Sådan tilsluttes en elektrisk varmekedel: forskelle mellem forskellige ordninger

Ved opvarmning af en enkelt boligbygning bliver systemer, der bruger overførslen af ​​flydende kølevæske gennem rørledninger til opvarmningsbatterier, hvor varme overføres til den omgivende luft og returnering af den afkølede væske tilbage til efterfølgende opvarmning, mere og mere brugt.

I dette tilfælde forstås en kedel som regel en forseglet metalbeholder, hvori kølemidlet opvarmes, og udtrykket "elektrisk" definerer den anvendte energitype.

I henhold til princippet om anvendelse af elektricitet er kedler:

1. indirekte opvarmning

2. direkte handling

3. induktionstype.

De har et helt andet design, er forskellige i sikkerhedsgrader, kræver en anden holdning, når de er tilsluttet ledningerne.

Indirekte elektrisk kedel

Udtrykket "indirekte handling" henviser til indirekte opvarmning udført af en elektrisk strøm, der passerer gennem et varmeelement med en rent modstandsmodstand. Som et resultat af dette fænomen stiger temperaturen på en leder, der er specielt anbragt i en væske, ifølge Joule - Lenz-loven.

Varmen frigivet på modstanden fjernes af varmebæreren. Termiske varmeelementer, eller som de er forkortet som TANS, fås i forskellige kapaciteter til drift i AC- eller DC-kredsløb med forskellige spændinger.

Designfunktioner

Inde i kedelens metalhus monteres elektriske varmeelementer, som vaskes af kølemidlet.

De består af et forseglet rørformet metallegeme med en nichromlegeret tråd monteret indvendigt med en vis elektrisk modstand og er i stand til at modstå den nominelle opvarmningskraft.

Denne gevind, med begge ender, er monteret inde i et metalrør og forbundet til udgangsstik, der er lavet af skruegevind til tilslutning af elektriske ledninger.

Hulrummet mellem rørlegemet og nichromtråden adskilles af et lag varmeledende materiale med høje dielektriske egenskaber - en speciel slags sand. Enderne af elementet er forseglet og udstyret med tip til montering på kedellåget.

En fungerende varmeapparat har derfor en vis elektrisk modstand, som kan måles med en almindelig ohmmeter eller tester eller beregnes ud fra den effekt, der er angivet i sagen.

For eksempel forbruger en spændingskonverter på 1 kW en strøm på I = 1000/220 = 4,54 ampere, når den arbejder ved en spænding på 220 volt og har en elektrisk modstand på R = 220 / 4,54 = 48,5 Ohm.

Den anden helbredsparameter af varmeelementet er kvaliteten af ​​isoleringsmodstanden mellem den ledende nichromtråd og huset. For at måle det skal du bruge en speciel enhed - megger.

Til husholdningsopvarmning bruges normalt 220 volt modeller med en belastningseffekt i størrelsesordenen 1 kilowatt. Når der kræves en større mængde varme, opsamles varmeelementerne i parallelle kæder i et enfaset netværk eller forbindes i identiske grupper i et trefaset netværk.

To flanger er lavet i kedlen til kommunikation med kølevæskelinjer:

1. ved det nederste indløb pumpes en strøm af koldt vand;

2. den opvarmede væske forlader det øverste udløb.

Når strømmen passerer gennem varmeelementets modstand, frigøres der varme, der overføres gennem isoleringslaget til metalhuset og fjernes fra varmeelementet ved hjælp af kølevæskestrømmen. På grund af dette skabes der ved arbejde en balance mellem den varme, der frigøres af elektrisk energi, og den fjernede væske, der pumpes gennem kedlen.

Hvert varmeelement med sin arbejdsdel skal nedsænkes fuldstændigt i væsken for at varmefjerningen kan passere effektivt og jævnt. Hvis dette for eksempel krænkes på grund af dannelse af en luftbelastning eller væskeudslip, hvilket førte til et fald i dets niveau i kedlen, er det muligt, at gevindet, isoleringen eller huset i varmeelementet brænder ud og ødelægges.

En simpel hjemmelavet elektrisk kedel på videoen:

 

Hydraulisk tilslutningsdiagram

Den indirekte indirekte elektriske kedel fremstilles på fabrikken i en smuk moderne bygning, der kan:

• installere på gulvet i rummet;

• hænge på væggen.

Når det er tæt fastgjort til bygningskonstruktionen, samles det hydrauliske kredsløb i husets varmesystem.

