаза через замкнутый контакт К1 поступит на правый вывод нагревателя и нагреватель начнет нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал и реле разомкнет контакт К1 и обесточит нагреватель.

Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор».

Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1 и А2. Ноль соединяется с клеммой термореле А2, выводом А2 катушки контактора и нижним выводом нагревателя.

Фаза подается на клемму термореле А1 и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта К1, нижний силовой вывод контактора и постоянно присутствует на этих выводах. Правый вывод контакта К1 соединен с выводом А1 катушки контактора. Верхний силовой вывод контактора соединен с верхним выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам Т1 и Т2.

В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1 разомкнут и на ТЭН напряжение не поступает. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт К1, по которому фаза поступает на вывод А1 катушки контактора.

При появлении фазы на выводе А1 катушки срабатывает контактор, его силовые контакты замыкаются и фаза попадает на верхний вывод нагревателя и он начинает нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал, реле разомкнет контакт К1 и обесточит контактор, который в свою очередь обесточит нагреватель.

Если возникли вопросы по контакторам, то Вы можете познакомиться с их устройством и работой, а также рассмотреть схемы подключения контакторов.

Вы также можете посмотреть ролик о нагревателях, где рассказывается и показывается работа каждой схемы.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим схемы подключения ТЭН к трехфазной сети. Удачи!

Поделиться с друзьями:

Еще интересно почитать:

—>ДомойСтатьи по электромонтажуКак подключить бойлер. Схемы подключения бойлера к электросети.

   Здравствуйте, дорогие друзья! В данной статье вы узнаете как подключить бойлер (водонагреватель), а так же, рассмотрим основные схемы подключения.

   И так бойлер, это электрический водонагреватель, который устанавливается в жилом помещении. Он помогает домовладельцам решать насущные проблемы с подачей горячей воды, особенно во время ремонтных работ, в период сезонного отключения, а также в случае постоянного её отсутствия, к примеру, в деревне или на дачном участке. Монтаж бойлера не покажется вам сложным: прочитайте инструкцию по эксплуатации, заручитесь советами профессионалов и смело приступайте к его установке.

Два основных вида бойлеров

   Промышленность выпускает многочисленные конструкции водонагревательных агрегатов, которые отличаются по устройству, производительности, условиям эксплуатации.

   Бойлер косвенного типа работает за счет источника нагрева, расположенного вне его корпуса, когда температура передается теплоносителю, циркулирующему по встроенному внутрь змеевику. Такие модели требуют постоянного сжигания топлива.

   Бойлер прямого действия использует внутренний источник тепла. В бытовых целях широко применяют электрические конструкции, работающие по одному из принципов:

• резистивного нагрева ТЭНами
• разогрева индукционными токами

   В обоих случаях управление работой и подключение бойлера к электрической энергии осуществляется по одинаковым схемам, основанным на протекании тока по нагревательному элементу для его нагрева или отключения с целью охлаждения.

Особенности конструкции электрического бойлера

   Внутри герметично закрытого котла с теплоносителем — водой, циркулирующей по гидравлическим магистралям из трубопроводов и радиаторов, расположенных внутри помещения, смонтирована электрическая схема, включающая:

• водонагреватель, которым чаще всего служит обыкновенный резистивный ТЭН
• измеритель температуры теплоносителя — датчик специальной конструкции, показания которого обрабатываются логической схемой для подачи напряжения на ТЭН или отключения его питания
• коммутационный аппарат в двухполюсном или однополюсном исполнении — термовыключатель
• защитный тепловой предохранитель
• схема индикация нагрева, которой может служить обыкновенная лампочка накаливания или светодиод с токоограничивающим резистором, подключенные параллельно контактам ТЭН

   Производители электротехнического измерительного и коммутационного оборудования выпускают готовые комплекты, имеющие в своем составе датчики измерения температуры, коммутационные аппараты и блок логики, обеспечивающий их взаимную связь для регулирования температуры теплоносителя.

   Как подключить бойлер, механический терморегулятор

   Их принято называть термостатами или терморегуляторами. Датчик температуры монтируется внутри корпуса котла, а блок управления и коммутационные контакты тока располагают с внешней стороны.

   Терморегуляторы могут быть выполнены на аналоговой базе или использовать микропроцессорные технологии. Конструкции последних обладают:

• бо́льшими возможностями регулировок
• простыми в применении настройками уставок
• удобным интерфейсом
• информационным табло
• дополнительными эксплуатационными функциями

   В качестве примера можно привести модель электронного терморегулятора ТК-5 с микроконтроллером, дисплеем, двумя датчиками температуры, монтируемыми на входе и выходе теплоносителя в бойлер. Он позволяет учитывать изменения температуры в пределах 0÷120 градусов с погрешностью в 0,5О С, что более чем достаточно для бытовых целей.

   Как подключить бойлер, электронный терморегулятор

   Силовые контакты терморегулятора ТК-5 способны коммутировать номинальные токи силой в 6 ампер. Когда ТЭН создает бо́льшую нагрузку, то схема подключения бойлера к электрической сети требует модернизации — включения дополнительного магнитного пускателя, повторяющего работу выходных цепей терморегулятора контактами повышенной мощности.

Как подключить бойлер, схема подключения бойлера через электрическую розетку

   Промышленные модели небольших мощностей до 1,5÷2 киловатт создаются, как правило, для такого подключения. При этом способе длительную безопасную работу обеспечивают:

• техническое состояние бойлера, которое изменяется при длительной эксплуатации
• правильный выбор конструкции розетки по мощности нагрузки
• учет состояния электрических цепей, по которым подается напряжение от квартирного щитка
• использование защитных устройств, предотвращающих последствия случайного возникновения аварий в схеме

Особенности подключения бойлера к электрической сети через розетку

   Силовые контакты разъемного коммутационного аппарата рассчитываются на определенный вид нагрузки, например, 6, 10 или 16 ампер. Ее величина указывается на корпусе. Если розетка будет меньшей мощности, то возникает перегрев и разрушение контактов. По этой причине нельзя подключать бойлер к случайной, не соответствующей его нагрузке розетке.

