Как подключить тэн к розетке

Обновлено: 26.04.2024

Подключения электрокотла к электросети 220/380В

Электрокотел, установленный в системе отопления, зачастую является самым энергоёмким устройством во всем доме, более того, его потребляемая мощность нередко выше, чем у всего остального электрооборудования помещений вместе взятого.

И это не удивительно, ведь даже негласное правило выбора котла для дома гласит, что 1кВт (киловатт) мощности, требуется для обогрева 10 квадратных метров дома. Следуя ему, для отопления относительно небольшого (по современным меркам) дома в 100кв.м., потребуется электрокотел мощностью 10кВт.

Конечно, это правило общее, в реальных же условиях, при выборе мощности котла, учитывается множество факторов, но в целом, ориентировочные, средние требования к котлу правило отражает верно.

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 Устройства защитного отключения (УЗО) . 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 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.

Схема подключения электрокотла к электросети 380 В (трехфазного)

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

Подключение тэнов звезда - треугольник. Области применения

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»:

Между каждой фазой и нулем напряжение всегда будет составлять 220 Вольт. К каждой ветви «звезды» можно подключить несколько нагревательных устройств, которые будут между собой соединяться в последовательном либо параллельном порядке. Суммарная мощность соединения вычисляется из суммы мощностей трех веток Мощность каждой отдельной ветви должна быть такой же, как и у других ветвей.

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»:

Между любыми двумя фазами напряжение всегда равно 380 Вольт. К каждой ветви можно подсоединить несколько трубчатых нагревателей, которые будут между собой соединяться в последовательном либо параллельном порядке. Мощность каждой ветви должна иметь одинаковые значения. Общая суммарная мощность складывается из показателей мощности всех трех ветвей. Напряжение на всех схемах указано при включении в трехфазную сеть с напряжением 380 Вольт.

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.

Как подключить тэны на 220 отоплении. Подключение тэнов через термореле и пускатель

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.

Также на базе ТЭНов создаются накопительные водонагреватели наливного типа . Фактически, это емкость с водой, наполняемая вручную. ТЭНы встраиваются и в баки летнего душа, обеспечивая нагрев воды до заданной температуры в плохую погоду.

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.

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.

Схемы включения ТЭН в однофазную сеть.

Трубчатые электронагреватели рассчитаны на конкретное значение мощности

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.

Если электрический нагреватель используется для нагрева воды и в доме , то для защиты от поражения электрическим током в случае пробоя изоляции нагревателя есть смысл или дифавтомат.

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.

На этом пока закончим, а во второй части рассмотрим . Удачи!

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:

Потребляемая мощность;
Размеры и форма;
Наличие встроенного терморегулятора;
Наличие защиты от коррозии.

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.

Подключение ТЭНа к электрической сети: схема подключения

Трубчатые электронагреватели или ТЭНы могут подсоединяться к однофазной или трехфазной электрической цепи. Они преобразуют электрическую энергию в тепловую для нагрева внешней среды, их используют в различных нагревательных приборах промышленного и бытового типа. Каждый электронагреватель рассчитывается под определенные значения напряжения и мощности, поэтому его подключение к сети должно соответствовать заданным параметрам. Подключение может проводиться по последовательной и параллельной схеме.

Параллельное подключение ТЭНов к источнику питания

Такой вариант соединения выгодный, так как при выходе одного нагревателя из строя все остальные будут продолжать стабильно работать. Параллельное соединение строится на следующих принципах:

Напряжение каждого ТЭНа должно быть равно значению напряжения в сети. Например, если к источнику тока с напряжением 220 Вольт подключается три ТЭНа, то каждый из них должен быть рассчитан именно на такое значение.
Суммарная мощность равняется общей мощности всех подключенных к системе нагревателей. Она рассчитывается по формуле Pобщ=U2/Rобщ, где Pобщ – это общая мощность, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления в электрической цепи.

Такая схема подключения ТЭНа позволяет увеличить мощность нагрева, но суммарная величина не должна превышать допустимое значение.

Последовательное подключение ТЭНов

При последовательном варианте подключения вся цепь будет отключена, как только один из нагревателей перестанет работать. Сборка электрической цепи осуществляется в соответствии со следующими принципами:

Сопротивление цепи представляет собой общее сопротивление всех подсоединенных нагревателей.
Если сопротивление у нагревателей одинаковое, то напряжение представляет собой суммарное напряжение всех устройств, поделенное на их количество.
Мощность сборки рассчитывается по формуле Pобщ=Uобщ2/Rобщ, где Pобщ – это общее суммарное значение мощности, U – напряжение, а Rобщ – общее значение сопротивления.

