Elektromos fűtőkazán csatlakoztatása: különbségek a különféle sémák között

Egyéni lakóépület fűtésére egyre inkább használják azokat a rendszereket, amelyek folyékony hűtőfolyadék csővezetéken történő átvitelére szolgálnak az fűtőelemekre, amelyben a hő átkerül a környező levegőbe, és a hűtött folyadék visszatér a későbbi fűtéshez.

Ebben az esetben a kazánt általában olyan lezárt fémtartálynak kell tekinteni, amelyben a hőhordozót melegítik, és az „elektromos” kifejezés meghatározza a felhasznált energia típusát.

A villamos energia felhasználásának elve szerint a kazánok:

1. közvetett fűtés;

2. közvetlen fellépés;

3. indukciós típus.

Teljesen eltérő kialakításúak, különböznek a biztonság fokától, eltérő hozzáállást igényelnek, amikor a vezetékeket csatlakoztatják.

Közvetett elektromos kazán

A "közvetett fellépés" kifejezés olyan közvetett hevítésre utal, amelyet egy tisztán ellenállású fűtőelemön áthaladó villamos áram hajt végre. Ennek a jelenségnek a következménye, hogy a Joule - Lenz törvény szerint a speciálisan folyadékba helyezett vezető hőmérséklete megemelkedik.

Az ellenálláson felszabaduló hőt a hőhordozó távolítja el. Hőmelegítő elemek, vagy azok rövidítése TANS, különféle kapacitásokban kaphatók, különböző feszültségű váltóáramú vagy egyenáramú áramkörökben történő működéshez.

Tervezési jellemzők

A kazán fémházán elektromos fűtőelemeket szerelnek fel, amelyeket a hűtőfolyadék mos.

Egy lezárt fém csőtestből állnak, amelynek belsejébe szerelt nikróm ötvözet menet van, és rendelkezik bizonyos elektromos ellenállással, és képes ellenállni a névleges fűtési teljesítménynek.

Ez a menet mindkét véggel egy fémcső belsejébe van felszerelve, és az elektromos vezetékek csatlakoztatásához csavarmenettel ellátott kimeneti csatlakozókhoz csatlakozik.

A csőtest és a nikróm menete közötti üreget nagy dielektromos tulajdonságokkal rendelkező hővezető anyagréteg választja el - ez egy speciális homok. Az elem végei le vannak zárva és a kazán fedelére rögzíthető tippekkel vannak ellátva.

A működő fűtőelemnek tehát van bizonyos elektromos ellenállása, amelyet meg lehet mérni egy szokásos ohmmérővel vagy teszterrel, vagy az esetre megadott teljesítményérték alapján lehet kiszámítani.

Például egy 1 kW-os feszültségváltó I = 1000/220 = 4,54 amperes áramot fogyaszt, ha 220 V feszültséggel működik, és elektromos ellenállása R = 220 / 4,54 = 48,5 Ohm.

A fűtőkészülék második egészségügyi paramétere a vezető nichromos menet és a ház közötti szigetelési ellenállás minősége. A méréshez egy speciális eszközt kell használnia - ellenállásmérő.

Háztartási fűtéshez általában 220 V-os modelleket használnak, amelyek teljesítménye egy kilovatt nagyságrendű. Ha nagyobb hőmennyiségre van szükség, akkor a fűtőelemeket párhuzamos láncokban gyűjtik egyfázisú hálózatban, vagy azonos csoportokban összekapcsolják egy háromfázisú hálózatban.

A kazánban két peremet készítenek a hűtőfolyadék vezetékekkel való kommunikációhoz:

1. az alsó bemeneti nyílásnál hideg víz áramlik;

2. a felmelegített folyadék elhagyja a felső kimenetet.

Amikor az áram áthalad a fűtőelem ellenállásán, felszabadul a hő, amelyet a szigetelőrétegen keresztül továbbítanak a fémházba, és a hűtőfolyadék áramlása révén eltávolítják a fűtőelemről. Emiatt munka közben egyensúlyt teremt az elektromos energia által kibocsátott hő és a kazánon átpumpált eltávolított folyadék között.

Minden fűtőelemet és annak működő részét teljesen bele kell meríteni a folyadékba, hogy a hőelvonás hatékonyan és egyenletesen haladjon át. Ha ezt megsértik, például levegő torlódása vagy folyadék szivárgása következtében, amely a kazánban annak szintjének csökkenéséhez vezetett, akkor lehetséges, hogy a fűtőelem menete, szigetelése vagy háza kiég és megsemmisül.

Egy egyszerű házi elektromos kazán a videón:

 

Hidraulikus csatlakoztatási rajz

A közvetett indirekt elektromos kazánt gyárban gyártják egy gyönyörű, modern épületben, amely:

• telepítse a szoba padlójára;

• lógni a falon.

Miután szorosan rögzítették az épülethez, összeállítják a ház fűtési rendszerének hidraulikus körét.