   Еще одним требованием безопасной эксплуатации подобной схемы является необходимость наличия в ней автоматического выключателя, посредством которого можно разрывать цепь питания ТЭН под нагрузкой. Контакты розетки и вилки не предназначены для гашения электрической дуги, возникающей в этом случае.

Состояние электропроводки

   Провода бытовой сети, соединяющие розетку для бойлера с квартирным щитком, будут полностью воспринимать нагрузку ТЭНа. Они не должны перегреваться. Их материал и толщину следует правильно учитывать, иначе может возникнуть пожар.

   К розетке с алюминиевой проводкой ТЭН подключать нельзя, как и к медной, тоньше чем 2,5 мм кв. Лучше использовать сечение 4 или 6 квадрат. Его необходимо предварительно рассчитать по тепловыделению и проанализировать по способам монтажа.

Защитные устройства

   Бойлер создается для работы при номинальных характеристиках электрической сети с учетом возникновения в ней случайных неисправностей. Для предотвращения аварий в его конструкцию вводят защиты от:

• повышения давления в баке
• пробоя электрической изоляции

   Если такие защиты производитель оборудования не предусмотрел во внутренней конструкции, то их следует монтировать в квартирном щитке.

Аварийный режим с превышением давления внутри бойлера

   Обязательным условием безопасности является наличие устройства, предотвращающего закипание воды и выделение из нее растворенных газов, ибо при этом процессе создается повышенное давление, которое может разорвать корпус.

   Подобная ситуация может возникнуть:

• при залипании силовых контактов, когда они получили команду от температурного датчика через блок управления и не способны разорвать электрический ток через ТЭН
• неисправности датчика температуры, блока логики или связующих цепей управления

   Для предотвращения подобной аварии используют вторую ступень защиты, настроенную на более высокую уставку температуры, чем для рабочего режима. Ее величина выбирается близкой к точке закипания, а отключение осуществляется другим, резервным контактом.

   Подобный разрыв цепи называют тепловым предохранителем. Применение для него отдельного датчика температуры или использование автономной механической конструкции, работающей по принципам биметаллических расцепителей, повышает общую надежность системы.

Аварийный режим с токами утечек

   Металлический корпус бойлера может оказаться под потенциалом фазы при пробое изоляции ТЭН или подключающих проводов на корпус. Такая ситуация — прямая предпосылка для получения человеком электрической травмы. Исправить ее может УЗО, встроенное в электрическую схему. Промышленные образцы бойлеров могут выпускаться с вмонтированным устройством защитного отключения или не иметь его.

   Для правильной работы УЗО необходимо обеспечить надежное соединение корпуса бойлера с главной шиной заземления через защитный РЕ проводник.

Короткое замыкание внутренних цепей

   Отключать электрическую схему от КЗ призван автоматический выключатель.

Как подключить бойлер, схема подключения бойлера кабелем к квартирному щитку

   Схема подключения бойлера кабелем к квартирному щитку

   Это наиболее распространенный вариант, так как обычно мощность бойлера выбирают больше двух киловатт. Здесь также необходимо выполнить все рекомендации по безопасному подключению, что и в предыдущем случае. К бойлеру от квартирного щитка потребуется проложить отдельный кабель. Он должен надежно передавать токи действующих нагрузок. Защиту его и бойлера организуют автоматическим выключателем и УЗО или дифавтоматом.

Как подключить бойлер, схема подключения бойлера с учетом ограничения выделенной мощности

   Любая проводка проектируется и монтируется под определённые нагрузки. Они назначаются электро-снабжающей организацией. В современной квартире у владельца жилплощади работает большое количество электрических приборов. Они могут легко превысить тот лимит мощности, который для них выделен. Эксплуатировать домашнюю проводку таким образом опасно: она может перегреться и создать пожар.

   Чтобы его предотвратить требуется отключать мощные потребители при создании критических нагрузок. Учитывая то, что ТЭН бойлера включается периодически для подогрева воды, температура которой быстро не снижается, то его нагрев обычно и приостанавливают, обеспечивая работу других приборов, например, холодильника, стиральной или посудомоечной машины.

   С этой целью используют электронное устройство, обладающее функциями:

• замера текущей мощности потребления сети
• сравнивания ее величины со значением выставленной уставки для выявления момента критической перегрузки
• отключения выбранных потребителей по заранее подготовленному алгоритму
• автоматического возобновления питания выведенных из эксплуатации приборов при восстановлении условий для их нормальной работы

   В качестве такого прибора можно использовать заводской ограничитель мощности ОМ-110.

   Как подключить бойлер, схема подключения ограничителя мощности 

   Он предотвратит частые отключения сети автоматическим выключателем от перегрузок, создаст нормальный режим потребления электроэнергии для всех подключенных электроприборов. Ограничитель мощности ОМ-110 предназначен для работы с нагрузками до:

• двух
• или двадцати киловатт

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Используемые источники:

• http://elektrik-sam.info/shema-podklyucheniya-boylera/
• https://domikelectrica.ru/zamena-tena-v-bojlere/
• https://mr-build.ru/newteplo/podklucenie-tena.html
• https://sesaga.ru/ustrojstvo-i-sxemy-podklyucheniya-ten.html
• https://powercoup.by/stati-po-elektromontazhu/kak-podklyuchit-boyler