Схема подключения электрического котла
Общая схема подключения электрического котла с ТЭН нагревателями, это не что иное, как схема подключения одного или нескольких тэнов к электропитанию.
Чтобы разобраться и понять принцип подключения тэнового котла, посмотрим на ТЭН.
На фото вы видите простейший ТЭН, состоящий из одной нагревательной трубки. Как следствие для подключения у такого ТЭНа есть только два контакта. Подключается такой ТЭН, напрямую. Один контакт на фазу (чаще 220 Вольт), второй контакт на рабочий ноль.
Мощность таких тэнов небольшая и они не используются в отеплительных котлах. Их прерогатива чайники или стиральные, посудомоечные машины.
В электрических котлах тэны «завивают» из двух, чаще трех трубок. Выглядит тэн для котла так.
Как видите контактов для подключения у таких тэнов уже 6 (шесть) и это самый простой вариант. Задача подключения ТЭН котла, правильно соединить шесть контактов тэна, чтобы подключить его к электропитанию.
В этом нет ничего сложного, если вспомнить две классические схемы подключения из курса электротехники. Вы наверняка о них слышали, это схемы под названием «звезда» и «треугольник». Я писал о них довольно подробно в статье Как получает электроэнергию потребитель низкого напряжения 380 Вольт.
Опишу эти схемы простым языком. Итак, у нас 6 контактов разбитых по парам. Всего три пары.
Схема «звезда» предполагает соединить один контакт из трёх пар и подключить его к рабочему «нулю». Оставшиеся контакты пар тэна, подключают к фазам L1, L2, L3 если питание 380 В или также соединяют и подключают к фазе L, если питание 220 В.
По схеме «треугольник» все пары контактов соединяются последовательно и подключаются к трём фазам 380 В.
Вариант подключения к трехфазной сети питания типа ЗВЕЗДА
Тип ЗВЕЗДА применяется в сухих ТЭНах от компании Полимернагрев в варианте подключения № 3 с четырьмя болтами в качестве типа токовывода. Также тип подключения «звезда» может применяться при подключении блок ТЭНов ТЭНБ. В данных случаях подключение нагревательных спиралей производится по следующей электрической схеме:
Давайте теперь рассмотрим, как можно подключить нагреватели по данной схеме, если у нас имеются в наличии не специальные, а стандартные электрические воздушные или водяные металлические ТЭНы.
К питающему напряжению должен подключаться только один вывод от каждого ТЭНа. Именно поэтому для подключения к трехфазной сети у нас должно быть кратное трем количество электронагревателей. Остальные же контактные выводы, которые не подключены к напряжению, должны быть соединены в одну так называемую нулевую точку. Таким образом, мы получаем трехпроводную соединенную нагрузку.
Давайте подробно рассмотрим схему трехпроводного соединения на 380 В для включения 3-х водяных ТЭНов. На первом рисунке вы можете рассмотреть описанную выше схему включения ТЭНов, а на втором к схеме добавляется специальное устройство для подачи напряжения на ТЭНы с защитными переключателями. Как четко видно на схеме, каждый второй токовывод нагревателя подается на фазы А, В и С, а остальные же соединяются вместе.
Подключая ТЭНы таким образом мы получаем значение напряжения электропитания на каждом электротэне между подключением к сети и нейтральной точкой равное 220 В.
В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.
Также есть вариант подключения к трехфазной сети ЗВЕЗДА, который использует четырехпроводную схему. При таком способе применяют трехфазное питание с напряжением 230В, а нулевую точку подают на нейтраль источника электропитания.
Тут так же, как и в предыдущем случае, одни выводы соединяются в нулевую точку, а другие подводятся к трехфазной сети. Если соединение с нулевой точкой передавать на нулевую шину источника электропитания, мы получим на каждом нагревателе между питанием и нулем напряжение в 220-230В.
Когда возникает необходимость в полном отключении питания на нагреватели, нужно применять выключатели типа 3+n или же 3р+n, способные функционировать в автоматическом режиме. Автоматы данного типа могут использоваться для полного перевода всех силовых электроконтактов на полностью автоматический рабочий режим.
Давайте рассмотрим, как же на практике следует применять тип подключения ЗВЕЗДА, на примере монтажа ТЭНов в электрокотле.
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.
Элементы обвязки и правила их расположения
Обвязка стандартного электрокотла отопления включает следующие основные элементы:
- Циркуляционный насос. Создает напор теплоносителя для максимально быстрого и равномерного распределения тепла по системе.
