Kaip prijungti elektrinį šildymo katilą: skirtumai tarp skirtingų schemų

Šildant individualų gyvenamąjį pastatą, vis labiau naudojamos sistemos, kurios naudoja skysto aušinimo skysčio pernešimą vamzdynais į šildymo akumuliatorius, kuriuose šiluma perduodama į aplinkinį orą ir aušinamas skystis grąžinamas atgal vėlesniam šildymui.

Šiuo atveju katilas paprastai suprantamas kaip sandarus metalinis indas, kuriame šildomas aušinimo skystis, o terminas „elektrinis“ apibūdina naudojamos energijos rūšį.

Pagal elektros energijos naudojimo principą katilai yra:

1. netiesioginis šildymas;

2. tiesioginiai veiksmai;

3. indukcijos tipas.

Jie turi visiškai kitokią konstrukciją, skiriasi saugos laipsniais, reikalauja kitokio požiūrio, kai yra prijungti prie laidų.

Netiesioginis elektrinis katilas

Sąvoka "netiesioginis veiksmas" reiškia netiesioginį šildymą, kurį vykdo elektros srovė, einanti per kaitinimo elementą, turintį vien tik varžinę varžą. Dėl šio reiškinio, pagal Džoulio ir Lenco įstatymus, specialiai skysčiui įtaisyto laidininko temperatūra pakyla.

Atsparumui išsiskyrusi šiluma pašalinama šilumnešio pagalba. Šiluminiai kaitinimo elementai arba kaip jie sutrumpintai vadinami TENIS, yra skirtingos talpos, kad veiktų kintamos ar nuolatinės srovės grandinėse su skirtinga įtampa.

Dizaino ypatybės

Katilo metaliniame korpuse sumontuoti elektriniai kaitinimo elementai, plaunami aušinimo skysčiu.

Juos sudaro sandarus metalinis vamzdinis korpusas, kurio viduje sumontuotas nichromo lydinio sriegis, turintis tam tikrą elektrinę varžą ir galintis išlaikyti vardinę šiluminę galią.

Šis sriegis, turintis abu galus, sumontuotas metalinio vamzdžio viduje ir sujungtas su išvesties jungtimis, pagamintomis varžtiniu sriegiu, skirtu sujungti elektros laidus.

Tarpas tarp vamzdžio korpuso ir nichromo sriegio yra atskirtas šilumą laidžios medžiagos, pasižyminčios didelėmis dielektrinėmis savybėmis, sluoksniu - specialia smėlio rūšimi. Elemento galai yra sandarūs ir su patarimais, kuriuos reikia pritvirtinti prie katilo dangčio.

Taigi veikiantis šildytuvas turi tam tikrą elektrinę varžą, kurią galima išmatuoti įprastu ommetru ar testeriu arba apskaičiuoti pagal byloje nurodytą galios vertę.

Pavyzdžiui, 1 kW įtampos keitiklis, veikdamas 220 voltų įtampa, sunaudoja I = 1000/220 = 4,54 amperų srovę, o jo elektrinė varža yra R = 220 / 4,54 = 48,5 omo.

Antrasis šildytuvo sveikatos parametras yra izoliacijos varžos tarp laidžio nichromo sriegio ir korpuso kokybė. Norėdami jį išmatuoti, turite naudoti specialų įrenginį - megaohmometras.

Namų šildymui paprastai naudojami 220 voltų modeliai, kurių įkrovos galia yra viena kilovatas. Kai reikalingas didesnis šilumos kiekis, tada kaitinimo elementai surenkami lygiagrečiomis grandinėmis vienfazis tinklas arba sujungiami tapačiomis grupėmis trifaziame tinkle.

Katile yra du flanšai, skirti susisiekti su aušinimo skysčio linijomis:

1. apatinėje įleidimo angoje pumpuojamas šalto vandens srautas;

2. pašildytas skystis palieka viršutinę angą.

