كيفية توصيل المرجل التدفئة الكهربائية: الاختلافات بين مخططات مختلفة

بالنسبة لتدفئة مبنى سكني فردي ، فإن الأنظمة التي تستخدم نقل سائل التبريد عبر خطوط الأنابيب إلى بطاريات التدفئة ، والتي يتم نقل الحرارة فيها إلى الهواء المحيط وإعادة السائل المبرد مرة أخرى للتدفئة اللاحقة ، أصبحت أكثر وأكثر استخدامًا.

في هذه الحالة ، عادة ما يتم فهم المرجل على أنه وعاء معدني مغلق حيث يتم تسخين المبرد ، ويعرف المصطلح "كهربائي" نوع الطاقة المستخدمة.

وفقًا لمبدأ استخدام الكهرباء ، فإن الغلايات هي:

1. التدفئة غير المباشرة.

2. العمل المباشر ؛

3. نوع الاستقراء.

لديهم تصميم مختلف تمامًا ، ويختلفون في درجات الأمان ، ويتطلبون موقفًا مختلفًا عند الاتصال بالسلك.

غلاية كهربائية غير مباشرة

يشير المصطلح "إجراء غير مباشر" إلى التدفئة غير المباشرة التي يقوم بها تيار كهربائي يمر عبر عنصر تسخين بمقاومة مقاومة بحتة. نتيجة لهذه الظاهرة ، وفقًا لقانون جول - لينز ، ترتفع درجة حرارة الموصل الموجود في السائل بشكل خاص.

تتم إزالة الحرارة المنبعثة من المقاومة بواسطة حامل الحرارة. عناصر التدفئة الحرارية ، أو كما يتم اختصارها تانس، متوفرة في سعات مختلفة للتشغيل في دوائر AC أو DC مع الفولتية المختلفة.

ميزات التصميم

داخل الغلاف المعدني للغلاية ، يتم تثبيت عناصر التدفئة الكهربائية ، وغسلها بواسطة المبرد.

إنها تتكون من هيكل أنبوبي معدني محكمة الإغلاق مزود بخيط من سبيكة نيتشروم مثبتة بداخلها ، وتتمتع بمقاومة كهربائية معينة وقادرة على تحمل قدرة التدفئة المقدرة.

يتم تثبيت هذا الخيط ، مع كلا الطرفين ، داخل أنبوب معدني ومتصل بموصلات الإخراج المصنوعة من خيط المسمار لتوصيل الأسلاك الكهربائية.

يتم فصل التجويف بين جسم الأنبوب وخيط نيتشروم بطبقة من المواد الموصلة للحرارة مع خصائص عازلة عالية - نوع خاص من الرمال. تم إغلاق نهايات العنصر ومزودة بنصائح للتركيب على غطاء الغلاية.

وبالتالي ، يتمتع السخان العامل بمقاومة كهربائية معينة ، والتي يمكن قياسها باستخدام مقياس أوم عادي أو جهاز اختبار ، أو يتم حسابه من قيمة الطاقة الواردة في العلبة.

على سبيل المثال ، يستهلك محول جهد قدره 1 كيلوواط تيارًا يساوي I = 1000/220 = 4.54 أمبير عند التشغيل بجهد 220 فولت ولديه مقاومة كهربائية تبلغ R = 220 / 4.54 = 48.5 أوم.

المعلمة الصحية الثانية لعنصر التسخين هي نوعية مقاومة العزل بين خيط نيتشروم موصل والإسكان. لقياسه ، يجب عليك استخدام جهاز خاص - megger.

للتدفئة المنزلية ، عادة ما تستخدم نماذج 220 فولت مع قوة حمولة من أجل كيلو واط واحد. عندما تكون هناك حاجة إلى قدر أكبر من الحرارة ، يتم جمع عناصر التسخين في سلاسل متوازية في شبكة أحادية الطور أو متصلة بمجموعات متطابقة في شبكة ثلاثية الطور.

يتم إجراء شفتين في الغلاية للتواصل مع خطوط سائل التبريد:

1. في المدخل السفلي ، يتم ضخ تيار من الماء البارد ؛

2. السائل الساخن يترك المخرج العلوي.

عندما يمر التيار عبر مقاومة عنصر التسخين ، يتم تحرير الحرارة ، والتي تنتقل عبر طبقة العزل إلى الغلاف المعدني وتتم إزالتها من عنصر التسخين بواسطة تدفق سائل التبريد. نتيجة لذلك ، عند العمل ، يتم إنشاء توازن بين الحرارة المنبعثة من الطاقة الكهربائية والسوائل التي يتم ضخها عبر الغلاية.

يجب غمر كل عنصر تسخين وجزء التشغيل الخاص به تمامًا في السائل حتى تمر عملية إزالة الحرارة بكفاءة وبشكل متساوٍ. إذا تم انتهاك هذا ، على سبيل المثال ، بسبب تشكيل احتقان الهواء أو تسرب السائل ، مما أدى إلى انخفاض في مستواه في الغلاية ، فمن المحتمل أن يحترق الخيط أو العزل أو غلاف عنصر التسخين ويتم إتلافه.

غلاية كهربائية منزلية بسيطة على الفيديو:

 

مخطط اتصال هيدروليكي

يتم تصنيع الغلاية الكهربائية غير المباشرة غير المباشرة في المصنع في مبنى حديث جميل ، والذي يمكنه:

• تثبيت على أرضية الغرفة.

• شنق على الحائط.

بعد تثبيته بإحكام على تشييد المبنى ، يتم تجميع الدائرة الهيدروليكية لنظام التدفئة في المنزل.

لاستخدامها:

• مشعات التدفئة المتصلة بواسطة سلاسل متوازية بين خطوط الضغط واستنزاف (العودة) للنقل المبرد ؛

• خزان التوسع ، المصممة لتصريف فقاعات الهواء من السائل الذي تم ضخه ؛

• صمامات الإغلاق ، مما يتيح لك تبديل الدائرة الهيدروليكية في أوضاع التشغيل المختلفة ؛

• مضخة الدائرة المغلقة

• صمام: الضغط الخلفي ، السلامة ، الالتفافية.

• مجسات نظام التحكم في العمليات التكنولوجية الرئيسية ؛

• معدات التشغيل الآلي ، منطق التحكم والحماية.

إذا تم استبعاد مضخة الدوران من التشغيل ، فيمكن أن تعمل الدائرة بسبب الدوران الطبيعي ، عندما تنخفض درجة حرارة حامل الحرارة الباردة وتصعد المضخة الساخنة. ومع ذلك ، سيتطلب ذلك حسابات هيدروليكية وحرارية معقدة ، والتي ، بالإضافة إلى ذلك ، ستتطلب إعداد معدات إضافية.

توفر المضخة دائمًا ضخًا سريعًا لسائل التبريد على طول التيار الكهربائي وتزيد من كفاءة التدفئة.

مرجل كهربائي مباشر

يعني مصطلح "العمل المباشر" أنه لضمان التدفئة ، يتم إنشاء مسار لمرور التيار الكهربائي مباشرة من خلال سائل التبريد الذي يتجاوز أي عناصر وسيطة.

لهذا ، يتم تثبيت الأقطاب الكهربائية لتزويد الطور والصفر صفر مباشرة في خط الماء الذي يتم ضخه عبر جسم الغلاية. نظرًا لأن مقاومتها الخاصة تعتمد بشدة على تركيز الأملاح الذائبة ، فإن درجة نقاوة سائل التبريد تؤثر على حجم التيار الكهربائي المار ودرجة التسخين.

ميزات التصميم

تختلف أجهزة التشغيل المباشر في شكلها وأبعادها اختلافًا كبيرًا عن التعريف الكلاسيكي لكلمة "المرجل". يتكون جسمهم في شكل قطعة من الأنابيب العادية ، مجهزة:

1. فوهات للاتصال مع خطوط الضغط والعودة.

2. المرحلة والعمل صفر الموصلات للاتصال أقطاب الدائرة الكهربائية.

نتيجةً لذلك ، فإن أبعاد الجهاز صغيرة جدًا في الحجم والوزن ، مما يوفر مساحة كبيرة في غرفة الغلاية مقارنةً بقياسات الحركة غير المباشرة.

يقتصر التيار الكهربائي الذي يمر عبر المبرد عبر الأقطاب الكهربائية فقط على مقاومة محلول ملحي ، والذي يعتمد على عدد من الخصائص التشغيلية ، وقد يتجاوز في بعض الأحيان القيمة الاسمية.