- Расширительный бачок. Один из основных узлов, без которого не допускается подключение и эксплуатация электрического котла. В него поступает излишек объема теплоносителя, образуемого при перегреве. Без бака подобное явление приводило бы к разрыву трубопровода и радиаторов.
- Клапан аварийного сброса. В случае превышения давления в системе выше критического производит сбрасывание теплоносителя.
- Автоотводчик воздуха. Для облегчения движения воды по контуру и устранения шума прибор периодически стравливает воздух из труб.
Расширительный бачок, воздухоотводчик и клапан сброса – 3 важных элемента для установки электрокотлаИсточник strojka-gid.ru
Измеритель давления в системе. Показывает значение давления теплоносителя. Для отопительных контуров в частных домах его шкала должна быть рассчитана не менее, чем на 4 бар.
Такие 3 узла схемы, как расширительный бачок, аварийный клапан и сбросник воздуха, формируются группу безопасности котла. Их установка обязательна для любой модели агрегата
При этом не менее важно расположение друг относительно друга основных элементов обвязки. Устанавливаться они должны в следующей закономерности:
- Насос располагается непосредственно перед входом в агрегат – на обратной магистрали – где температура теплоносителя имеет минимальное значение.
- Группа безопасности устанавливается сразу за котлом – на выходе прямой магистрали. Обуславливается это тем, что в случае превышения рабочих параметров наивысшая точка повышения давления возникает именно в этом месте.
Видео-пример монтажа электрокотла в доме:
Расширительный бачок устанавливается в любом месте, но при соблюдении следующей закономерности – если перед агрегатом, то с минимальным 2-х-кратным значением напора насоса, если после, то минимум с 8-кратной величиной этого параметра.
Этапы монтажа
Установка электрокотла осуществляется по следующему алгоритму:
Проектирование и расчет. Прежде чем приобрести и установить котел требуется рассчитать по мощности с учетом площади и особенностей помещения, а также возможностей электросети. На данном этапе также планируется схема и дополнительное подключаемое оборудование, ГВС, теплые полы и проч.
Видео-обзор устройства обвязки электрокотла:
- Подготовка места. Для напольной модели создается фундамент, при необходимости обустраивается котельная, выполняется отделка негорючими материалами.
- Установка агрегата. Оборудование монтируется на стену или основание, закрепляется. Выполняется подсоединение трубопровода с обвязкой, подключается заземление.
- Подключение питания. Подводка питающей магистрали проводится напрямую отдельной веткой – через распредщиток.
- Установка защитной аппаратуры. Современные электрические котлы требуют защиты от перепадов напряжения. Поэтому питание к ним подводить необходимо через автомат, УЗО и стабилизатор напряжения.
- Запуск. Перед запуском система проверяется на целостность во всех местах соединения – как трубопровод, так и электропроводка должны находиться в исправном состоянии. Прежде чем включить агрегат, открываются все необходимые подсоединенные задвижки.
Видео-пример эксплуатации отопления дома на электрокотле:
Коротко о главном
Бытовые электрические котлы подразделяются на 3 вида – классические, электродные и индукционные. Чаще всего применяются классические, работающие от ТЭНа. Среди их плюсов выделяются – высокий КПД, легкий монтаж, безопасность, экологичность, компактность, малый вес и разнообразие модельного ряда. Недостатки проявляются в высоком потреблении электроэнергии и необходимости заземления.
Для правильного монтажа электрокотла необходимо учесть ряд правил техники безопасности и требований по электромонтажу. Для работы отопительного агрегата нужны следующие элементы обвязки:
- Циркуляционный насос.
- Расширительный бачок.
- Клапан безопасности.
- Автоматический воздухоотводчик.
- Манометр.
Подключение по схеме «треугольник»
При соединении по типу «треугольник» выводы электронагревателей соединяются друг с другом в последовательном порядке. По схеме включения трех трубчатых электронагревателей подключение проводится в следующем порядке: первый вывод нагревателя №1 соединяют с первым выводом ТЭНа №2; второй вывод устройства №2 подсоединяют ко второму выводу устройства №3; второй вывод нагревателя №1 присоединяют к первому выводу устройства №3. В итоге данного подключения должно получиться три плеча — «а», «б», «с».
Затем на каждое плечо подается соответствующая фаза: на плечо «а» фазу А, на плечо «в» фазу В, ну и на плечо «с» фазу С.