Felhasználására:

• fűtési radiátorok, amelyeket párhuzamos láncok kapcsolnak össze a hűtőfolyadék szállításának nyomás- és visszatérő vezetékei között;

• tágulási tartály, amelynek célja a légbuborékok kiszívása a szivattyúzott folyadékból;

• elzáró szelepek, amelyek lehetővé teszik a hidraulikus áramkör különféle üzemmódokban történő kapcsolását;

• zárt körű cirkulációs szivattyú;

• szelep: ellennyomás, biztonság, bypass;

• a fő technológiai folyamatok vezérlőrendszerének érzékelői;

• automatizálási berendezések, vezérlő logika és védelem.

Ha a cirkulációs szivattyút kizárják a működésből, akkor az áramkör a természetes keringés miatt működhet, amikor a hideg hőhordozó lemegy és a fűtött felmegy. Ehhez azonban összetett hidraulikus és termikus számításokat kell elvégezni, amelyek további berendezés-beállításokat igényelnek.

A szivattyú mindig biztosítja a hűtőfolyadék gyors szivattyúzását a hálózaton és növeli a fűtési hatékonyságot.

Közvetlen működésű elektromos kazán

A "közvetlen fellépés" kifejezés azt jelenti, hogy a fűtés biztosítása érdekében egy utat hoznak létre az elektromos áram közvetlen átjutására a folyékony hűtőfolyadékon, megkerülve a közbenső elemeket.

Ehhez a fázist és az üzemi nullát ellátó elektródokat közvetlenül a kazántesten keresztül szivattyúzott vízvezetékbe kell felszerelni. Mivel fajlagos ellenállása erősen függ az oldott sók koncentrációjától, a hűtőfolyadék tisztasági foka befolyásolja az átmenő elektromos áram nagyságát és a hevítés fokát.

Tervezési jellemzők

A közvetlen működésű eszközök alakja és méretei jelentősen különböznek a „kazán” szó klasszikus meghatározásától. Testüket egy rendes cső szegmensének formájában készítik, amely a következőkkel van felszerelve:

1. fúvókák nyomás- és visszatérő vezetékekkel való csatlakoztatáshoz;

2. fázis és működő nulla csatlakozók az elektromos áramkör elektródjaihoz történő csatlakoztatáshoz.

Emiatt az eszköz méretei és súlya meglehetősen kicsi, ami jelentősen megtakarít helyet a kazánházban a közvetett cselekvés analógjaihoz képest.

A hűtőfolyadékon az elektródokon áthaladó elektromos áramot csak a sóoldat ellenállása korlátozza, amely számos működési jellemzőtől függ, és bizonyos pontokban meghaladhatja a névleges értéket.

Mivel az elektromos áram által előállított hő közvetlenül a hűtőfolyadékban keletkezik anélkül, hogy más kiegészítő közegeken keresztül továbbadná a veszteséget, ezért a vizsgált áramkörben az energiacsökkentés kisebb, mint az előzőnél, és a hatékonyság magasabb.

A mechanikus szerkezetek egyszerűsége miatt az ilyen eszközök meglehetősen olcsók, ami előnyeik. Ebben az esetben az egyik elektródát közvetlenül a csővezeték testére kell helyezni, a másodikt pedig a hűtőfolyadék áramlásába kell beépíteni.

A folyadék melegítésére szolgáló elektróda módszerhez speciális közeget kell létrehozni az elektromos áram átvezetésére - sóoldatot. Háztartási készülékekben történő alkalmazáskor a következő hátrányok jelentkeznek:

• a folyékony oldatok formájában kialakított hűtőfolyadék az összes fémes anyaggal elektrokémiai folyamatokba lép. Alumínium használata esetén a hűtőtest néhány év alatt korrodálódik, és az öntöttvas szerkezetek egy kicsit hosszabb ideig tartanak, de folyamatosan eldugulnak és tisztítást igényelnek;

• A fűtési rendszerek cirkulációs szivattyúit tiszta víz vagy fagyálló környezetben való működésre tervezték, különféle korróziógátló adalékokkal. A sós nátrium-kloridban való hosszú távú üzemeltetési terveket nem végezték el.

Kapcsolási rajz

Alapvetően a közvetlen működésű kazán hidraulikus fűtési rendszere nem különbözik a közvetett fűtőkörtől. Mint korábban, hidegvízvezeték van felszerelve a bemeneti csőre, és meleg nyomásvezeték van felszerelve a kimenő csőre.

Az áramkör fennmaradó elemei, a helyi fűtési feladatoktól függően, teljes mértékben lemásolhatják az előző tervet.

Mindkét kép a hidraulikus áramköri elemek legegyszerűbb, legjellemzőbb elrendezését mutatja. A helyiségek fűtésének speciális körülményei között létrehozott valós tervnek mindig vannak eltérései és kiegészítései.

Gyakran nem egy egyáramú redukált áramkört használnak, hanem legalább két, független végrehajtó és irányító testülettel rendelkező csoportból álló csoportot. Egy egyszerű példa egy kiegészítő kör, amely meleg vizet termel háztartási célokra, például a fürdőszobában és a konyhában.

Indukciós típusú elektromos kazán

A hűtőfolyadék melegítéséhez ez a kialakítás egy speciális fűtőelemben - induktorban - indukált Foucault örvényáramot használ.