Kai srovė praeina per kaitinimo elemento varžą, išsiskiria šiluma, kuri per izoliacijos sluoksnį perduodama į metalinį korpusą ir pašalinama iš kaitinimo elemento aušinimo skysčio srautu. Dėl šios priežasties dirbant sukuriama pusiausvyra tarp šilumos, išsiskiriančios elektros energija, ir pašalinto skysčio, pumpuojamo per katilą.

Kiekvienas šilumos elementas ir jo darbinė dalis turi būti visiškai panardinti į skystį, kad šilumos šalinimas vyktų efektyviai ir tolygiai. Jei tai pažeidžiama, pavyzdžiui, dėl susidariusios oro perkrovos ar skysčio nutekėjimo, dėl kurio sumažėjo jo lygis katile, gali būti, kad kaitinimo elemento sriegis, izoliacija ar korpusas sudegs ir bus sunaikinti.

Paprastas naminis elektrinis katilas vaizdo įraše:

 

Hidraulinio sujungimo schema

Netiesioginis netiesioginis elektrinis katilas gaminamas gamykloje, gražiame, moderniame pastate, kuris gali:

• įrengti ant kambario grindų;

• pakabinti ant sienos.

Po to, kai jis yra tvirtai pritvirtintas prie pastato konstrukcijos, surenkama namo šildymo sistemos hidraulinė grandinė.

Jos naudojimui:

• šildymo radiatoriai, sujungti lygiagrečiomis grandinėmis tarp aušinimo skysčio transportavimo slėgio ir išleidimo (grąžinimo) linijų;

• išsiplėtimo bakas, skirtas oro pūslėms išpumpuoti iš pumpuojamo skysčio;

• uždarymo vožtuvai, leidžiantys perjungti hidraulinę grandinę įvairiais darbo režimais;

• uždaro ciklo cirkuliacinis siurblys;

• vožtuvas: priešslėgis, sauga, aplenkimas;

• pagrindinių technologinių procesų valdymo sistemos jutikliai;

• automatikos įranga, valdymo logika ir apsaugos.

Jei cirkuliacinis siurblys neveikia, grandinė gali veikti dėl natūralios cirkuliacijos, kai šaltas šilumos nešiklis žemėja, o šildomas - aukštyn. Tačiau tam reikės sudėtingų hidraulinių ir šiluminių skaičiavimų, kuriems, be to, reikės nustatyti papildomą įrangą.

Siurblys visada greitai pumpuoja aušinimo skystį išilgai tinklo ir padidina šildymo efektyvumą.

Tiesioginio veikimo elektrinis katilas

Terminas „tiesioginis veiksmas“ reiškia, kad norint užtikrinti šildymą, sukuriamas kelias, per kurį elektros srovė praeina tiesiai per skystą aušinimo skystį, apeidama visus tarpinius elementus.

Tam fazės ir darbinio nulio tiekimo elektrodai yra montuojami tiesiai į vandenį, pumpuojamą per katilo korpusą. Kadangi jo savitasis pasipriešinimas labai priklauso nuo ištirpusių druskų koncentracijos, aušinimo skysčio grynumas turi įtakos praeinančios elektros srovės dydžiui ir kaitinimo laipsniui.

Dizaino ypatybės

Tiesioginio veikimo įtaisai savo forma ir matmenimis labai skiriasi nuo klasikinio žodžio „katilas“ apibrėžimo. Jų korpusas yra įprasto vamzdžio segmentas, kuriame yra:

1. purkštukai, skirti sujungti su slėgio ir grįžtamosiomis linijomis;

2. fazinės ir darbinės nulinės jungtys, skirtos prijungti prie elektros grandinės elektrodų.

Dėl šios priežasties prietaiso matmenys yra gana maži pagal dydį ir svorį, o tai žymiai taupo vietą katilinėje, palyginti su netiesioginių veiksmų analogais.

Elektros srovę, pratekančią per aušinimo skystį per elektrodus, riboja tik sūrymo varža, kuri priklauso nuo daugelio eksploatacinių savybių, ir tam tikru momentu gali viršyti nominalią vertę.

Kadangi šiluma, kurią sukuria elektra, tiesiogiai sukuriama aušinimo skystyje neprarandant perdavimo per kitas papildomas laikmenas, nagrinėjamoje grandinėje galios sumažėjimas yra mažesnis nei ankstesniame, o efektyvumas didesnis.

Dėl mechaninių konstrukcijų paprastumo tokie įtaisai yra gana pigūs, o tai yra jų pranašumas. Tokiu atveju vienas iš elektrodų turi būti dedamas tiesiai ant dujotiekio korpuso, o antrasis turėtų būti įmontuotas į aušinimo skysčio srautą.

Elektrodo skysčio pašildymo metodu reikia sukurti specialią terpę praleisti elektros srovę - sūrymą. Kai naudojami buitiniuose prietaisuose, atsiranda šie trūkumai:

• skystų tirpalų pavidalo aušinimo skystis patenka į elektrocheminius procesus su visomis metalinėmis medžiagomis. Naudojant aliuminį, radiatoriaus korpusas koroduoja per kelerius metus, o ketaus konstrukcijos tarnauja šiek tiek ilgiau, tačiau jos taip pat nuolat užsikemša ir jas reikia valyti;

• Šildymo sistemų cirkuliaciniai siurbliai skirti dirbti švaraus vandens ar antifrizo aplinkoje su įvairiais antikoroziniais priedais. Jų projektai, skirti ilgalaikiam naudojimui sūrymu, nebuvo atlikti.

Elektros schema

Iš esmės tiesioginio veikimo katilo hidraulinė šildymo sistema niekuo nesiskiria nuo netiesioginio šildymo kontūro. Kaip ir anksčiau, ant įvadinio vamzdžio yra sumontuota šalto vandens linija, o ant išeinančio vamzdžio - karšto slėgio linija.

Likę grandinės elementai, atsižvelgiant į vietines šildymo užduotis, gali visiškai nukopijuoti ankstesnį dizainą.

Abiejose nuotraukose parodytas paprasčiausias, tipiškiausias hidraulinės schemos elementų išdėstymas. Realus dizainas, sukurtas konkrečioms patalpų šildymo sąlygoms, visada turės tam tikrų nukrypimų ir papildymų.

Gana dažnai naudojama ne viena grandinė redukuota grandinė, bet mažiausiai susidedanti iš dviejų grupių, turinčių nepriklausomus vykdomuosius ir valdymo organus. Paprastas pavyzdys yra papildoma grandinė, iš kurios karštas vanduo gaminamas buitinėms reikmėms, pavyzdžiui, vonios kambaryje ir virtuvėje.

Indukcinis elektrinis katilas

Aušinimo skysčiui pašildyti naudojama ši „Foucault“ sūkurinių srovių srovė, kurią sukelia specialus kaitinimo elementas - induktorius.

Dizaino ypatybės

Maitinimo įtampa tiekiama į ritės, pagamintos iš izoliuotos elektros laido, ritę. Dėl indukcijos reiškinio šerdies magnetinėje šerdyje indukuojamos srovės, praeinančios per uždarą grandinę. Tokiu atveju induktoriaus metalas yra šildomas.

Skystas aušinimo skystis nuolat pumpuojamas per šią vietą ir pašalina šilumą į hidraulinę sistemą.

Indukcinio katilo veikimo metu atsiranda nedidelės induktoriaus virpesiai, kurie apsaugo sienas nuo apimties susidarymo.

Naudojant pramoninio dažnio sroves, gaunamos įspūdingų matmenų konstrukcijos. Norint sumažinti katilo matmenis ir svorį, naudojama aukšto dažnio įtampos konversija iki 1 ÷ 20 kHz, kuri sudaro atitinkamą magnetinį lauką.

Indukcinį katilą galima įstatyti į apsauginį apvalkalą su gera izoliacija.

Saugių tiesioginių ir netiesioginių katilų eksploatavimo sąlygų užtikrinimas

Palyginus kaitinimo elemento veikimo principą su aušinimo skysčio elektros srovės išmetimu, sudaromos įvairios jų taikymo sąlygos, kai visų tipų katilams korpusas yra pagamintas iš metalo ir užpildytas laidžiu skysčiu.