Последовательная схема подключения ТЭНа позволяет, например, подключить к розетке 2 нагревателя, рассчитанных на мощность 127В. В результате сопротивление двукратно возрастает, повышается интенсивность нагрева. Если по такой схеме к сети подключается 2 нагревателя мощностью 220В, то, ввиду увеличения общего сопротивления, каждый из них будет работать только с мощностью 110В.

Подключение с использованием выключателя

Для надежности работы ТЭНов в электросети дома или квартиры в домовом щитке лучше установить автомат – он может быть подключен непосредственно рядом с прибором. Наиболее оптимальным является вариант с установкой двухполюсного выключателя: при отклонении от рабочих параметров он сразу выключает фазу и ноль, в результате ТЭН полностью отсоединяется от электросети.

Если в доме предусмотрено заземление, то необходимо предотвратить поражение электротоком при повреждении изоляции. Для этого рекомендуется подключить ТЭН через УЗО или дифавтомат. Такая защита будет работать по следующей схеме: если изоляция нарушится, то на корпус подается фаза, которая по принципу наименьшего сопротивления пойдет по заземляющему проводнику. Дифавтомат среагирует и отключит подачу тока на устройство. Также при наличии короткого замыкания автомат отключится, чтобы не допустить возгорания.

Подключение для регулировки температуры

В автоматизированных схемах ТЭНы подключаются через реле, что позволяет регулировать нагрев и менять температурный режим среды. В систему устанавливается температурный датчик, который реагирует на изменения в рабочей среде. Когда температура достигает требуемого значения, реле включает нагреватель и обеспечивает повышение температуры. Автоматизированная схема позволяет не контролировать работу устройства и не включать его вручную.

Как рассчитать мощность нагревателя (расчет тэна)

Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) широко распространены в системе отопления. Они представляют собой тонкостенные металлические трубки, в которые помещены спирали из материала с высоким сопротивлением. При подаче электрического тока спираль нагревается, тепло передается на корпус и используется для повышения температуры внешней среды.

Формула расчета мощности

Один из важных вопросов при выборе нагревателя для отопления – расчет мощности. От этого параметра во многом зависит энергоэффективность отопительной системы. Избыточная мощность приводит к повышенным затратам электроэнергии, а также к перегрузке электросети, что может стать причиной возгорания. Если же она будет недостаточной, то устройство окажется неэффективным для поддержания требуемого температурного режима.

Расчет ТЭНа ведется по формуле Рм=0.0011*м(Т2-Т1)/t, где Рм – значение расчетной мощности, Т1 – стартовый температурный уровень, Т2 – итоговая температура теплоносителя в системе, а t – время для нагрева до оптимального уровня.

Приведем пример расчета требуемой мощности для нагрева с помощью ТЭНов 6-секционного алюминиевого отопительного радиатора. Расчет будет вестись следующим образом:

В паспорте модели радиатора нужно посмотреть объем теплоносителя. Допустим, он составляет 3 литра.
Предполагается, что теплоноситель нужно прогреть от 20 до 80 градусов. Расчетное время прогрева – 10 минут.
Проведем расчет по формуле с подстановкой значений Рм=0.0066*3(80-20)/10 = 1,118.

То есть, для выполнения поставленных условий потребуется установить ТЭН, мощность которого составит примерно 1,2 кВт. Если меняются исходные условия, то изменится и требуемое значение мощности.

Расчет мощности ТЭНа по площади помещения

Расчет ТЭНа также можно проводить с учетом площади помещения. Так, для обогрева 10 квадратных метров пространства потребуется 1 кВт тепловой энергии. Соответственно, если нужно обогреть с помощью ТЭНа кухню площадью 6 квадратов, то потребуется нагреватель мощностью 0,6 кВт. Однако это только приблизительный расчет, в котором не учитываются факторы потери тепла. На показатели будут влиять следующие параметры:

Количество и размер окон, тип установленных рам. Герметичные пластиковые окна дают минимум теплопотерь, а через деревянные рамы будет уходить большое количество тепла.
Наличие теплоизоляции помещения. Теплоизоляционный слой позволяет значительно снизить расход электроэнергии для обогрева.
Высота потолка. Чем выше помещение, тем больше энергии потребуется для его полноценного обогрева.

Если тщательно утеплить помещение, то можно будет установить нагревательные приборы меньшей мощности и ежегодно экономить на отоплении.

