Для чего нужна автоматика систем отопления в частном доме

Установка электрического котла

Наш самодельный электродный котел готов, осталось проделать последние шаги:

• Смонтировать котел и подключить его к отопительной системе;
• Заполнить систему теплоносителем и проверить ее герметичность;
• Выполнить электрические подключения.

Проверка системы отопления под давлением проводится с помощью специального аппарата, называемого опрессовщиком.

Электродные котлы монтируются в вертикальном положении, таким образом, чтобы электрический вывод для подключения центрального электрода находился снизу. Соединяем входные и выходные патрубки с отопительной системой, после чего заполняем отопительную систему теплоносителем. Внимательно просматриваем все соединения на предмет протечек. Если есть возможность, следует проверить герметичность смонтированной самостоятельно системы отопления под давлением – максимальный показатель для подобных систем составляет не выше трех атмосфер.

Если с герметичностью все нормально, приступаем к электрическим подключениям. Так как мощность нашего котла составляет больше 3 кВт, протягиваем от электрического щита отдельную электрическую линию

Обратите внимание, что ставить УЗО не нужно – они не работают совместно с электродными котлами. Фаза подключается к центральному электроду, ноль – к корпусу

Сюда же, к корпусу, подключается заземление (для этого к корпусу нашего котла приварены два болта). Заземление рекомендуется подсоединять медным проводом сечением 4 мм.

Электродные котлы вырабатывают большое количество гидролизных газов. Поэтому отопительная система, работающая на таких котлах, должна оснащаться спускником воздуха.

Подача электроэнергии на котлы осуществляется в ручном режиме или с помощью специальной автоматики. Потребляемая мощность замеряется амперметром. Здесь нужно проследить, вышло ли оборудование на рабочий режим. Если учесть, что мощность котла составляет 4-5 кВт, то сила тока в цепи должна составлять от 18 до 22 А (при питающем напряжении 220 Вольт). Если сила тока недостаточна, в теплоноситель добавляется раствор соды или соли.

Электрический котел для отопления дома

Преимущества установки центрального электрического отопителя:

1. Применение других видов топлива параллельно с электричеством.
2. Возможность встроить в уже существующую систему отопления.
3. Экономия на нагревателях.
4. Простота конструкции и ремонтопригодность.
5. Экономия при наличии дифференцированных тарифов на отопление.
6. Низкая стоимость оборудования, возможность дистанционного контроля.
7. Доступность технологии, возможность собрать отопитель своими руками.
8. Возможность установки в систему отопления частного дома и подсобных помещений.
9. Оптимальное решение при наличии альтернативных источников энергии: солнечной панели или ветрогенератора.

Есть различные методы реализации электрического котла, но любой содержит три компонента:

1. Нагреватель.
2. Корпус.
3. Группа управления и безопасности.

Различия электрических котлов, как правило, это вариации этих параметров и опций.

Схемы самодельных электрокотлов

Домашний мастер без труда соберет электрический обогреватель в своей мастерской. Есть ряд схем и решений, которые оптимальны для различных условий.

Из чугунной батареи с ТЕНом

Если обогреть планируется небольшое утепленное помещение (бытовка, гараж, изолированная комната) дешевым вариантом будет превращение чугунной батареи в электрический обогреватель. Этот вариант выполняет роль электрического котла и теплообменника.

Для сборки потребуется:

1. Чугунная батарея.Длина батареи выбирается исходя из теплопотерь помещения. Одно стандартное ребро способно выделять 0,1—0,2 Квт/ч.

ТЭН должен быть жидкостной, с возможностью герметичного резьбового присоединения. Длина нагревателя по возможности на длину батареи — тогда добьетесь максимального КПД.

Мощность ТЭНа меньше, чем возможность теплопередачи батареи — можно не применять регулятор.

• Регулятор мощности. С небольшой мощностью справится ШИМ, если батарей несколько, можно приобрести многополосный контроллер.
• Электропровода необходимого сечения.

ТЭН устанавливается в нижнюю пробку батареи. Если батарея будет изолирована, противоположные пробки заглушены, а над ТЭНом в пробку врезается дополнительный расширительный бачок, который служит также «лейкой» для заполнения и развоздушивания батареи.

Если батарея будет служить электрокотлом, к противоположной стороне батареи внизу подключается подача холодной воды, вверху батареи — отбор холодной воды.

Технические характеристики

Основные параметры и технические характеристики наносятся на корпус прибора, в том числе и контактора АВВ. Прежде всего, это величина номинального тока, тип и количество контактов. На каждой модели и модификации присутствуют собственные показатели.

Чаще всего коммутационные приборы, работающие с различным электрооборудованием, обладают следующими характеристиками:

• Величина номинального рабочего напряжения переменного тока, составляющая 230, 400 и 600 вольт.
• Значение номинального рабочего тока, с категорией использования АС-3 – 12 А.
• Показатели условного теплового тока с категорией использования АС-1 – 25 А.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 230 В по категории АС-3 – 3 кВт.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 400 В по категории АС-3 – 5,5 кВт.
• Номинальная мощность при коммутации для напряжения 660 В по категории АС-3 – 7,5 кВт.