نظرًا لأن الحرارة المتولدة عن الكهرباء يتم توليدها مباشرة في سائل التبريد دون فقد الإرسال عبر وسائط إضافية أخرى ، فإن تقليل الطاقة في الدائرة قيد الدراسة أقل من مثيله في السابق ، وتكون الكفاءة أعلى.

نظرًا لبساطة الهياكل الميكانيكية ، فإن هذه الأجهزة رخيصة جدًا ، وهي ميزة لها. في هذه الحالة ، يجب وضع أحد الأقطاب الكهربائية مباشرة على جسم خط الأنابيب ، والثاني يجب أن يكون مدمجًا في تدفق سائل التبريد.

تتطلب طريقة تسخين السائل الكهربائي إنشاء وسيط خاص لمرور التيار الكهربائي - محلول ملحي. عند استخدامها في الأجهزة المنزلية ، تظهر العيوب التالية:

• يدخل المبرد في صورة محاليل سائلة إلى عمليات كهروكيميائية بجميع المواد المعدنية. عند استخدام الألمنيوم ، يتآكل جسم الرادياتير في غضون سنوات قليلة ، وتستمر هياكل الحديد الزهر لفترة أطول قليلاً ، ولكنها تسد أيضًا باستمرار وتتطلب التنظيف ؛

• مضخات الدوران لأنظمة التدفئة مصممة للعمل في بيئة من الماء النظيف أو التجمد مع إضافات مختلفة مضادة للتآكل. لم يتم تنفيذ اختبارات تصاميمها للتشغيل طويل الأجل في محلول ملحي.

مخطط الأسلاك

في الأساس ، لا يختلف نظام التسخين الهيدروليكي لغلاية تعمل مباشرة عن دائرة التسخين غير المباشرة. كما كان من قبل ، يتم تركيب خط الماء البارد على أنبوب المدخل ، ويتم تثبيت خط الضغط الساخن على الأنبوب الخارج.

يمكن للعناصر المتبقية من الدائرة ، اعتمادًا على مهام التدفئة المحلية ، نسخ التصميم السابق بالكامل.

تُظهر كلتا الصورتين أبسط ترتيب نموذجي لعناصر الدوائر الهيدروليكية. التصميم الحقيقي الذي تم إنشاؤه لظروف معينة من التدفئة سيكون للمبنى دائمًا بعض الانحرافات والإضافات.

في كثير من الأحيان ، لا يتم استخدام دائرة مختزلة من دائرة واحدة ، ولكن الحد الأدنى يتكون من مجموعتين لهما هيئات تنفيذية وحكومية مستقلة. مثال بسيط هو دائرة إضافية تنتج الماء الساخن للأغراض المنزلية ، على سبيل المثال ، في الحمام والمطبخ.

نوع التعريفي المرجل الكهربائي

لتسخين سائل التبريد ، يستخدم هذا التصميم تيارات Foucault الدوائية المستحثة في عنصر تسخين خاص - محث.

ميزات التصميم

يتم تزويد التيار الكهربائي لفائف لفائف مصنوعة من سلك كهربائي معزول. بسبب ظاهرة الحث ، يتم تحفيز التيارات الحثية التي تمر عبر دائرة مغلقة في القلب المغناطيسي الأساسي. في هذه الحالة ، يتم تسخين المعدن الحث.

يتم ضخ سائل التبريد بشكل مستمر خلال هذا الفضاء ويزيل الحرارة إلى النظام الهيدروليكي.

أثناء تشغيل المرجل التعريفي ، تحدث اهتزازات صغيرة للمحث ، والتي تحمي الجدران من تكوين المقياس.

عند استخدام التيارات ذات التردد الصناعي ، يتم الحصول على إنشاءات ذات أبعاد رائعة. من أجل تقليل أبعاد ووزن المرجل ، يتم استخدام تحويل الجهد العالي التردد حتى 1 إلى 20 كيلو هرتز ، والذي يشكل المجال المغناطيسي المقابل.

يمكن وضع المرجل التعريفي في غلاف واقي مع عزل جيد.

ضمان ظروف التشغيل الآمنة للغلايات المباشرة وغير المباشرة

عند مقارنة مبدأ تشغيل عنصر التسخين مع تفريغ كهربائي للتيار في سائل تبريد ، يتم إنشاء ظروف مختلفة لتطبيقها ، عندما يكون الغلاف لجميع أنواع الغلايات مصنوعًا من المعدن ومملوءًا بسائل موصل.

