Как правильно подключить водяной тэн. Тэны с терморегулятором для нагрева воды

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!

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

С точки зрения электротехники это активное сопротивление, которое выделяет тепло при прохождении по нему электрического тока.

По внешнему виду одиночный ТЭН выглядит, как согнутая или завитая трубка. Спирали могут быть самой разной формы, но принцип подключения одинаков, у одиночного ТЭНа два контакта для подключения.

При подключении одиночного ТЭНа к напряжению питания нам нужно просто подсоединить его клеммы к электропитанию. Если ТЭН рассчитан на 220 Вольт, то подключаем его к фазе и рабочему нулю. Если ТЭН на 380 Вольт, то подключает ТЭН к двум фазам.

Но это одиночный ТЭН, который мы можем увидеть в электрочайнике, но не увидим в электрическом котле. ТЭН котла отопления это три одиночных ТЭНа, закрепленные на единой платформе (фланце) с выведенными на ней контактами.

Самый распространённый ТЭН котла состоит из трёх одиночных тэнов закрепленных на общем фланце. На фланце выводится для подключения 6 (шесть) контактов ТЭНа электрического ТЭН котла. Есть котлов с большим количеством одиночных тэнов, например, так:

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.

class="eliadunit">

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.

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.

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.

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.

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.

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.