Как подключить тен через автомат
Как подключить тэны на 220 отоплении. Подключение тэнов через термореле и пускатель
Об электрических котлах
Классическим электрическим котлом отопления, можно сказать котлом по умолчанию, тип которого не указывают, считаются электрокотлы с ТЭН нагревательными элементами.
ТЭН это аббревиатура трубчатого электрического нагревателя. Аналог, которого вы видите в электрическом чайнике со спиралью.
В зависимости от количества тэнов котла меняется их мощность. Так как тэны чаще стандартны, то мощности электрических котлов у разных производителей тоже стандартны. Это 6/9/12/14/18/21/24/28 кВт.
Стоит отметить, что понятие электрический котел, гораздо шире, чем только ТЭН котлы. Получили распространение индукционные и электродные котлы, которые также являются электрическими.
Предназначение ТЭНов
Для чего вообще нужны ТЭНы с терморегуляторами? На их основе проектируются автономные системы отопления, создаются бойлеры и проточные водонагреватели.
Например, ТЭНы монтируются прямо в батареи, в результате чего на свет появляются секции, способные работать самостоятельно, без отопительного котла. Отдельные модели ориентированы на создание систем антизамерзания – они поддерживают невысокую положительную температуру, препятствуя замерзанию и последующему разрыву труб и батарей.
В эту батарею встроен ТЭН с терморегулятором, с его помощью происходит отопление дома.
На основе ТЭНов создаются накопительные и проточные водонагреватели. Приобретение бойлера доступно далеко не для каждого человека, поэтому многие собирают их самостоятельно, используя отдельные комплектующие. Врезав ТЭН с терморегулятором в подходящую емкость, мы получим отличный водонагреватель накопительного типа – потребителю останется оснастить его хорошей теплоизоляцией и подключить к водопроводу.
ТЭНы для нагрева воды с терморегулятором необходимы не только для создания водонагревательного оборудования, но и для его ремонта – если нагреватель вышел из строя, покупаем новый и меняем. Но перед этим нужно разобраться в вопросах выбора.
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.
Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.
Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности
и
напряжения
, поэтому для обеспечения номинального режима работы их подключают к питающей сети с соответствующим напряжением. Согласно ГОСТ 13268-88 нагреватели изготавливаются на номинальные напряжения:
12
,
24
,
36
,
42
,
48
,
60
,
127
,
220
,
380 В
, однако наибольшее применение нашли ТЭНы рассчитанные на напряжение 127, 220 и 380 В.
Рассмотрим возможные варианты включения ТЭН в однофазную сеть.
2.1. Включение в розетку.
ТЭНы мощностью не более 1кВт (1000 Вт) можно смело включать в розетку через обычную штепсельную вилку, так как такой мощностью обладает основная масса электрических чайников и кипятильников, которыми мы разогреваем воду.
Через обычную вилку можно включить параллельно
два ТЭН, но у обоих нагревателей мощность должна быть не более 1 кВт (1000 Вт), так как при параллельном соединении их общая мощность увеличивается до 2 кВт (2000 Вт). Таким образом, можно включить несколько нагревателей, но их общая мощность должна составлять не более 2 кВт, а для включения в розетку необходимо использовать более мощную вилку.
Бывает ситуация, когда дома завалялись несколько нагревателей, рассчитанных на рабочее напряжение 127 В, выкинуть их рука не поднимается, а в домашнюю сеть не включишь. В этом случае нагреватели включаются последовательно
, что дает возможность подавать на них повышенное напряжение. При последовательном соединении двух нагревателей с напряжением 127 В их мощность остается прежней, а общее сопротивление увеличивается в два раза. Например, при включении двух нагревателей мощностью по 500 Вт их общая мощность составит 1000 Вт.
Однако в этой схеме есть один недостаток: если выйдет из строя любой из ТЭН, то работать не будут оба, так как разорвется электрическая цепь и прекратится подача питания.
Также надо помнить, что при последовательном соединении двух нагревателей с рабочим напряжением 220 В их общая мощность уменьшается
в два раза, так как из-за увеличения общего сопротивления каждый нагреватель будет получать около 110 В вместо положенных 220 В.
2.2. Включение через автоматический выключатель.
Будет на много удобнее, если на ТЭНы подавать напряжение с помощью автоматического выключателя. Для этого необходимо в домовом щитке предусмотреть автомат, или же автомат установить непосредственно рядом с нагревательным устройством. Подача и отключение напряжения будет осуществляться включением/выключением
Следующий вариант включения нагревателей осуществляется двухполюсным выключателем, что является наиболее предпочтительным, так как в этом случае фаза и ноль разрываются одновременно и ТЭН полностью отключается от общей схемы. Напряжение подается на верхние клеммы выключателя, а к нижним подключается нагреватель.
В этом случае заземляющий проводник
соединяют с корпусом ТЭНа или подключают на специальный винт, закрепленный на корпусе емкости. Рядом с таким винтом изображают знак заземления. Рассмотрим схему с дифавтоматом:
Защита с дифавтоматом работает следующим образом: при пробое изоляции нагревателя на его корпусе появляется фаза, которая используя наименьшее сопротивление «пойдет» по заземляющему проводнику РЕ
и создаст
ток утечки
. Если этот ток превысит уставку, то дифавтомат сработает и отключит подачу напряжения. Если в цепи произойдет
короткое замыкание
, то и в этом случае сработает дифавтомат и обесточит ТЭН.
При использовании УЗО между ним и нагревателем необходимо установить дополнительный однополюсный автомат, который в случае короткого замыкания отключит подачу напряжения на нагреватель и защитит УЗО от тока короткого замыкания. В случае пробоя изоляции УЗО отключит подачу напряжения.
2.3. Работа ТЭН в схемах регулирования температуры.
В схемах автоматического регулирования температуры питающее напряжение на электрические нагреватели подается через контакты пускателей, контакторов или термореле. В совокупности связка «нагреватель – термореле
» или «
нагреватель – термореле – контактор
» представляет собой самый простой регулятор температуры, который может использоваться для поддержания температурного режима в помещениях или жидких средах. Контактор применяют в схеме для размножения контактов и для коммутации мощной нагрузки, на которую не рассчитаны контакты термореле.
Термореле может работать в режимах «Нагрев
» или «
Охлаждение
», которые выбираются переключателем, расположенном на лицевой стороне реле. Работу ТЭН рассмотрим в режиме «
Нагрев
», так как именно этот режим используется наиболее часто.
Рассмотрим схему «нагреватель — термореле
и
А2А2
и левым выводом нагревателя.
А1
К1К1
соединен с правым выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам
Т1
и
Т2
.
разомкнут и напряжение на ТЭН не поступает. Как только температура опустится ниже заданного значения, от датчика придет сигнал и реле даст команду на замыкание контакта
К1
. В этот момент фаза через замкнутый контакт
К1
поступит на правый вывод нагревателя и нагреватель начнет нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал и реле разомкнет контакт
К1
и обесточит нагреватель.
Рассмотрим схему «нагреватель – термореле — контактор
Питающее напряжение 220 В подается на входные клеммы двухполюсного автоматического выключателя. С выхода автомата напряжение поступает на клеммы питания термореле А1
и
А2
. Ноль соединяется с клеммой термореле
А2
, выводом
А2
катушки контактора и нижним выводом нагревателя.
Фаза соединяется с клеммой термореле А1
и перемычкой перебрасывается на левый вывод контакта
К1
и постоянно присутствует на нем. Правый вывод контакта
К1
соединен с выводом
А1
катушки контактора и нижним силовым контактом контактора. Верхний силовой вывод контактора соединен с верхним выводом нагревателя. Датчик температуры подключается к клеммам
Т1
и
Т2
.
В исходном состоянии, когда температура окружающей среды выше заданного значения, контакт реле К1
разомкнут и на ТЭН напряжение не поступает. При опускании температуры ниже заданного значения от датчика приходит сигнал и реле замыкает контакт
К1
. Фаза через замкнутый контакт
К1
поступает на
нижний
вывод силового контакта и на вывод
А1
катушки контактора.