Til hendes brug:

• opvarmningsradiatorer, der er forbundet med parallelle kæder mellem tryk og afløb (retur) linjer i kølevæsketransporten

• ekspansionsbeholder, designet til at dræne luftbobler fra den pumpede væske;

• afstandsventiler, så du kan skifte hydraulik kredsløb i forskellige driftsformer;

• lukket kredsløb cirkulationspumpe;

• ventil: modtryk, sikkerhed, bypass;

• sensorer af styringssystemet for de vigtigste teknologiske processer;

• automatiseringsudstyr, kontrollogik og beskyttelse.

Hvis cirkulationspumpen er udelukket fra drift, kan kredsløbet fungere på grund af naturlig cirkulation, når den kolde varmebærer går ned og den opvarmede går op. Dette kræver imidlertid kompleks hydraulisk og termisk beregning, som derudover kræver ekstra udstyrsopsætning.

Pumpen giver altid hurtig pumpning af kølevæsken langs lysnettet og øger opvarmningseffektiviteten.

Direktevirkende elektrisk kedel

Udtrykket "direkte handling" betyder, at for at sikre opvarmning, oprettes en bane til passage af elektrisk strøm direkte gennem det flydende kølevæske, der forbigår alle mellemliggende elementer.

Til dette monteres elektroderne til tilførsel af fasen og arbejdsnul direkte i den vandledning, der pumpes gennem kedellegemet. Da dens specifikke modstand stærkt afhænger af koncentrationen af ​​opløste salte, påvirker kølevæskets renhedsgrad størrelsen af ​​den passerende elektriske strøm og graden af ​​opvarmning.

Designfunktioner

Direktevirkende enheder i deres form og dimensioner adskiller sig markant fra den klassiske definition af ordet "kedel". Deres krop er lavet i form af et segment af et almindeligt rør udstyret med:

1. dyser til forbindelse med tryk- og returledninger;

2. fase- og arbejdsnulstik tilslutning til tilslutning til elektroderne i det elektriske kredsløb.

På grund af dette er enhedens dimensioner ret små i størrelse og vægt, hvilket betydeligt sparer plads i kedelrummet i sammenligning med analoger til indirekte handlinger.

Den elektriske strøm, der føres gennem kølevæsken gennem elektroderne, er kun begrænset af saltvandets modstand, der afhænger af et antal driftskarakteristika, og kan på et tidspunkt overstige den nominelle værdi.

Da den varme, der genereres af elektricitet, genereres direkte i kølevæsken uden tab af transmission gennem andre yderligere medier, er effektreduktionen i det betragtede kredsløb mindre end i det foregående, og effektiviteten er højere.

På grund af enkelheden i mekaniske strukturer er sådanne enheder ret billige, hvilket er deres fordel. I dette tilfælde skal en af ​​elektroderne placeres direkte på rørledningslegemet, og den anden skal indbygges i kølevæskestrømmen.

Elektrodemetoden til opvarmning af væsken kræver oprettelse af et specielt medium til passage af elektrisk strøm - saltvand. Når de bruges i husholdningsapparater, vises følgende ulemper:

• kølevæsken i form af flydende opløsninger indgår i elektrokemiske processer med alle metalliske materialer. Når du bruger aluminium, korroderer radiatorlegemet om et par år, og støbejernsstrukturer varer lidt længere, men de tilstoppes også konstant og kræver rengøring;

• cirkulationspumper til varmesystemer er designet til at arbejde i et miljø med rent vand eller frostvæske med forskellige antikorrosionsadditiver. Test af deres design til langvarig drift i saltvand blev ikke udført.

Ledningsdiagram

Grundlæggende er det hydrauliske varmesystem i en direktevirkende kedel ikke forskellig fra et indirekte varmekredsløb. Som før er der monteret en koldtvandsledning på indløbsrøret, og en varmtrykledning er installeret på det udgående rør.

Afhængigt af lokale opvarmningsopgaver kan de resterende elementer i kredsløbet kopiere det forrige design fuldstændigt.

Begge billeder viser det enkleste og mest typiske arrangement af hydrauliske kredsløbselementer. Et ægte design skabt til specifikke betingelser for opvarmning af lokalerne vil altid have nogle afvigelser og tilføjelser.

Ofte bruges ikke et reduceret kredsløb med et enkelt kredsløb, men et minimum bestående af to grupper med uafhængige udøvende og styrende organer. Et simpelt eksempel er et ekstra kredsløb, der producerer varmt vand til husholdningsbrug, for eksempel i badeværelset og køkkenet.

El-kedel af induktionstype

For at opvarme kølevæsken bruger dette design Foucault hvirvelstrømme induceret i et specielt varmeelement - en induktor.