Законы, действующие при подключении нагревателей по типу « треугольник»:
Компания Элемаг имеет большой опыт в производстве нагревательных систем. По всем вопросам, касающимся приобретения или подключения электронагревателей, обращайтесь к нам по телефону или по электронной почте. Наши специалисты могут проконсультировать Вас по выбору подходящего подключения ТЭНов. Подключение по типу ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК используются у нас при производстве Сухих ТЭНов и традиционных электрических металлических блок ТЭНов.
Использование ТЕНов
В последнее время все большее количество людей задумывается о возможности автономного отопления своего дома. С каждым годом стоимость традиционного отопления повышается, поэтому довольно часто с помощью автономной системы имеется шанс сэкономить.
Также иногда просто отсутствует возможность подключения к центральной отопительной системе – особенно это касается дачных поселков. Единственный вариант обогревать дом в этом случае – установить отопительный котел. Наибольшей популярностью продолжают пользоваться твердотопливные и газовые котлы, но их использование тоже не всегда возможно – доступ к магистральному газопроводу есть не всегда.
Наилучшим выходом из таких ситуаций является установка электрического отопительного оборудования, поскольку электросети есть практически везде. Основной элемент любого такого отопительного устройства – ТЕН. От его типа в немалой степени зависит эффективность обогревательной системы. Обычно в бытовом отопительном оборудовании используются трубчатые ТЕНы, а также элементы с терморегулятором. Последние дают возможность регулировать работу системы отопления.
Электрические отопительные системы очень удобны в эксплуатации: они не выделяют вредных веществ, так как не образуют продукты сгорания, не требуют установки в отдельном помещении, безопасны в использовании, легко монтируются и регулируются. Но все же при установке электрического отопительного оборудования сначала следует проверить, выдержит ли электросеть высокую нагрузку. Также нужно заранее приготовиться к тому, что за электричество придется платить немалые деньги.
Разновидности и способы изготовления ТЭНов
Современные электронагревательные элементы обладают высокой прочностью и способностью изменять форму и размеры под действием высоких температур без ущерба своим техническим характеристикам. Используют их не только в бытовых приборах отопления, но и в промышленных. Правда, в последних устанавливают более мощные аналоги с большими размерами. Все современные тэны имеют высокий показатель долгосрочной эксплуатации.
Производители выпускают два вида тэнов, которые отличаются способом изготовления. Есть изделия, которые производят массово, а есть и такие, которые выпускают малыми партиями. Обычно они соответствуют определенным запросам заказчиков. Их используют в специальных отопительных установках со специфичными требованиями. Кстати, цена вторых намного выше первых.
Трубчатые электронагреватели
Это самый распространенный вид тэнов, который используется практически во всех отопительных приборах на электрическом питании. С помощью трубчатых аналогов нагрев теплоносителя происходит по принципу конвекции, излучения и теплопроводности в результате преобразования электрической энергии в тепловую.
Такой нагревательный элемент имеет следующие характеристики:
- Диаметр трубки 6,0-18,5 миллиметров.
- Длина тэна 20-600 сантиметров.
- Трубка может быть изготовлена из стали, из нержавейки или из титана (очень дорогой прибор).
- Конфигурация прибора — без ограничений.
- Параметры (мощность, производительность и прочее) — по согласованию с заказчиком.
Трубчатые электронагреватели оребренные
Используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение
ТЭНРы представляют собой тот же трубчатый электронагреватель только с ребрами, которые расположены в перпендикулярных плоскостях к оси нагревательной трубки. Обычно ребра изготавливают из металлической ленты и крепят к трубке специальными прижимными гайками и шайбами. Сам тэн выполнен или из нержавейки, или из конструкционной стали.
Этот вид электронагревательных приборов используется для нагрева воздуха или газа, которым отапливается помещение. Их часто применяют в таких отопительных приборах, как тепловые завесы и конвекторы — там, где требуется отопление с помощью нагретого воздуха.
Блок электронагревателей
ТЭНБ используют только в том случае, если необходимо увеличить мощность электронагревателя. Обычно их устанавливают в приборы, в которых теплоносителем выступает жидкость или любой сыпучий материал.
