כיצד לחבר דוד חימום חשמלי: הבדלים בין סכמות שונות

לחימום מבנה מגורים אינדיבידואלי, נעשה שימוש הולך וגובר במערכות המשתמשות בהעברת נוזל קירור נוזלי דרך צינורות לסוללות חימום, בהן מועבר חום לאוויר שמסביב והחזרת נוזל הקירור בחזרה לצורך חימום עוקב.

במקרה זה, הדוד בדרך כלל מובן ככלי מתכת אטום בו מחמם את נשא החום, והמונח "חשמלי" מגדיר את סוג האנרגיה המשמשת.

על פי העיקרון של השימוש בחשמל, דוודים הם:

1. חימום עקיף;

2. פעולה ישירה;

3. סוג אינדוקציה.

יש להם עיצוב שונה לחלוטין, נבדלים בדרגות בטיחות, דורשים גישה שונה כאשר הם מחוברים לחיווט.

דוד חשמלי ישיר

המונח "פעולה עקיפה" מתייחס לחימום עקיף המתבצע על ידי זרם חשמלי העובר בגוף חימום עם התנגדות עמידה לחלוטין. כתוצאה מתופעה זו, על פי חוק ג'ול - לנץ, הטמפרטורה של מוליך המונח במיוחד בנוזל עולה.

החום שמשתחרר על ההתנגדות מוסר על ידי מוביל החום. גופי חימום תרמיים, או כפי שהם מקוצרים כ- טני, זמינים בקיבולות שונות להפעלה במעגלי זרם חילופין או זרם ישר עם מתח שונה.

תכונות עיצוב

בתוך מעטפת המתכת של הדוד מותקנים גופי חימום חשמליים שנשטפים על ידי נוזל הקירור.

הם מורכבים מגוף צינורי מתכת אטום עם חוט סגסוגת ניכרום המורכב בתוכו, בעל עמידות חשמלית מסוימת ומסוגל לעמוד בכוח החימום המדורג.

חוט זה, עם שני הקצוות שלו, מורכב בתוך צינור מתכת ומחובר למחברי פלט המיוצרים על ידי חוט הברגה לחיבור חוטי חשמל.

החלל בין גוף הצינור לחוט הניכרום מופרד על ידי שכבה של חומר מוליך חום בעל תכונות דיאלקטריות גבוהות - סוג מיוחד של חול. קצות האלמנט אטומים ומצוידים בטיפים להתקנה על מכסה הדוד.

מחמם מתפקד, אפוא, הוא בעל התנגדות חשמלית מסוימת, אותה ניתן למדוד בעזרת מכשיר ohmmeter או בודק רגיל, או לחשב אותו מערך הכוח שניתן על המקרה.

לדוגמא, ממיר מתח של 1 קילוואט צורך זרם של I = 1000/220 = 4.54 אמפר כאשר הוא פועל במתח של 220 וולט ובעל התנגדות חשמלית של R = 220 / 4.54 = 48.5 אוהם.

הפרמטר הבריאותי השני של גוף החימום הוא איכות עמידות הבידוד בין חוט הניכרום המוליך והדיור. כדי למדוד אותו, עליך להשתמש במכשיר מיוחד - מגה-מ"מ.

לחימום ביתי משתמשים בדרך כלל דגמי 220 וולט עם הספק עומס בסדר גודל של קילוואט אחד. כאשר נדרשת כמות גדולה יותר של חום, אז גופי החימום נאספים בשרשראות מקבילות ברשת חד פאזית או מחוברים בקבוצות זהות ברשת תלת פאזית.

שני אוגנים מיוצרים בדוד לתקשורת עם קווי נוזל קירור:

1. בכניסה התחתונה מוזרמים זרם מים קרים;

2. הנוזל המחומם עוזב את השקע העליון.

כאשר הזרם עובר דרך ההתנגדות של גוף החימום, משתחרר חום, המועבר דרך שכבת הבידוד אל מעטפת המתכת ומוסר מגוף החימום על ידי זרימת נוזל הקירור. כתוצאה מכך, בעת העבודה נוצר איזון בין החום שמשתחרר על ידי אנרגיה חשמלית לבין הנוזל שהוסר המוזרם דרך הדוד.

יש לטבול כל גוף חימום עם חלקו הפועל לחלוטין בנוזל על מנת שהסרת החום תעבור ביעילות ובאחידות. אם זה מופר, למשל, בגלל היווצרות עומס אוויר או נזילת נוזל, מה שהביא לירידה ברמתו בדוד, יתכן שהחוט, הבידוד או הדיור של גוף החימום ישרפו ויהרסו.

דוד חשמל ביתי פשוט בסרטון:

 

תרשים חיבור הידראולי

הדוד החשמלי העקיף העקיף מיוצר במפעל בבניין מודרני יפהפה שיכול:

• להתקין על רצפת החדר;

• תלו על הקיר.

לאחר שהוא מקובע היטב לבניית הבניין, נאסף המעגל ההידראולי של מערכת החימום של הבית.

לשימושה:

• רדיאטורי חימום המחוברים בשרשראות מקבילות בין קווי הלחץ והניקוז (החזרה) של הובלת נוזל הקירור;

• מיכל הרחבה, המיועד לניקוז בועות אוויר מהנוזל השאוב;

• שסתומי כיבוי, המאפשרים לך להחליף את המעגל ההידראולי במצבי הפעלה שונים;

• משאבת זרימת מעגל סגורה;

• שסתום: לחץ גב, בטיחות, עקיפה;

• חיישנים של מערכת הבקרה של התהליכים הטכנולוגיים העיקריים;

• ציוד אוטומציה, הגיון בקרה והגנות.

אם משאבת הסירקולציה אינה מודרת מהפעולה, המעגל יכול לתפקד בגלל זרימת דם טבעית, כאשר מנשא החום הקר יורד והמחומם עולה. עם זאת, הדבר ידרוש חישוב הידראולי ותרמי מורכב, אשר בנוסף, ידרוש התקנת ציוד נוספת.

המשאבה מספקת תמיד שאיבה מהירה של נוזל הקירור לאורך החשמל ומגדילה את יעילות החימום.

דוד חשמלי הפועל ישיר

המונח "פעולה ישירה" פירושו שכדי להבטיח חימום נוצר נתיב למעבר זרם חשמלי ישירות דרך נוזל הקירור הנוזלי העוקף כל אלמנט ביניים.

לשם כך האלקטרודות לאספקת השלב ואפס העבודה מותקנות ישירות בקו המים שנשאב דרך גוף הדוד. מכיוון שהתנגדותו הספציפית תלויה מאוד בריכוז המלחים המומסים, מידת טוהר נוזל הקירור משפיעה על גודל הזרם החשמלי החולף ועל מידת החימום.

תכונות עיצוב

מכשירים הפועלים ישירים בצורתם וממדיהם שונים באופן משמעותי מההגדרה הקלאסית של המילה "דוד". גופם עשוי בצורת קטע של צינור רגיל, מצויד ב:

1. חרירים לחיבור עם קווי לחץ וחזרה;

2. מחברי אפס שלב ועבודה לחיבור לאלקטרודות של המעגל החשמלי.

בשל כך, מידות המכשיר הן די קטנות בגודלן ובמשקלן, מה שחוסך משמעותית מקום בחדר הדוד לעומת אנלוגים של פעולה עקיפה.

הזרם החשמלי המועבר דרך נוזל הקירור דרך האלקטרודות מוגבל רק על ידי ההתנגדות של המלח, התלוי במספר מאפיינים תפעוליים, ועשוי בשלב מסוים לעלות על הערך הנקוב.

מכיוון שהחום שנוצר על ידי חשמל מופק ישירות בתוך נוזל הקירור ללא אובדן העברה דרך מדיות נוספות אחרות, הפחתת הספק במעגל הנבחן היא פחות מזו הקודמת והיעילות גבוהה יותר.

בשל הפשטות של מבנים מכניים, מכשירים כאלה זולים למדי, וזה היתרון שלהם. במקרה זה, יש להניח את אחת האלקטרודות ישירות על גוף הצינור, ואת השנייה יש לבנות בתוך זרימת נוזל הקירור.

שיטת האלקטרודה לחימום נוזל מצריכה יצירת מדיום מיוחד למעבר זרם חשמלי - מי מלח. כאשר משתמשים במכשירים ביתיים, מופיעים החסרונות הבאים:

• נוזל הקירור בצורת תמיסות נוזליות נכנס לתהליכים אלקטרוכימיים עם כל החומרים המתכתיים. כשמשתמשים באלומיניום גוף הרדיאטור מתקלקל בעוד מספר שנים, ומבני הברזל היצוקים נמשכים מעט יותר, אך הם גם סותמים ללא הרף ודורשים ניקוי;

• משאבות זרימה למערכות חימום נועדו לעבוד במים נקיים או נוזל לרדיאטור עם תוספים שונים נגד קורוזיה. לא נערכו בדיקות של עיצובים שלהם להפעלה ארוכת טווח במי מלח.

תרשים חיווט

ביסודו, מערכת חימום הידראולית לדוד הפועל ישיר אינה שונה ממעגל חימום עקיף. כמו קודם, קו על צינור הכניסה מותקן קו מים קרים, ומותקן קו לחץ חם על הצינור היוצא.

שאר האלמנטים במעגל, בהתאם למשימות החימום המקומיות, יכולים להעתיק לחלוטין את העיצוב הקודם.

שתי התמונות מציגות את הסידור הפשוט והכי אופייני לאלמנטים במעגל הידראולי. לעיצוב אמיתי שנוצר לתנאים ספציפיים של חימום הנחות תמיד יהיו כמה סטיות ותוספות.

לעתים קרובות לא משתמשים במעגל מופחת במעגל אחד, אלא מינימום המורכב משתי קבוצות עם גופי מנהלים וניהול עצמאיים. דוגמה פשוטה היא מעגל נוסף המייצר מים חמים למטרות ביתיות, למשל בחדר האמבטיה והמטבח.

דוד אינדוקציה חשמלית מסוג אינדוקציה

כדי לחמם את נוזל הקירור, עיצוב זה משתמש בזרמי המערער של פוקו המושרים בגוף חימום מיוחד - משרן.

תכונות עיצוב

מתח האספקה ​​מועבר לסליל סליל העשוי מחוט חשמל מבודד. בשל תופעת האינדוקציה, זרמי אינדוקציה העוברים במעגל סגור מושרדים בליבה המגנטית. במקרה זה, מתכת משרן מחוממת.

נוזל קירור נוזלי נשאב ללא הרף בחלל זה ומסיר חום למערכת ההידראולית.

במהלך פעולת דוד האינדוקציה מתרחשים רעידות קטנות של משרן, המגנות על הקירות מפני היווצרות אבנית.

כאשר משתמשים בזרמים בעלי תדר תעשייתי מתקבלים מבנים בעלי מידות מרשימות. על מנת להפחית את הממדים והמשקל של הדוד משתמשים בהמרת מתח בתדר גבוה עד 1 ÷ 20 קילו הרץ המהווים את השדה המגנטי המתאים.

ניתן להכניס את דוד האינדוקציה למעטפת מגן עם בידוד טוב.

הבטחת תנאי פעולה בטוחים לדודים ישירים ועקיפים

כאשר משווים את עקרון הפעולה של גוף חימום עם פריקה חשמלית של זרם בתוך נוזל קירור, נוצרים תנאים שונים ליישומם כאשר, עבור כל סוגי הדוודים, המארז עשוי מתכת ומלא בנוזל מוליך.