Naudojant kaitinimo elementą, srovė teka per nichromo siūlelį, yra izoliuota iš korpuso dielektriniu sluoksniu, kuris neleidžia fazės potencialui pereiti į korpusą.

Tiesioginio šildymo katile aušinimo skystyje sukuriama srovė, liečianti katilo korpuso paviršių. Dėl to jame yra fazinis potencialas, kuris pažeidžia tam tikras saugos taisykles, sukuria prielaidas asmeniui susižeisti dėl elektros.

Tokių konstrukcijų greitaeigių elektrinių apsaugų projektavimo klausimai dar nėra išspręsti. Naudoti įprastus RCD dizainus ar diflavtomatus, kurie kontroliuoja nuotėkio srovių atsiradimą grandinėje, nėra prasmės, nes jie nuolat veiks, blokuodami fazės potencialo tiekimą į korpusą.

Projektuojant netiesioginius katilus, RCD naudojimas yra gana pagrįstas ir tinkamas. Tai neleis žmogui patekti į fazinio potencialo veikimą. Tai galima suprasti naudojant aiškinamuosius paveikslėlius.

Normaliomis darbo sąlygomis srovė teka išilgai vidinės grandinės, izoliuotos nuo korpuso.

Kai nutrūksta elektrinio katilo su netiesioginiu šildymu izoliacija, nuotėkio srovė per korpusą prasiskverbia į PE laidininką ir per jį į žemės kilpą. RCD kontrolinė vertė nustatoma taip, kad likutinės srovės įtaisas suveiktų ir su savo galios kontaktais pašalintų iš grandinės maitinimo įtampą, kuri pašalina žmonių sužalojimus.

Taigi, saugaus naudojimo sąlygomis, tiesioginio šildymo katilai smarkiai praranda. Jei jie dėl kokios nors priežasties yra mechaniškai pažeisti, srovei tekėti sukuriama atvira grandinė, kuri korpuse paliks pavojingą fazės potencialą. Ir tada byla nusprendžia viską ...

Prisijungimo prie elektros sistemos schema

Mes apsvarstysime visą katilo šildymo kontūrą kaip šildymo pavarą:

• tiesioginis veikimas - tarp elektrodų, integruotų korpuse;

• netiesioginis šildymas - sujungtas lygiagrečiai su kaitinimo elementais;

• indukcija - gnybtų dėžė su apvijomis.

Tada likusią grandinę galima pavaizduoti supaprastintu vaizdu su automatikos, valdymo ir srovės apsaugos elementais nuo perkrovos ir trumpojo jungimo elementais.

Maitinimo įtampa iš skirstomojo skydo per reguliavimo įstaigą tiekiama į šildymo pavarą ir maitinimo šaltinį (apsaugos ir logika).

Su savo jutikliais apsaugos nuskenuoja pagrindinius techninius parametrus ir, peržengus galimo reguliavimo ribas, neleidžia katilo eksploatuoti.

Neseniai automatizavimo logikos korpusas buvo vis labiau atliekamas remiantis mikroprocesoriaus technologijomis, užtikrinančiomis pažangias funkcijas. Iš jutiklių jis gauna informaciją apie aušinimo skysčio temperatūrą, patalpų orą, skysčio slėgį sistemos viduje, ją apdoroja ir palaiko temperatūrą katilo viduje, reguliuodamas pavaros įtampą.

Taip pat žiūrėkite: Kaip pasirinkti elektrinio šildymo katilo termostatą

Išvada: Straipsnyje bandoma apibendrinti įvairių konstrukcijų elektrinių katilų prijungimo schemas, nenurodant gamintojų, suskirstant jas į pagrindines grupes pagal veikimo principą, išanalizuoti jų silpnąsias ir teigiamas puses. Ir kiek tai jums padėjo - pasidalykite savo nuomone komentaruose.