عند استخدام عنصر التسخين ، يتدفق التيار عبر خيوط نيتشروم ، ويتم عزله عن السكن بطبقة عازلة ، والتي لا تسمح بمرور الطور المحتمل إلى الهيكل.

في غلاية التدفئة المباشرة ، يتم توليد التيار في سائل التبريد عند ملامسة سطح جسم الغلاية. نتيجة لذلك ، هناك إمكانية طور عليها ، والتي تنتهك بعض قواعد السلامة ، تخلق الشرط المسبق للشخص لتلقي إصابة كهربائية.

لم يتم حل مشاكل التصميم الخاصة بالحماية الكهربائية عالية السرعة لمثل هذه الهياكل. لا يعتبر استخدام تصميمات RCD التقليدية أو difelfavtomats التي تتحكم في ظهور تيارات التسرب في الدائرة منطقية ، لأنها ستعمل باستمرار ، مما يحول دون توفر الطور المحتمل للإسكان.

في تصميمات الغلايات غير المباشرة ، يعتبر استخدام RCDs معقولًا ومناسبًا تمامًا. لن تسمح لأي شخص أن يقع تحت تأثير المرحلة المحتملة. يمكن فهم هذا بمساعدة الصور التوضيحية.

في ظل ظروف التشغيل العادية ، يتدفق التيار بشكل حصري على طول الدائرة الداخلية معزولة عن السكن.

عند كسر عزل الغلاية الكهربائية ذات التسخين غير المباشر ، فإن تيار التسرب عبر الهيكل سوف يخترق موصل PE ومن خلاله إلى حلقة الأرض. تم تعيين نقطة ضبط RCD بحيث يقوم الجهاز الحالي المتبقي برحلات ومع جهات اتصال الطاقة الخاصة به بإزالة جهد التيار الكهربائي من الدائرة ، مما يلغي إصابة الإنسان.

وبالتالي ، في ظل ظروف الاستخدام الآمن ، تفقد غلايات التدفئة المباشرة بشكل كبير. في حالة تلفها ميكانيكيا لأي سبب ، يتم إنشاء دائرة مفتوحة لتدفق التيار ، مما سيترك مرحلة خطرة المحتملة على السكن. ثم القضية تقرر كل شيء ...

مخطط الاتصال بالنظام الكهربائي

سننظر في دائرة التسخين الكاملة للغلاية كمحرك للتدفئة:

• العمل المباشر - بين الأقطاب الكهربائية المدمجة في السكن.

• التدفئة غير المباشرة - متصلة بالتوازي مع عناصر التدفئة ؛

• الحث - مربع المحطة مع اللفات.

ثم يمكن تمثيل بقية الدائرة من خلال عرض مبسط مع عناصر التشغيل الآلي والتحكم والحماية الحالية ضد الحمل الزائد والقصيرة.

يتم توفير الجهد الكهربائي من لوحة التبديل من خلال الهيئة التنظيمية إلى مشغل التدفئة وإمدادات الطاقة (الحماية والمنطق).

تقوم أدوات الحماية ، من خلال أجهزة الاستشعار الخاصة بهم ، بمسح المعلمات التقنية الرئيسية ، وعندما تتجاوز حدود التنظيم الممكنة ، يتم إيقاف تشغيل المرجل.

في الآونة الأخيرة ، تم تنفيذ هيكل منطق الأتمتة بشكل متزايد على أساس تقنيات المعالجات الدقيقة التي توفر وظائف متقدمة. يتلقى معلومات من أجهزة الاستشعار عن درجة حرارة المبرد ، والهواء الداخلي ، وضغط السوائل داخل النظام ، ويعالجها ويحافظ على درجة الحرارة داخل الغلاية عن طريق ضبط الجهد على المحرك.

انظر أيضا: كيفية اختيار ترموستات لغلاية التدفئة الكهربائية

الاستنتاج: تحاول هذه المقالة تعميم مخططات توصيل الغلايات الكهربائية بمختلف التصميمات دون تحديد المصنعين ، وتقسيمها إلى مجموعات رئيسية وفقًا لمبدأ التشغيل ، لتحليل جوانبها الضعيفة والإيجابية. وكم ساعدك هذا - شاركنا رأيك في التعليقات.