בעת שימוש בגוף חימום, הזרם זורם בחוט ניכרום, מבודד מהדיור על ידי שכבה דיאלקטרית, שאינה מאפשרת לפוטנציאל הפאזה לעבור לדיור.

בדוד חימום ישיר נוצר זרם בתוך נוזל הקירור במגע עם פני השטח של גוף הדוד. כתוצאה מכך, יש בו פוטנציאל שלב, שמפר את כללי הבטיחות מסוימים, ויוצר את התנאי הנדרש לכך שאדם יקבל נזק חשמלי.

סוגיות התכנון של הגנות חשמליות מהירות למבנים כאלה טרם נפתרו. השימוש בתכנוני RCD קונבנציונליים או בדיפלב-טומטים השולטים על הופעתם של זרמי דליפה במעגל אינו הגיוני, מכיוון שהם יפעלו ללא הרף, וחוסמים את אספקת פוטנציאל הפאזה לבית.

בעיצובים של דוודים עקיפים השימוש RCDs די סביר ומתאים. זה לא יאפשר לאדם ליפול תחת הפעולה של פוטנציאל השלב. ניתן להבין זאת בעזרת תמונות הסבר.

בתנאי הפעלה רגילים, הזרם זורם באופן בלעדי לאורך המעגל הפנימי המבודד מהדיור.

כאשר נשבר בידודו של דוד חשמלי עם חימום עקיף, זרם הדליפה דרך הדיור יחדור למוליך PE ודרכו אל לולאת האדמה. נקודת הגדרת RCD מוגדרת כך שמתקן הזרם השרידי ינוע ועם מגעי הכוח שלו מסיר את מתח האספקה ​​מהמעגל, מה שמבטל פגיעה אנושית.

לפיכך, בתנאי שימוש בטוח, דודי חימום ישירים מאבדים משמעותית. אם הם נפגעים מכנית מכל סיבה שהיא, נוצר מעגל פתוח לזרם הזרם, שישאיר פוטנציאל פאזה מסוכן על הדיור. ואז המקרה מחליט הכל ...

סכמת חיבור למערכת החשמל

אנו רואים את כל מעגל החימום של הדוד כמפעיל לחימום:

• פעולה ישירה - בין האלקטרודות המשולבות בדיור;

• חימום עקיף - מחובר במקביל לגופי החימום;

• אינדוקציה - תיבת מסוף עם פיתולים.

ואז את שאר המעגל ניתן לייצג על ידי תצוגה מפושטת עם אלמנטים של אוטומציה, שליטה והגנה על זרם מפני עומס יתר וקצר.

מתח האספקה ​​מהמרכזיה דרך הגוף הרגולטורי מועבר למפעיל החימום ולאספקת החשמל (הגנות והיגיון).

בעזרת חיישנים שלהם, ההגנות סורקות את הפרמטרים הטכניים העיקריים, וכאשר הם עוברים את גבולות הרגולציה האפשרית, מוציאים את הדוד מחוץ לפעולה.

לאחרונה גוף ההיגיון לאוטומציה בוצע יותר ויותר על בסיס טכנולוגיות מעבד שמספקות פונקציונליות מתקדמת. הוא מקבל מידע מחיישנים על טמפרטורת נוזל הקירור, אוויר פנימי, לחץ נוזלים בתוך המערכת, מעבד אותו ושומר על הטמפרטורה בתוך הדוד על ידי כיוונון המתח על מפעיל.

ראה גם: כיצד לבחור תרמוסטט לדוד חימום חשמלי

מסקנה: המאמר מנסה להכליל את דיאגרמות החיבור של דוודים חשמליים בעיצובים שונים מבלי לציין את היצרנים, לפרק אותם לקבוצות עיקריות על פי עיקרון הפעולה, לנתח את הצדדים החלשים והחיוביים שלהם. וכמה זה עזר לך - שתף את דעתך בתגובות.