Отличительной конструктивной особенностью ТЭНБ является его крепеж к прибору отопления. Он может быть резьбовым или фланцевым. Особой популярностью сегодня пользуется тен для отопления блочного типа с разборными фланцами. Такой нагревательный элемент можно применять для разных приборов многократно. Сгоревший тэн можно снять, а на его место поставить новый.
Электронагреватели патронного типа
Для отопительных систем этот вид не используется.
Для отопительных систем этот вид не используется. Его применяют как деталь пресс-формы для создания каких-либо изделий, поскольку это часть промышленного оборудования. В быту они не встречаются, но упомянуть о них необходимо, потому что данный вид тэнов входит в категорию «трубчатые электронагреватели».
Отличительной чертой этого аналога является оболочка, изготовленная из нержавеющей стали, которую шлифуют по максимуму. Это необходимо для того, чтобы тэн мог войти в форму с минимальным зазором между трубкой и стенками формы. Стандартный зазор не должен превышать 0,02 миллиметра. Вот так плотно он должен входить.
Кольцевые электронагреватели
Этот вид тэнов тоже применяют только в промышленных установках. Их предназначение — это нагрев инжекторов, сопел инжекционных установок и литьевого оборудования.
Электронагреватели с терморегулятором
Тэн с терморегулятором TECHNO 2 кВт
Это самый распространенный на сегодняшний день тэн, который используется для нагрева жидкостей. Именно его устанавливают во все бытовые электрические приборы, которые связаны с нагревом воды. Максимальная температура выделенного тепла +80С.
Изготавливают его из никеле-хромовой проволоки, которую внутри трубки заливают специальным сжатым порошком. Порошок — это оксид магния, который является хорошим изолятором электрического тока, но при этом обладает высоким показателем теплопроводности.
Лидер рынка нагревательных систем
Каждый производитель предлагает не один тип ТЭНа, но существует правило, по которому марка водонагревателя требует нагревательный элемент той же марки
Один из крупнейших представителей бытовой техники Аriston большое внимание уделяет комплектации водонагревателей
По техническим и эксплуатационным характеристикам различают несколько видов ТЭН для водонагревателя Аriston. Основное отличие этих элементов друг от друга такое:
- по конструктивным особенностям. Выпускают устройства прямой формы, используемые в вертикальных баках, и изогнутой, которые применяют в горизонтальных бойлерах;
- по способу крепления. В качестве крепёжной детали выступает гайка (1 или ¼) или фланец (диаметр 42, 48, 63, 72 мм);
- по мощности. Рабочая мощность колеблется от 1 до 4 кВт;
- по принципу функционирования. В основном это погружные ТЭН, но применяются и сухие.
Весь сортамент компании делится на 7 серий, каждая из которых имеет свои конструктивные особенности:
- RCA, изготовлены из меди с фланцевым типом крепления и рабочей мощность 1,5 кВт;
- RCT, изготовлены из меди, изогнутые, с латунным основанием. Есть модификации с гайкой и фланцем. Рабочая мощность — 1,% кВт;
- RCF для горизонтальных бойлеров с показателем мощности 2 кВт;
- RDT прямые, медные, гаечным креплением. Мощность колеблется от 1,2 кВт до 2 кВт;
- RTF отличает повышенной мощностью до 4 кВт, за счёт чего быстро прогревает большой объём воды;
- RNCA из нержавейки, имеют изогнутую форму. Используется для небольших по объёму водонагревателей и обеспечивают мощность 1,2 кВт;
- STEA MO относится к сухому типу. Его мощность не более 1,2 кВт.
Многие потребители продукции Аriston выделяют их плюсы, по сравнению с другими марками:
- высокое значение силы тока (25А) за счёт серебряного напыления;
- быстрый нагрев из-за высокой теплоотдачи;
- компактный размер;
- срок эксплуатации до 5 лет при соблюдений требований ухода;
- небольшая масса;
- простота монтажа.
Главным недостатком считается высокая цена и невозможность ремонта в случае поломки.
Схемы подключения ТЭН котла
Вариант 1. Схема подключения к однофазной сети
Обычно, три одиночных Тэна в такой конструкции, размещены так, что контакты от разных тэнов располагаются друг напротив друга.
Чтобы подключить ТЭН на 220 Вольт, нужно соединить три контакта от разных одиночных спиралей перемычкой и подключить их к рабочему нулю.
Три оставшиеся контакта нужно, также соединить и подключить к рабочей фазе. Это обеспечит одновременное включение всех тэнов в нагрев при подаче питания.