Преимущества использования ТЭНов для обогрева

ТЭНы для радиаторов могут использоваться для создания системы автономного обогрева, если дом не подключен к централизованному источнику теплоснабжения. Также его можно использовать в качестве дополнительного или аварийного обогревателя: он будет обеспечивать нагрев теплоносителя при перебоях с подачей тепла.

Трубчатые электронагреватели стали пользоваться популярностью по нескольким причинам:

Высокая эффективность и экономичность – приборы передают тепловую энергию теплоносителю напрямую с минимумом потерь.
Простота монтажа – ТЭНы доступны для подключения без специальных навыков.
Компактные размеры – устройства занимают минимум места.
Безопасность – можно подобрать прибор с датчиком контроля, а также подключить его в электрощитке через автомат. Если возникнет повреждение изоляции или короткое замыкание, то устройство автоматически отключит ТЭН от электросети.
Возможность регулирования температуры теплоносителя – это дает возможность экономить электроэнергию и поддерживать комфортную температуру.

Однако если ТЭН является единственным источником тепла, то он потребляет много электроэнергии. При этом его использование более безопасно, чем применение газовых горелок и угольных печей в загородных домах. Если подключить его только как резервный источник тепла, то он защитит батареи от перемерзания при внезапных перебоях с подачами тепловой энергии. Точный расчет мощности позволит минимизировать энергозатраты.

Устройство и схемы подключения ТЭН

Трубчатые электронагреватели стали одними из самых широко распространённых устройств, предназначенных для преобразования электрической энергии в тепловую. Они повсеместно используются в бойлерах, отопительных котлах, стиральных и посудомоечных машинах, а также других разновидностях бытовой техники и промышленного оборудования. Рассмотрим подробнее устройство и схемы подключения ТЭН, чтобы разобраться, как он должен работать в электросети.

Устройство трубчатого электрического нагревателя

ТЭН представляет собой нагревательный элемент, состоящий из трубчатого корпуса, заполненного инертным материалом, и проходящей через него нихромовой спирали. Этот материал обладает высоким электрическим сопротивлением, поэтому при прохождении через него электрического тока спираль начинает сильно нагреваться. Тепловая энергия передается на корпус, обладающий высокой теплопроводностью, и уже от него нагревается рабочая среда.

Тонкостенная оболочка ТЭНа может быть выполнена из латуни, меди и других материалов, ее основная задача – обеспечивать герметичность и эффективно передавать тепло окружающей среде. Поскольку она напрямую контактирует с водой, необходимо позаботиться о ее защите от образования накипи.

Нихромовая спираль изолирована от корпуса специальным спрессованным наполнителем – обычно в этой роли выступает кварцевый песок, оксид магния или корунд. Торцевые части корпуса дополнительно герметизируются специальным лаком, чтобы исключить проникновение воды в корпус. Концы нагревательной спирали соединены с металлическими выводами, через которые на нее подается напряжение.

Чтобы исключить пробой на корпус, выводы прочно зафиксированы с использованием керамических изоляторов. Выводы имеют резьбовые концы, к ним подключаются провода и фиксируются шайбами с гайками. Управление мощностью ТЭНа осуществляется с помощью термостата, который отвечает за поддержание стабильного температурного уровня.

Варианты подключения ТЭНа

Самая простая электрическая схема управления ТЭНом своими руками подходит для устройств, мощность которых не превышает 1 кВт (1000 Вт). Такие приборы могут просто включаться в обычную бытовую розетку с помощью штепсельной вилки. Именно такой мощностью обладают нагревательные элементы, которые используются в электрочайниках, кофеварках и другой мелкой бытовой технике.

Если требуется собрать схему более высокой мощности, возможны следующие варианты подключения:

Параллельное соединение ТЭНов, суммарная мощность которых не должна превышать 2 кВт. В этом случае нужно использовать более мощную вилку, так как она будет испытывать более высокую нагрузку.

Последовательное подключение ТЭНов. Если включаются два ТЭНа с мощностью у каждого в 500 Вт, их суммарная мощность составит 1 кВт. У такой схемы есть важный минус: если перестанет работать один нагреватель, то выйдет из строя вся цепь. К тому же, при последовательном подключении общая мощность снижается в два раза: если были подключены два нагревателя с рабочим напряжением 220 В, то каждый из них бует получать только половину этого значения.

Комбинированное соединение ТЭНов. В этом случае используется и последовательный, и параллельный тип подключения. В этом случае для одного участка цепи будут действовать правила последовательного подключения, а для второго – параллельного. Выглядит такая система следующим образом:

Чтобы предотвратить возможные аварийные ситуации, нагревательный элемент рекомендуется устанавливать вместе с защитным автоматом. Он монтируется в домовом щитке или подключается непосредственно возле работающего устройства. При возникновении короткого замыкания, пробоя на корпус или иного сбоя автомат сработает и перекроет подачу тока. Это позволяет предотвратить риск поражения электрическим током при возникновении пробоя.