При появлении фазы на выводе А1
катушки срабатывает контактор, его силовые контакты замыкаются и фаза попадает на
верхний
вывод нагревателя и он начинает нагреваться. При достижении заданной температуры от датчика опять придет сигнал, реле разомкнет контакт
К1
и обесточит контактор, который в свою очередь обесточит нагреватель.
Вы также можете посмотреть ролик о нагревателях, где рассказывается и показывается работа каждой схемы.
Электрическое водонагревательное и отопительное оборудование получило большой спрос среди потребителей. Оно позволяет быстро организовать отопление и горячее водоснабжение с минимальными первоначальными затратами. Некоторые люди и вовсе создают такое оборудование самостоятельно, своими руками. А сердцем любого самодельного прибора становится ТЭН с терморегулятором.
Как правильно подобрать ТЭН и на что ориентироваться при его выборе? Параметров достаточно много:
Прочтя этот обзор, вы научитесь самостоятельно разбираться в ТЭНах с терморегуляторами и сможете выполнить их подключение.
На практике
Если вы покупаете готовый котел, а не собираете его самостоятельно, то у вас будет блок управления котла в котором будут клеммы для подключения электропитания.
Единственное, что вам нужно сделать, это правильно рассчитать сечение питающего кабеля и номинал автомата защиты для котла.
Я писал об этом в статьях Как подобрать кабель в электросети и Расчет сечения кабеля, автоматов защиты.
Кратко напомню, что эти расчёты проводятся по мощности котла с использованием таблиц 1.3 ПУЭ. Так как алюминий скоро будет возвращен в электромонтаж, приведу сводные таблицы по которым можно подобрать сечение кабеля по мощности прибора для медных и алюминиевых проводов (жил кабеля).
Также поможет такая таблица подбора сечения кабеля и устройства защиты для котлов Protherm Скат.
Как подключить ТЭН с терморегулятором
Теперь вы знаете, как и по каким параметрам выбираются нагреватели. Но как выполняется подключение? Для того чтобы подключить ТЭН с терморегулятором, необходимо выбрать провод с надежной изоляцией. Также уделяем внимание сечению – оно должно быть таким, чтобы провод смог обеспечить полноценное питание нагревателя и не расплавиться. Например, для нагревателя мощностью 3 кВт сечение провода должно составлять не менее 2,5 мм. Мы рекомендуем выбирать для подключения кабели с медными проводниками.
Не забудьте уделить внимание наличию УЗО – оно мгновенно отключит питание в случае неожиданного выхода ТЭНа из строя или короткого замыкания. УЗО необходимо ставить как можно ближе к самому нагревателю. Также следует обеспечить надежное соединение проводников с контактами ТЭНа (без «соплей» и хлипких контактов, которые могут искрить).
Регуляторы температуры в бытовых целях используют довольно широко, а регулируют они температуру буквально везде: от банального паяльника до микроклимата в доме.
Разные типы трубчатых электронагревателей (ТЭНы) могут подключаться к однофазной и трехфазной сети. Проводить подключение электронагревателя к трехфазной сети можно по одной из двух основных схем — «звезда» или «треугольник». Для равномерного распределения нагрузки на каждой фазе число ТЭНов должно быть кратным числу три.
Для трехфазных сетей используют нагреватели, у которых рабочее напряжение рассчитано на 220 и 380 Вольт.
Электроприборы с рабочим напряжением 220 Вольт подключают по схеме «звезда», а нагреватели, у которых напряжение 380 Вольт подключают к сети по схеме «звезда» и «треугольник».
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»:
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.
Схемы подключения ТЭНов типа ЗВЕЗДА и ТРЕУГОЛЬНИК
Трубчатые нагревательные элементы являются наиболее универсальным и подходящим промышленным нагревательным решением для широкого спектра применений. Трубчатые элементы имеют заводскую конфигурацию практически любой формы и размера. По запросу могут быть изготовлены нагреватели любого диаметры изгиба. Трубчатые элементы часто рассматриваются как основа всех нагревательных элементов. Им характерна прочная внешняя оболочка, которая помогает защитить технологический нагреватель от физических нагрузок, а высококачественные сплавы обеспечивают эффективную передачу тепла от резистивной катушки к теплоносителю.