Однако так напрямую подключение не делают, и на каждый второй контакт тэна подключают на фазу после своего автомата или, что делается чаще, подключают от своей линии управления (автоматики).
Вариант 2. Трехфазное подключение
Если мы посмотрим на продающиеся тэны для котлов, то увидим, что почти все маркируются, как Тэны 220/380 Вольт.
Если у вас такой вариант тэна, и вы имеете возможность подключиться к трехфазному питанию 220 Вольт или 380 Вольт, то нужно использовать схемы подключения называемые «звезда» и «треугольник».
По схеме «звезда» 220 Вольт три фазы, нужно пермячкой соединить три контакта одиночных тэнов и подключить их рабочему нулю. На вторые свободные контакты подать по фазному проводу. Каждый одиночный тэн будет работать от 220 Вольт, независимо друг от друга.
По схеме «треугольник» 380 Вольт, нужно перемычками соединять контакты 1-6, 2-3, 4-5, у одиночных тэнов 1-2,3-4,5-6 и подавать на них фазные провода. Каждый одиночный тэн будет работать от 380 Вольт, независимо друг от друга.
Подключения по схеме «звезда».
Для примера представим схему «звезда», которая составлена из трех электронагревателей.
На второй вывод (2) каждого из нагревателей подана соответствующая фаза. Первые выводы (1) ТЭНов соединяются вместе с одновременным образованием общей точки, которую называют нулевая или нейтральная. Данный вид соединения нагрузки относится к трехпроводному.
Подключение по трехпроводному типу целесообразно использовать при рабочем напряжении 380 Вольт. Ниже предлагаем рассмотреть монтажную схему трехпроводного подключения ТЭНов в трехфазную электросеть. В данном случае подача и отключение напряжения происходит благодаря трехполюсным автоматическим выключателям.
В представленной схеме видно, что выводы расположенные с правой стороны электронагревателей подключаются к фазам А, В и С, а выводы расположенные слева соединены в нулевой точке. Между выводами, которые находятся справа и нулевой точкой рабочее напряжение равняется 220 Вольт.
Кроме описанной схемы можно использовать и четырехпроводную. При подключении по типу четырехпроводной схемы предполагается включение в сеть трехфазного типа нагрузки с напряжение в 220 Вольт. В указанном случае включение нулевой точки нагрузки соединяют с нулевой точкой источника питания.
В схеме представленной выше правые выводы трубчатых электронагревателей соединены с соответствующими фазами, а левые замкнуты в одной точке, которую подключают к нулевой шине источника питания. Между точкой нуля и выводами электронагревателей напряжение будет равняться 220 Вольт.
При необходимости полного отключения нагрузки от электросети используются автоматические выключатели «3+N» или «3Р+N». Такие автоматы включают и отключают все имеющиеся силовые контакты.
Законы, действующие при подключении нагревателей по типу «звезда»:
Выводы
При параллельном подключении ТЭНов напряжение на каждом нагревателе будет одинаковое, общая мощность равна сумме мощностей отдельных нагревателей и выход одного ТЭНа из строя не нарушит работы остальных.
При последовательном подключении нагревателей общее сопротивление будет складываться из значений сопротивления каждого отдельного ТЭНа, напряжение на каждый отдельный нагреватель будет рассчитываться по формуле Uобщ/количество нагревателей (для одинаковых ТЭНов), соответственно общая мощность уменьшается во столько раз, сколько ТЭНов в системе.
Одна из причин однозначного выбора заключается в том, что некоторые нагреватели не могут надежно работать при одном напряжении. Это связано с физическими размерами нагревателя, а также с параметрами мощности и напряжения. В основном нужно подбирать ТЭНы с оптимальным размером греющей спирали, чтобы не было необходимости в последовательном подключении нескольких нагревателей. Помните, что параллельно все нагреватели имеют одинаковое напряжение, но последовательно каждый нагреватель имеет одинаковый ток. По сути, вы можете подключить ТЭНы последовательно только тогда, когда у вас есть два нагревателя одинаковой мощности и напряжения, при этом их суммарная мощность будет меньше. В большинстве случаев ТЭНы подключаются параллельно.
Если у Вас остались вопросы, обращайтесь к нам по телефону или по электронной почте. Наши специалисты помогут вам с выбором нагревательных элементов и проконсультируют по вопросам их подключения. Мы производим промышленные нагреватели, ик излучатели а также комплектующие материалы к системам нагрева.