Варианты подключения нагревателей к трехфазной сети

Трубчатые нагревательные элементы могут подключаться не только к однофазной, но и к трехфазной сети. В этом случае также возможно использование нескольких вариантов подключения:

Тип подключения по принципу «звезда». В этом случае имеется несколько «ветвей», все они должны иметь одинаковую мощность. Между фазой и нулем в любом случае должно оставаться напряжение в 220 Вольт – это одно из основных правил. В каждой ветви может присутствовать несколько ТЭНов с последовательным или параллельным подключением, но в итоге они должны выдавать равную суммарную мощность. Устройство и схема подключения ТЭН по типу «Звезда» выглядит следующим образом:

Соединение по типу «Треугольник». В этом случае между любыми двумя фазами обязательно должно быть напряжение в 380 В, при этом в каждую из «сторон треугольника» можно подсоединять последовательно или параллельно требуемое количество нагревателей с нужными показателями мощности. В итоге суммарная мощность получается путем объединения мощности каждой ветви. Такая схема выглядит следующим образом:

Как работает схема блока управления ТЭНами?

В современных электрокотлах и других нагревательных приборах используются термореле и другие устройства для контроля повышения и понижения температурного уровня. Реле обеспечивает своевременное включение и отключение нагревателя, чтобы поддерживать заданный уровень температуры воды. Такая схема блока управления ТЭНом выглядит следующим образом:

Напряжение 220 В направляется на вход двухполюсного выключателя. С выхода автомата оно направляется на клеммы питания термореле. Ноль подсоединяется к клемме термореле А2 и левому выводу нагревательного элемента.
Фаза подключается к клемме термореле, с помощью перемычки направляется на левый вывод контакта, а правый вывод соединяется с левым выходом нагревательного элемента. Также к клеммам подсоединяется температурный датчик.

Такая схема выглядит следующим образом:

Пока температура воды в нагревателе находится выше установленного значения, реле размыкает контакт, нагреватель перестает работать. Как только температура начинает опускаться и пересекает заданную отметку, это будет зафиксировано датчиком, в результате будет направлен сигнал на реле. Контакт замыкается, фаза начинает подаваться на правый выход нагревательного элемента, в результате процесс его работы возобновляется.

Аналогичным образом, как только температура превысит установленный порог, датчик среагирует на ее повышение, подаст на реле сигнал. В результате контакт разомкнется, нагреватель временно перестанет работать. Такая система позволит поддерживать нужный температурный уровень в автоматическом режиме без постоянного присутствия и контроля человека.

Схема с использованием контактора

Более сложная схема управления ТЭНами включает в себя контактор в дополнение к использованию термореле. В этом случае напряжение подается на клеммы двухполюсного автомата, с его выхода попадает на клеммы питания термореле, ноль подсоединяют к клемме реле, выводу катушки контактора и к выводу нагревательного элемента.

Соединение выглядит следующим образом:

Пока температура воды в емкости поддерживается выше установленного значения, контакт разомкнут, напряжение на нагреватель не подается, и он не работает. Как только температурный уровень начинает снижаться и пересекает заданное значение, изменение фиксируется датчиком, в результате подается сигнал. Реле замыкает контакт К1 в схеме, фаза направляется на нижний выход силового контакта и на вывод катушки контактора.

При срабатывании контактора он замыкает силовые контакты, в результате фаза начинает поступать на верхний вывод нагревателя. Он начинает работать, в результате обеспечивается повышение температуры до заданного значения. Как только температура поднимается до установленного значения, датчик аналогичным образом отправляет сигнал для размыкания контакта, в результате ТЭН отключается и перестает нагревать рабочую среду.

Такая схема обеспечивает гарантированную защиту без перегрева и стабильную работу с поддержанием заданного температурного режима. Контроль человека не требуется, система автоматически отключает или запускает нагревательный элемент в соответствии с текущим температурным уровнем рабочей среды.

Неправильная сборка схемы с использованием нагревательных элементов может стать причиной коротких замыканий, возгораний, срабатывания защитного автомата с прекращением подачи электроэнергии. Монтировать сеть без специальных знаний, навыков и инструментов категорически запрещено, для подключения электронагревателей необходимо обратиться к специалистам. Непрофессиональное подключение может лишь со временем проявиться неприятными последствиями, поэтому лучше избегать любого риска.

Читайте также: