Трубчатые электронагреватели (ТЭНы) — самый популярный тип нагревательных элементов как в промышленности, так и в бытовых приборах. Любой тип трубчатого нагревателя может подключаться к однофазной или к трёхфазной сети.
Нагревательные элементы, у которых рабочее напряжение рассчитано на сеть 220 Вольт, подключают по типу «звезда», а устройства с напряжением 380 Вольт могут подключаться к сети по типу «звезда» и «треугольник».
Подключение нагревателей по схеме «звезда»
В качестве примера приведём подключение по схеме «звезда» с тремя электронагревателями. Таким способом можно подключать сухие ТЭНы с четырьмя болтами выводов и блоки ТЭН (ТЭНБ).
Данная схема предполагает подсоединение к соответствующей фазе каждого второго вывода нагревателя. Каждый первый вывод нагревателей соединён между собой, что способствует образованию общей точки, которая в свою очередь определяется как нулевая. Соединённая нагрузка — трёхпроводная.
Подключая ТЭНы таким образом, мы получаем значение напряжения электропитания на каждом ТЭНе между подключением к сети и нейтральной точкой, равное 220 В.
В приведённой схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.
Также есть вариант подключения к трёхфазной сети «звезда», который использует четырёхпроводную схему. При таком способе применяют трёхфазное питание с напряжением 230 В, а нулевую точку подают на нейтраль источника электропитания.
Здесь так же, как и в предыдущем случае, одни выводы соединяются в нулевую точку, а другие подводятся к трёхфазной сети. Если соединение с нулевой точкой передавать на нулевую шину источника электропитания, мы получим на каждом нагревателе между питанием и нулём напряжение в 220–230 В.
Когда возникает необходимость в полном отключении питания на нагреватели, нужно применять выключатели типа 3+n или 3P+n, способные функционировать в автоматическом режиме. Автоматы данного типа могут использоваться для полного переключения всех силовых электроконтактов в полностью автоматический рабочий режим.
Подключение нагревателей по схеме «звезда» на примере электрокотла
ТЭНы обладают высокой мощностью, поэтому провода питания должны с ними соединяться надёжно. 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. Далее необходимо наложить шайбу и установить кольцевой наконечник провода питания. Следующим шагом снова накладывается шайба, а сверху на неё ложится пружинная шайба-гровер — всё это зажимается гайкой М4.
Провод, который будет подключён 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 в стандартных электрокотлах болт заземления располагается с левой стороны около блока с ТЭНами. В качестве защитного заземлителя можно использовать отдельный проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов или взять его с клеммы заземления управляющего блока.
Если вы сделали всё в чётком соответствии с инструкцией, подключение блока ТЭН электрокотла можно считать завершённым.
Подключение нагревателей по схеме «треугольник»
Данная схема подразумевает соединение выводов ТЭНа поочерёдно.
При данном варианте нагреватели соединяются между собой последовательно. У нас в итоге должно сформироваться три плеча для фаз А, В и С.
Для примера:
- Для фазы А: соединяем первый вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №2;
- Для фазы В: соединяем второй вывод ТЭНа №2 и второй вывод ТЭНа №3;
- Для фазы С: соединяем второй вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №3.
Подключение нагревательного блока по схеме «звезда» и «треугольник»
Существуют нагреватели, которые изготавливаются сразу для трёхфазной сети, например блок-ТЭНы. Способ их подключения зависит от рассчитанного напряжения — по схеме «звезда» или «треугольник». При подключении по схеме «треугольник» подразумевается соединение трёх нагревательных единиц, у которых сопротивления равны, и на каждый будет подано напряжение 380 Вольт. Схема «звезда» с наличием нулевого провода подробно расписана выше и предназначается для подачи на каждый потребитель напряжения 220 Вольт. Нулевой провод необходим для подключения потребителей с разными электросопротивлениями.
Зависимость мощности и температуры нагревателей от типа схемы подключения
Мощность нагревателя — это очень важный параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке ТЭНа. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления греющей спирали. Конечно, если не использовать трансформаторы и питание от определённой сети будет постоянным. Данное свойство зависимости можно легко вычислить, воспользовавшись простой формулой из курса физики:
Мощность (P) = Напряжение (U) × Сила тока (I)
В данном случае за величину напряжения берём разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по греющей спирали.
Силу тока можно вычислить по формуле I = U / R, где R — электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.
Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.
Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе нагревателей имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой спиралью, к примеру, в пределах сотни–другой градусов сопротивление практически не изменяется.
В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния картина будет совсем другой. В высокотемпературных нагревателях с увеличением температуры сопротивление падает очень значительно — в пределах от 5 до 0,5 Ом, что делает их очень выгодными с точки зрения потребления электроэнергии в печах.
Если у вас остались вопросы, свяжитесь с нами, и наши инженеры проконсультируют вас.
