Схемы подключения тэн к электрической сети. Как правильно поменять тэн на котле отопления или врезать в систему отопления Как подключить тен тремя выходами напрямую

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко используются для нагрева воды, воздуха и других жидкостей и газов в промышленности и в бытовом применении.
ТЭНы обычно подключают с помощью температурного реле для обеспечения автоматического отключения при достижении требуемой температуры.

Рассмотрим подключение трехфазного ТЭНа через магнитный пускатель и тепловое реле.

Рис. 1
ТЭН подключается через один трехфазный с нормально замкнутыми контактами МП(Рис. 1). Управляет пускателем термореле ТР, управляющие контакты которого разомкнуты при температуре на датчике ниже заданной. При подаче трехфазного напряжения контакты пускатели замкнуты и происходит нагрев ТЭНа, нагреватели которого включены по схеме «звезда».

Рис. 2
При достижении заданной температуры, тепловое реле отключает питание нагревателей. Таким образом, реализуется простейший регулятор температуры. Для такого регулятора можно применять термореле РТ2К (Рис. 2), а для пускателя – контактор третьей величины с тремя группами на размыкание.

РТ2К представляет собой двухпозиционное (работающие на включение/отключение) термореле с датчиком из медного провода с диапазоном установления температуры от -40 до +50°С. Конечно, использование одного теплового реле не позволяет достаточно точно поддерживать требуемую температуру. Включение каждый раз всех трех секций ТЭНа приводит к лишним энергопотерям.

Рис. 3
Если реализовать управление каждой секцией нагревателя через отдельный пускатель, связанный со своим термореле (Рис. 3), то можно осуществить более точное поддержание температуры. Итак, имеем три пускателя, которыми управляют три термореле ТР1, ТР2, ТР3. Температуры срабатывания выбраны, допустим как t1

Рис. 4
Реле-датчики температуры обеспечивают коммутацию исполнительной цепи до 6А, при напряжении 250В. Для управления магнитным пускателем таких величин более чем достаточно (Например, ток срабатывания контакторов ПМЕ составляет от 0,1 до 0,9 А при напряжении 127 В). При прохождении переменного тока через катушку якоря возможно низкое гудение промышленной частоты 50 Гц.
Существуют термореле, управляющие токовым выходом с величиной тока от 0 до 20 мА. Также часто тепловые реле питаются от постоянного тока низкого напряжения (24 В). Для согласования такого выходного тока с низковольтными (от 24 до 36 В) катушками якоря пускателя может применяться схема согласования уровней на транзисторе (Рис. 5)

Рис. 5
Данная схема работает в ключевом режиме. При подаче тока через контакты термореле ТР через резистор R1, на базу VT1 происходит усиление тока и включение пускателя МП.
Резистор R1 ограничивает токовый выход теплового реле для предотвращения перегрузки. Транзистор VT1 выбирают исходя из максимального тока коллектора, превышающего ток срабатывания контактора и напряжения на коллекторе.

Произведем расчет резистора R1 на примере.

Допустим для управления якорем пускателя достаточно постоянного тока в 200мА. Коэффициент усиления транзистора по току составляет 20, значит, управляющий ток базы IБ должен поддерживаться в пределах до 200/20 = 10 мА. Тепловое реле выдает максимум 24В при силе тока в 20мА, что вполне достаточно катушке якоря. Для открытия транзистора в ключевом режиме относительно эмиттера должно поддерживаться напряжение на базе в 0,6 В. Примем, что сопротивление перехода эмиттер-база открытого транзистора пренебрежительно мало.

Значит, напряжение на R1 составит 24 – 0,6В = 23,4 В. Исходя из полученного ранее тока базы получаем сопротивление: R1 = UR1/IБ=23,4/0,01 =2,340 Ком. Роль резистора R2 — не допускать включение транзистора от помех при отсутствии управляющего тока. Обычно его выбирают в 5-10 раз больше чем R1, т.е. для нашего примера будет составлять примерно 24 КОм.
Для промышленного использования выпускаются реле-регуляторы, реализующие температуры объекта.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева сосуда и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

1. 625 Вт
2. 933 Вт
3. 1,25 кВт
4. 1,6 кВт
5. 1,8 кВт
6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I - сила тока в амперах.

P - мощность в ваттах.

U - напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

R = U / I, где

R - сопротивление в Омах

U - напряжение в вольтах

I - сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U2 / R где,

P - мощность в ваттах

R - общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

В таблице 1.1 приведены значения для последовательного соединения ТЭНов.

Таблица 1.1

В таблице 1.2 приведены значения для параллельного соединения ТЭНов.

Таблица 1.2

2017-09-11 Евгений Фоменко

Подключение ТЭНов электрического котла

Первое, на что необходимо обратить внимание — это номинальная мощность ТЭНа. Установив устройство с низкой мощностью, вы будете недополучать тепловую энергию, расходуя при этом большое количество электричества. А установив недопустимо высокую мощность есть большая вероятность постоянного перегрева устройства, а возможен и взрыв.

Что касаемо его расположения, он должен быть полностью погружен в воду, а иначе он будет перегреваться, как правило, его устанавливают в нижней части радиатора. Это дает возможность изолировать его от мест, где скапливается воздух. Для того, чтобы он прослужил дольше и на нем скапливалось меньше налета, который приводит к значительной потери КПД, а также к коррозии, нужно использовать дистиллированную жидкость.

Очень важно, когда вы будете врезать ТЭН или блок ТЭНов в систему отопления, качественно выполнить герметизацию торцевых стыков, поскольку, если жидкость попадет на нагревательный элемент (спираль), возникнет угроза для жителей дома. Рассмотрим вариант подключения к электрическим сетям с различным количеством фаз.

Если у вас одна фаза, зачастую этот вариант наиболее характерен для дач или старых построек, необходимо установить предохранитель. Она характерна наличием двух проводников: фазы и ноля. Существует два метода подключения — параллельно или последовательно, разница состоит в делении исходного напряжения между составляющими.

Чаще подключение выполняют параллельным методом, чтобы минимизировать потери полезной энергии. Последовательная схема используется крайне редко, так как она предполагает потери энергии. Для любой из выбранных схем необходимо выбирать провод с большим сечением, поскольку на него будет большая нагрузка.

Подключение к трем фазам — первый метод это так называемая звезда, предполагает подпитку от сети в 220 В при наличии подведенного из щита нулевого провода. Используется одна перемычка, подключаемая к нулю, а остальные три свободных конца присоединяют к фазам.

Треугольное подключение, приходящее напряжение в данном случае 380 В. Подключив сюда ТЭНы, предусмотренные для использования на 220 В, рискуете их испортить, поскольку они сгорят. Разница между треугольником и звездой заключается в отсутствии нулевого проводника.

Врезка ТЭНов в систему отопления дома

Если вы хотите заменить или найти резервный источник тепла вашему твердотопливному котлу,такому как, например, Дон, Купер, Эван, Бренерам Акватэн либо Теплодар, подобный вариант подойдет отлично, поскольку он не очень трудоемкий и затратный в финансовом плане.

При проведении подобной процедуры соблюдайте меры безопасности, поскольку любые мероприятия с использованием электрической энергии крайне небезопасны.

Рассмотрим более детально, как подключить ТЭНы на котле. При использовании его, как резервного метода нагрева, помните об изменениях уровня напора, для его выравнивания рекомендуется использовать насос.

Рассмотрим поэтапно, как установить подобное устройство:

Затем заполните систему жидкостью, при помощи крана Маевского спустите скопившийся воздух. Используя тестер, проверьте, что ТЭН изолирован от батареи во избежание поражения электрическим током, если все же пробой присутствует, проверьте исправность нагревательного элемента. Если у него нарушена изоляция, нужно поменять ее. Затем выполните установку повторно.

Расчет мощности и разновидности ТЭНов

Существует общепринятая формула, при помощи которой можно правильно рассчитать необходимую мощность, вычисления выполняется оперируя тем, что на обогрев 10 м2 площади комнаты затрачивается 1 Квт энергии... Выглядит она следующим образом:

Р=0,0066*m*(T1-T2)/t, где

m — это объем нагреваемой жидкости,

t1 — конечная температура жидкости, градусы Цельсия,

t2 — начальная температура жидкости,

t — период за который нагревается жидкость, мин.

Р — мощность нагревательного элемента.

Попробуем произвести расчет для алюминиевой батареи из 6 секций, объем вмещаемой жидкости около 4 литров. Необходимо за 15 минут подогреть радиатор с 15 градусов до 60. Выполняем расчет:

Р=0,0066*4 (60-15)/15=0,792, таким образом мощность должна составлять 0,8 кВт.

Видео о подключении ТЭНа к одно- и трехфазной сети:

Регуляторы температуры в бытовых целях используют довольно широко, а регулируют они температуру буквально везде: от банального паяльника до микроклимата в доме.

Монтаж системы «термореле-пускатель-нагреватель»

Начну объяснение с подключения системы «теплофон» к трехфазной сети по следующей схеме.

Между нулевым проводом сети и первой фазой последовательно включаются терморегулятор Т1 и катушка пускателя К1. Элементы нагревателя R1-R15 подключаются равномерно между нулевым проводом и каждой из фаз сети через нормально разомкнутые контакты пускателя К1.1 — К1.3. Пускатель, в данном случае, был выбран марки АВВ 20-40, 4р.

Работает такая схема так:

Когда температура контролируемого помещения приближается к порогу включения термореле (нижняя уставка), последнее срабатывает и своими контактами подключает к сети питания нагревательные элементы (ТЭНЫ) обогревателя.

После того, как температура помещения достигает верхней уставки, термореле отпускает, отключая питание пускателя, который, в свою очередь, обесточивает нагреватели.

Существует множество всевозможных вариантов исполнения термореле, в том числе и совсем миниатюрные варианты, однако, их максимальная коммутируемая мощность довольно невелика (не более пары киловатт), а подключать к ним напрямую можно и того меньше (из соображения наличия запаса мощности).

Самым идеальным вариантом для управления ТЭНами можно назвать такой вариант, при котором «термушка» будет через небольшой электронный блочок управлять магнитным пускателем (например, типа ПМЕ), который, в свою очередь займется управлением нагревателями, мощность которых может запросто превышать 1500 ватт.

Работает такая схемка следующим образом.
При срабатывании терморегулятора, сигнал от него поступает на мощный транзисторный ключ, выполненный на основе биполярного транзистора, в коллекторную цепь которого подключено электромагнитное реле (к примеру, РЭС-9).

Питается схема от нестабилизированного источника, собранного не трансформаторе Т1 и выпрямителе VD1-VD4.

Реле, срабатывая, подает питание на пускатель ПМЕ, который, в свою очередь, своими нормально открытыми контактами К2.1 и К2.2 подает питание на нагревательные элементы.

Вся схема запитывается через FU1.

После сборки блока регулировки-коммутации необходимо, в первую очередь, проверить правильность монтажа, лишь после этого приступать к настройке всей системы. При безошибочно собранной системе не требуется никаких наладочных работ.

После этого можно начинать настройку его.

Единственное, что надо будет сделать, чтобы правильно настроить систему, выставить уставку опорного напряжения компаратора (устройства сравнения) на выводе 2 устройства, соответствующую необходимой температуре срабатывания. С этой целью придется немного посчитать.

Допустим, что нам необходимо поддерживать температуру помещения в районе +22 градусов Цельсия. В этом случае необходимо перевести значение температуры в шкалу Кельвина, после чего полученное умножить на 0,01 В. В результате этих вычислений и получится значение опорного напряжения, являющееся, одновременно, уставкой температуры (273,15+22)*0,01=2,9515 В.

Надеюсь, моя статья пролила свет на некоторые непонятки этой темы.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад, если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Поэтому, для такого "прожорливого" потребителя электроэнергии как электрокотел, от стабильной работы которого зимой зависит очень многое, важно сделать правильную электропроводку, подобрать надежную защитную автоматику и верно выполнить подключение.

Чтобы лучше понимать принцип подключения котла, необходимо знать из чего он обычно состоит и как работает. Речь пойдет о самых распространённых, ТЭНовых котлах, сердцем которых являются Трубчатые ЭлектроНагреватели (ТЭН) .

Проходящий через ТЭН электрический ток разогревает его, этим процессом управляет электронный блок, следящий за важными показателями работы котла, с помощью различных датчиков. Также электрокотел может включать циркуляционный насос, пульт управления и т.п.

В зависимости от потребляемой мощности, в быту обычно используются электрокотлы рассчитанные на питающее напряжение 220 В - однофазные или 380 В - трехфазные.

Разница между ними простая, котлы на 220В редко бывают мощнее 8 Квт , чаще всего в отопительных системах используются приборы не более чем на 2-5кВТ, это связано с ограничениями по выделенной мощности в однофазных питающих линиях домов.

Соответственно электрокотлы на 380В бывают более мощными и могут эффективно отапливать большие по площади дома .
Схемы подключения, правила выбора кабеля и защитной автоматики для котлов на 220В и 380В различаются, поэтому мы рассмотрим их раздельно, начнем с однофазных.

Схема подключения электрокотла к электросети 220 В (однофазного)

Как видите, питающую линию котла на 220 В защищает дифференциальный автоматический выключатель, совмещающий в себе функции автоматического выключателя (АВ) и . Так же, в обязательном порядке к корпусу устройства подключается заземление.

ТЭН или ТЭНы (если их несколько) в таком котле рассчитаны на напряжение 220В , соответственно к одному из концов трубчатого электрического нагревателя подключается фаза, а к другому ноль.

Для подключения котла требуется проложить трехжильный кабель (Фаза, Рабочий ноль, Защитный ноль - заземление).

Если же вам не удалось найти подходящий дифференциальный автоматический выключать или просто он слишком дорог в выбранной вами линейке защитной автоматики, его всегда можно заменить связкой Автоматический выключатель (АВ) + Устройство защитного отключения (УЗО), в таком случае схема подключения однофазного котла к электросети выглядит так:

Теперь осталось выбрать кабель нужной марки и сечения и номиналы защитной автоматики, для правильной электропроводки к электрокотлу.

В выборе необходимо отталкиваться от мощности будущего котла, а лучше всего рассчитывать с запасом, ведь в будущем, реши вы поменять котел, выбрать старшую модель (более мощную) вы уже не сможете, без серьезной переделки проводки.

Не буду загружать вас лишними формулами и расчетами, а просто выложу таблицу выбора кабеля и защитной автоматики в зависимости от мощности однофазного электрокотла 220 В. При этом в таблице будут учтены оба варианта подключения: через дифференциальный выключатель и через связку Автоматический выключатель + УЗО.

Для прокладки будут указаны характеристики медного кабеля марки ВВГнгLS, минимально допустимого ПУЭ (правилами устройства электроустановок) для использования в жилых зданиях, при этом расчеты сделаны для трассы от счетчика до электрокотла длинной 50 метров, если у вас это расстояние больше, возможно потребуется корректировка значений.

Таблица выбора защитной автоматики и сечения кабеля по мощности электрокотла 220 В

Устройство защитного отключения (узо) всегда выбирается на ступень выше стоящего с ним в паре автоматического выключателя, если же вам не удается найти УЗО необходимого номинала, можете взять защиту следующей ступени, главное не брать ниже положенного.
Особых сложностей и разночтений при подключении элекрокотла на 220В обычно не возникает, переходим к трехфазному варианту.

Общая электрическая схема подключения электрокотла 380 В, выглядит следующим образом:

Как видите, линия защищена трехфазным автоматическим выключателем дифференциального тока, к корпусу котла обязательно подключено заземление.

Как обычно, по традиции, выкладываю схему подключения трехфазного электрокотла со связкой автоматический выключатель (АВ) плюс устройство защитного отключения (УЗО) в цепи, которая нередко бывает дешевле и доступнее Диф. автомата.

Выбор номиналов защитной автоматики и сечения кабеля для трезфазных электрокотлов различной мощности удобно делать по следующей таблице:

В трехфазных электрокотлах обычно установлено сразу три ТЭНа, бывает и больше. При этом практически во всех бытовых котлах каждый из трубчатых электронагревателей рассчитан на напряжение 220 В и подключён следующим образом:

Это так называемое подключение «звезда» , для этого случая и подводится к котлу нулевой проводник.

Сами ТЭН подключаются к сети следующим образом: перемычкой соединены по одному из концов каждого из трубчатых электронагревателей, к оставшимся трем свободным поочередно подключаются фазы: L1, L2 и L3.

Если же в вашем котле стоят ТЭН, рассчитанные на напряжение 380 В, схема их соединения совершенно другая и выглядит она так:

Такое подключение ТЭН электрокотла называется «треугольник» и при одинаковом напряжении 380 В, как в предыдущем способе «Звезда», мощность котла значительно увеличивается. Нулевой проводник при этом не требуется, подключаются лишь фазные провода, электрическая схема подключения при этом соответственно выглядит вот так:

Не отступайте от схем подключения допустимых для вашего электрокотла , если там стоят ТЭН на 220В при трехфазном подключении, не переделывайте схему на «треугольник». Как вы понимаете, теоретически их можно переподключить и получить на ТЭН напряжение 380 В, соответственно и повышение их мощности, но при этом они у вас скорее всего просто сгорят.

Как определить правильную схему подключения ТЭН звездой или треугольником и, соответственно, на какое напряжение они рассчитаны?

Если утеряна инструкция по подключению вашего электрокотла или просто нет возможности к ней обратиться, определить правильную схему подключения в бытовых условиях можно так:

1. В первую очередь осмотрите клеммы ТЭН, скорее всего производителем контакты уже подготовлены под определенную схему. Так, например, для подключения «звездой» и ТЭНах на 220В, три клеммы будут объединены перемычкой.

2. Само наличие нулевой клеммы - «N», свидетельствует о том, что ТЭН на 220 В и подключать их требуется по схеме «Звезда». При этом её отсутствие, вовсе не означает, что ТЭН на 380 В.

3. Самый же надежный вариант узнать наряжение ТЭН - это посмотреть маркировку , указанную либо на фланце, к которому закреплены трубчатые электронагреватели

Либо на самом ТЭН в обязательном порядке выдавливаются его параметры:

Если же у вас не получается наверняка узнать напряжение, на которое расчитан ваш электрический котел и схему подключения его ТЭН, а подключить «очень надо», советую использовать схему «Звезда». При этом варианте, если Тэн окажутся расчитаны на 220 В, они будут работать в штатном режиме, а если на 380 В, то просто будут выдавать меньшую мощность, но главное не сгорят.

Вообще, случаи бывают разные, и все их охватить в формате одной статьи очень тяжело , поэтому обязательно пишите в комментариях свои вопросы, дополнения, истории из личного опыта и практики, это будет полезно многим!