Designfunktioner

Forsyningsspændingen tilføres spolen i en spole lavet af en isoleret elektrisk ledning. På grund af fænomenet induktion induceres induktionsstrømme, der passerer gennem et lukket kredsløb, i den magnetiske kerne. I dette tilfælde opvarmes induktormetallet.

Flydende kølevæske pumpes konstant gennem dette rum og fjerner varme til det hydrauliske system.

Under drift af induktionskedlen forekommer små vibrationer i induktoren, der beskytter væggene mod dannelse af skala.

Ved brug af strømme med industriel frekvens opnås konstruktioner med imponerende dimensioner. For at reducere kedlets dimensioner og vægt anvendes højfrekvensspændingskonvertering op til 1 ÷ 20 kHz, som danner det tilsvarende magnetfelt.

Induktionskedlen kan placeres i et beskyttende hus med god isolering.

Sikring af sikre driftsbetingelser for direkte og indirekte kedler

Når man sammenligner driftsprincippet for et varmeelement med en elektrisk udladning af strøm i et kølemiddel, skabes forskellige betingelser for deres anvendelse, når huset for alle typer kedler er huset lavet af metal og fyldt med en ledende væske.

Når der bruges et varmeelement, strømmer strøm gennem et nichrom filament, isoleres fra foringsrøret med et dielektrisk lag, som ikke tillader fasepotentialet at passere til foringsrøret.

I en direkte varmekedel genereres strøm i kølevæsken i kontakt med overfladen på kedellegemet. Som et resultat er der et fasepotentiale på det, der krænker visse sikkerhedsregler, skaber forudsætningen for, at en person kan få elektrisk personskade.

Designspørgsmålene til højhastighedselektrisk beskyttelse for sådanne strukturer er endnu ikke løst. Anvendelse af konventionelle RCD-konstruktioner eller diflavtomater, der kontrollerer udseendet af lækstrømme i kredsløbet, giver ikke mening, fordi de konstant vil fungere, hvilket blokerer forsyningen med fasepotentialet til huset.

Ved konstruktion af indirekte kedler er brugen af ​​RCD'er ganske rimelig og passende. Det tillader ikke en person at falde ind under handlingen med fasepotentialet. Dette kan forstås ved hjælp af forklarende billeder.

Under normale driftsbetingelser strømmer strøm udelukkende langs det interne kredsløb isoleret fra huset.

Når isoleringen af ​​en elektrisk kedel med indirekte opvarmning brydes, vil lækstrømmen gennem huset trænge ind i PE-lederen og gennem den til jordsløjfen. RCD-sætpunktet er indstillet således, at reststrømindretningen løber ud og med sine strømkontakter fjerner forsyningsspændingen fra kredsløbet, hvilket eliminerer menneskelig skade.

Under betingelserne for sikker brug mister direkte kedler direkte. Hvis de er beskadiget mekanisk af en eller anden grund, oprettes et åbent kredsløb for strømmen at strømme, hvilket vil efterlade et farligt fasepotentiale på huset. Og så afgør sagen alt ...

Skema med forbindelse til det elektriske system

Vi betragter hele varmekredsen på kedlen som aktuator til opvarmning:

• direkte handling - mellem elektroderne integreret i huset;

• indirekte opvarmning - forbundet parallelt med varmeelementerne;

• induktion - terminalboks med viklinger.

Derefter kan resten af ​​kredsløbet være repræsenteret ved en forenklet visning med elementer af automatisering, kontrol og strømbeskyttelse mod overbelastning og kortslutning.

Forsyningsspændingen fra tavlen gennem reguleringsorganet tilføres varmeaktuatoren og strømforsyningen (beskyttelse og logik).

Med deres sensorer scanner beskyttelsen de vigtigste tekniske parametre, og når de går ud over grænserne for mulig regulering, skal kedlen tages ud af drift.

For nylig er automatiseringslogikorganet i stigende grad blevet udført på basis af mikroprocessorteknologier, der giver avanceret funktionalitet. Han modtager information fra sensorer for temperaturen på kølevæsken, indeluften, væsketrykket inde i systemet, behandler det og opretholder temperaturen inde i kedlen ved at justere spændingen på aktuatoren.

Se også: Sådan vælges en termostat til en elektrisk varmekedel

konklusion: artiklen gør et forsøg på at generalisere forbindelsesdiagrammerne for elektriske kedler i forskellige design uden at specificere fabrikanterne, opdele dem i hovedgrupper i henhold til driftsprincippet, for at analysere deres svage og positive sider. Og hvor meget dette hjalp dig - del din mening i kommentarerne.