Tervezési jellemzők

A tápfeszültséget a szigetelt elektromos huzalból készült tekercsnek továbbítják. Az indukció jelensége miatt a zárt körön áthaladó indukciós áramok indukálódnak a mag mágneses magjában. Ebben az esetben az induktor fémét melegítik.

A folyékony hűtőfolyadékot folyamatosan szivattyúzzák ezen a helyen, és hőt vezetnek a hidraulikus rendszerbe.

Az indukciós kazán működése során az induktor kis vibrációi lépnek fel, amelyek megóvják a falakat a lépték kialakulásától.

Ipari frekvenciájú áramok alkalmazásával lenyűgöző méretű konstrukciókat kapunk. A kazán méretének és súlyának csökkentése érdekében 1 ÷ 20 kHz-ig terjedő nagyfrekvenciás feszültségátalakítást kell alkalmazni, amely a megfelelő mágneses teret képezi.

Az indukciós kazánt jó szigeteléssel ellátott védőházba lehet helyezni.

A közvetlen és közvetett kazánok biztonságos üzemeltetési feltételeinek biztosítása

Ha összehasonlítjuk a fűtőelem működési elvét a hűtőfolyadékban levő áram elektromos kisülésével, akkor különféle feltételeket teremtünk alkalmazásukra, amikor minden típusú kazán esetében a ház fémből készül és vezetőképes folyadékkal van feltöltve.

Hevítőelem használatakor az áram egy nikróm izzószálon keresztül áramlik, és a házból dielektromos réteggel van elkülönítve, amely nem engedi, hogy a fázispotenciál áthaladjon a házba.

Egy közvetlen fűtési kazánban áram keletkezik a hűtőfolyadékban a kazán testének felületével érintkezve. Ennek eredményeként van egy fázispotenciál, amely megsérti az egyes biztonsági szabályokat, és előfeltétele annak, hogy egy személy elektromos sérülést kapjon.

Az ilyen szerkezetek nagysebességű elektromos védelmének tervezési kérdései még nem oldódtak meg. A szivárgási áramok megjelenését az áramkörben szabályozó szokásos RCD tervek vagy diflavótok használata nincs értelme, mert ezek folyamatosan működni fognak, megakadályozva a ház fázispotenciáljának betáplálását.

Az indirekt kazánok tervezésekor az RCD-k használata ésszerű és megfelelő. Ez nem engedi, hogy egy személy a fázispotenciál működése alá kerüljön. Ez magyarázó képek segítségével érthető meg.

Normál üzemi körülmények között az áram kizárólag a háztól elkülönített belső áramkör mentén áramlik.

Ha egy közvetett fűtéssel működő elektromos kazán szigetelése megsérül, a házon átáramló szivárgási áram áthatol a PE vezetékön és rajta keresztül a földhurokba. Az RCD alapjelét úgy állítják be, hogy a maradékáram-eszköz kioldódjon és tápfeszültség-érintkezőivel eltávolítsa a tápfeszültséget az áramkörről, ezáltal kiküszöböli az emberi sérüléseket.

Így a biztonságos használat körülményei között a közvetlen fűtési kazánok jelentősen veszítenek. A kialakítás mechanikai megsértése esetén bármilyen okból nyitott áramkört hoznak létre az áram áramlására, ami veszélyes fázistartalmat hagy a házon. És akkor az eset mindent eldönti ...

Az elektromos rendszerhez való csatlakozás sémája

A kazán teljes fűtőkörét fogjuk figyelembe venni a fűtéshez:

• közvetlen hatás - a házba beépített elektródok között;

• közvetett fűtés - a fűtőelemekkel párhuzamosan csatlakoztatva;

• indukciós - sorkapocs dobozokkal.

Ezután az áramkör többi részét egyszerűsített nézetben lehet ábrázolni, automatizálás, vezérlés és áramvédelem elemekkel túlterhelés és rövidzárlat ellen.

A kapcsolótábláról a szabályozó testén keresztül a tápfeszültséget a fűtőelemhez és az áramellátáshoz juttatják (védelem és logika).

Az érzékelőkkel a védelem átvizsgálja a fő műszaki paramétereket, és ha a lehetséges szabályozási határokon túllépik, akkor a kazánt nem működik.

Az utóbbi időben az automatizálási logikai jogosultságokat egyre inkább mikroprocesszoros technológiák alapján hajtják végre, amelyek fejlett funkciókat biztosítanak. Érzékelőktől kap információt a hűtőfolyadék hőmérséklettől, a beltéri levegőtől, a rendszerben lévő folyadéknyomástól, feldolgozza azt és fenntartja a kazán belüli hőmérsékletet a működtető feszültségének beállításával.

Lásd még: Hogyan válasszuk ki az elektromos fűtőkazán termosztátját?

következtetés: a cikk megkísérli általánosítani a különféle kivitelű elektromos kazánok csatlakozási rajzát anélkül, hogy meghatározná a gyártókat, és a működés elve szerint főcsoportokra bontva megvizsgálnák gyenge és pozitív oldalukat. És mennyire segített ez neked - ossza meg véleményét a hozzászólásokban.