В зависимости от характеристик, оболочки и формы, электрические трубчатые нагреватели используются в различных областях промышленного обогрева (теплопроводность, конвекция, радиационный нагрев), где для нагрева жидкостей, газов и твердых веществ требуются высокие температуры. Даже в стандартных заводских моделях трубчатых нагревателей доступны различные диаметры для регулировки плотности ватт, для обеспечения максимальной производительности и длительного срока службы. Высококачественный оксид магния в конструкции нагревателей используется для эффективной передачи тепла от резистивной катушки к вашему теплоносителю, будь то воздух, жидкость или твердое вещество. Радиусы изгиба разрабатываются с тщательной экспертизой, чтобы обеспечить оптимальную производительность при соблюдении «формы и функциональности» вашего приложения.
Преимущества трубчатых нагревателей и их использование:
Усовершенствованный механизм управления для точной передачи тепла и поддержания температуры
Компактный размер, который позволяет легко устанавливать, чистить, обслуживать и даже заменять нагреватель в случае повреждения, не занимая много времени
Доступны различные формы и размеры для каждой категории, специально разработанной с использованием надежной технологии для увеличения срока службы изделия
Все электронагреватели можно подключать и к однофазной и к трехфазной сети. Для подключения нагревательных элементов к трехфазной сети можно использовать одну из двух схем:
Для равномерного распределения электрической мощности и для нейтрализации эффекта «перекоса фаз», к каждой фазе должно быть подключено трехкратное число ТЭНов. Нагреватели при этом должны иметь напряжение питания 230 или 380 Вольт, соответствующее фазному напряжению линии в соответствии со схемой коммутации. Так ТЭНы с рабочим напряжением 230 Вольт подсоединяют по схеме «звезда», а нагреватели, напряжение которых рассчитано на нагрузку в 380 Вольт, соответственно треугольником.
Подключения по схеме «звезда»
В качестве наглядного примера предлагаем рассмотреть подключение схемы «звезда», где использовано три нагревателя. Данный вариант подходит для подсоединения к сети сухих трубчатых нагревателей с выводами в виде 4-х болтов и блоков ТЭН.
Данная схема предполагает подсоединение к соответствующей фазе каждого второго вывода нагревателя. Каждый первый вывод нагревателей соединены между собой, что способствует образованию общей точки, которая в свою очередь определяется, как нулевая. Соединённая нагрузка — трехпроводная.
Трехпроводное соединение используется для напряжения 380 Вольт. Далее предлагаем рассмотреть подключение ТЭНа в трехфазную сеть. Здесь включение и отключение напряжение осуществляется в автоматическом режиме за счет наличия трехполюсных выключателей.
Приведенная схема показывает, что контактные выводы электронагревателей, которые располагаются с правой стороны подключены к фазам А, В, С. Выводы расположенные слева соединены в общую нейтральную точку. Напряжение при работе нагревательных элементов между выводами расположенными справа и нулевой точкой составляет 230 Вольт.
Существует также метод подключения схемы «звезда» по четырехпроводному типу. Электронагреватели подключаются к трехфазной сети с напряжением 230 Вольт. Нулевая точка выводов нагревателя при этом соединена с нулевой точкой источника питания.
На имеющейся схеме видно, что правые выводы ТЭНов соединены с соответствующими фазами. Левые выводы замкнуты в единой точке, которая в свою очередь соединена с нейтральной шиной питающего источника. Между нулевой точкой и контактными выводами рабочее напряжение составляет 230 Вольт.
Для полного отключения нагрузки электросети используют автоматические выключатели «3+N» или «3Р+N». Такие автоматы позволяют переводить силовые контакты на рабочий авторежим. Чтобы подробней ознакомиться со схемой «звезда» на практике предлагаем рассмотреть подключение ТЭНов электрокотла.
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ТЭНОВ ЭЛЕКТРОКОТЛА
При подключении электрического котла могут использоваться разные схемы. На основе недавленого опыта представляем вашему вниманию подключение сухих трубчатых нагревателей по типу «звезда» с рабочим напряжением 230 Вольт к трехфазной сети. Сухие ТЭНы обладают высокой мощностью, поэтому провода питания должны с ними соединяться надежно. Здесь важно соблюдать схему подсоединения проводов к контактным выводам нагревателей строго по инструкции.
Подключая фазные провода к выводам электронагревателей следует в первую очередь накрутить гайку м4. После этого нужно наложить шайбу и одеть наконечник-кольцо питающего проводка. Далее опять накладывается шайба, а сверху на нее ложится пружинная шайба-гровер. Все это зажимается гайкой м4.
Провод, который будет подключен к нейтральной фазе, затягивается болтом м8. Он будет располагаться в перемычке между контактами отверстий нагревателя.
После подключения проводов следует провести заземление корпуса нагревателя и проводов подключения ТЭНа. Обычно у котлов для заземления с левой стороны у блока электронагревателей находится болт, к которому и следует подключать проводник заземления.
В качестве защитного заземлителя можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов или взять его с клеммы заземления управляющего блока.
После того как нагреватель электрокотла подключили, следует установить защитный кожух на блок теплообменника. С целью контроля температуры нагреваемой жидкости следует использовать термодатчик. Также можно установить датчик температуры воздуха. На панели блока управления для таких датчиков есть регуляторы с соответствующими маркировками. У каждого регулятора есть градуировка с кодовым обозначением температуры. Таким образом, вы сможете легко выставлять температуру для теплоносителя. Когда температура теплоносителя достигнет установленного уровня, датчик подаст сигнал и нагреватель автоматически отключится. Если же уровень температуры упадет ниже требуемых значений, по принципу того же отклика нагревательное устройство включится в работу и нагрев возобновится.
За счет наличия таких коммуникаций работа электрокотла практически полностью автоматизируется. Вам нужно будет только выставить все необходимые режимы настройки.
Температурный датчик для воды размещают внутри теплообменника в специально отведенном месте посадки. Также его можно монтировать самому, прицепив к отопительной трубе.
По этому же принципу действует и датчик температуры воздуха. Его просто устанавливают в помещении, где он измеряет общие термические значения воздуха.
Электрический котел будет прогревать теплоноситель до тех пор, пока воздух в помещении не достигнет нужных температурных значений.
Разные модификации котлов отличаются внутренней начинкой, дополнительными функциями, уровнем автоматики.… Не меняются лишь проводка, сечение кабеля, защита и вид сетевого подключения.
Подключение ТЭН по схеме «треугольник»
Данная схема подразумевает соединение выводов ТЭНа поочередно.
Схема подключения такого типа означает, что: вывод под номером 1 у первого нагревателя будет соединён с выводом №1 второго нагревателя; вывод №2 второго ТЭНа подключится к выводу №2 третьего нагревателя; от первого нагревателя вывод №2 подсоединится к выводу №1 третьего ТЭНа. При соблюдении указанной схемы в итоге должно получиться три плеча — «а», «б», «с». На каждое плечо будет подана своя фаза:
Мощность нагревателей и их температурная подача зависимо от схемы подключения ТЭНа
Выбирая нагреватель, покупатель в первую очередь обращают внимание на его мощность. Техническая практика же показывает, что при постоянном подключении к определенной сети, когда не используются трансформаторы, показатели мощности зависят только от электросопротивления резистивного элемента, который находится в самом нагревательном устройстве. Зависимость определена формулой:
I – ток, протекающий по резистивному элементу.
По той причине, что ток, проходящий по спирали зависим только от напряжения, приложенного к концам и собственного электросопротивления (R) конкретного участка спирали, формулу можно упростить:
Из этого можно сделать вывод, что в условиях постоянного напряжения мощность будет повышаться только тогда, когда сопротивление будет падать.
Подключение нагревательного блока по схеме звезда и треугольник
Существуют нагреватели, которые производятся сразу для трехфазной сети, например, нагревательные элементы или нагреватели из карбида кремния в форме буквы W. Способ их подключения зависит от расчетного напряжения по схеме «звезда» или «треугольник». При подключении по схеме «треугольник» это означает подключение трех нагревательных блоков, в которых сопротивление равно и на каждое из них подается напряжение 380 вольт. Схема «звезда» с наличием нейтрального провода подробно описана выше и предназначена для подачи 220 вольт каждому потребителю. Нулевой провод необходим для подключения потребителей с различным электрическим сопротивлением.