Отдельно следует отметить характеристики управляющих цепей в самом контакторе:

• Величина номинального напряжения в управляющих катушках составляет 24, 36, 110, 230 и 400 вольт.
• При срабатывании катушка потребляет мощность в размере 60 ВА.
• В положении удержания катушка потребляет мощность, величиной 7 ВА.
• Контакты замыкаются в течение 12-22 миллисекунд.
• Размыкание контактов происходит в течение 4-16 мс.
• Катушка управления обладает мощностью рассеяния – 3 Вт.

Благодаря этим показателям данные приборы широко используются в электрике, промышленности и других областях.

Схема подключения контактора

Контактор КМИ: назначение и принцип работы

Контакторы переменного тока

Контактор как электромеханическое устройство

Варианты установки

Итак, для начала разберемся с вариантами подключения электрокотла в частном доме и квартире своими руками:

• Если мощность водонагревателя не превышает 3,5 кВт, то обычно он запитывается от розетки. При этом допускается использование однофазной сети 220В.
• В том случае, если мощность варьируется в пределах 3,5-7 кВт, необходимо осуществлять электромонтаж своими руками напрямую от распределительной коробки. Это связано с тем, что розетка может не выдержать высоких токовых нагрузок. Как и в предыдущем случае, 220-вольтная сеть допускается для применения.
• Ну и последний вариант, который может встретиться – электрокотел, мощностью свыше 7 кВт. В этом случае необходимо не только вести отдельный кабель от распредкоробки, но и использовать более мощную 3-х фазную сеть 380В.

Функции реле перегрузки

Реле перегрузки:

• При пуске электродвигателя позволяют выдерживать временные перегрузки без разрыва цепи.

• Размыкают цепь электродвигателя, если ток превышает предельно допустимое значение и возникает угроза повреждения электродвигателя.

• Устанавливаются в исходное положение автоматически или вручную после устранения перегрузки.

IEC и NEMA стандартизуют классы срабатывания реле перегрузки.

Обозначение класса срабатывания

Как правило, реле перегрузки реагируют на условия перегрузки в соответствии с характеристикой срабатывания. Для любого стандарта (NEMA или IEC) деление изделий на классы определяет, какой период времени требуется реле на размыкание при перегрузке. Наиболее часто встречающиеся классы: 10, 20 и 30. Цифровое обозначение отражает время, необходимое реле для срабатывания. Реле перегрузки класса 10 срабатывает в течение 10 секунд и менее при 600% тока полной нагрузки, реле класса 20 срабатывает в течение 20 секунд и менее, а реле класса 30 — в течение 30 секунд и менее.

Угол наклона характеристики срабатывания зависит от класса защиты электродвигателя. Электродвигатели IEC обычно адаптированы к определённому варианту использования. Это означает, что реле перегрузки может справляться с избыточным током, величина которого очень близка к максимальной производительности реле. Класс 10 — самый распространённый класс для электродвигателей IEC. Электродвигатели NEMA имеют внутренний конденсатор большей ёмкости, поэтому класс 20 для них применяется чаще.

Реле класса 10 обычно используется для электродвигателей насосов, так как время разгона электродвигателей составляет около 0,1-1 секунды. Для многих высокоинерционных промышленных нагрузок необходимо для срабатывания реле класса 20.

Сочетание плавких предохранителей с реле перегрузки

Плавкие предохранители служат для того, чтобы защитить установку от повреждений, которые могут быть вызваны коротким замыканием. В связи с этим плавкие предохранители должны иметь достаточную ёмкость. Более низкие токи изолируются с помощью реле перегрузки. Здесь номинальный ток плавкого предохранителя соответствует не рабочему диапазону электродвигателя, а току, который может повредить наиболее слабые составляющие установки. Как было упомянуто ранее, плавкий предохранитель обеспечивает защиту от короткого замыкания, но не защиту от перегрузок при низком токе.

На рисунке представлены наиболее важные параметры, формирующие основу согласованной работы плавких предохранителей в сочетании с реле перегрузки.

Очень важно, чтобы плавкий предохранитель сработал прежде, чем другие детали установки получат тепловое повреждение в результате короткого замыкания

Преимущества и область применения изделий

Электрические котлы достаточно часто используют для обогрева помещений дачи или частного дома. Это было обусловлено многими факторами. Основным фактором считается то, что они имеют низкую цену, и процесс установки не занимает много времени.

Подключение котла к электросети также обладает рядом преимуществ. К основным из них можно отнести:

• Полностью безопасную конструкцию. В конструкции не предусмотрено открытое пламя и именно поэтому она является наиболее безопасной.
• Работоспособность электрического котла не будет нарушена, даже если его водонагреватели будут находиться в отключенном состоянии около года.
• Он имеет небольшие габариты конструкции. Именно поэтому монтировать его можно практически где угодно.
• Сегодня можно встретить огромное количество разновидностей системы. Они значительно могут отличаться по своей мощности и разновидности устройства.
• При нагревании воды не будет возникать копоть, которая может нанести вред человеку.

Особенности подключения к системе отопления

Обвязка теплогенератора со встроенными помпой и расширительным бачком заключается в подсоединении подающей и обратной труб контура. Они крепятся на опорах, чтобы не давить своим весом на штуцеры отопителя. Резьбовые соединения герметизируют паклей. Фторопласт (ФУМ-лента) для этого не подходит из-за высокой температуры.

К котлу, состоящему только из водогрейного узла и автоматики, со стороны подачи присоединяют группу безопасности:

• манометр;
• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан.

К последнему из приборов прикручивают трубу контура.

Со стороны обратки подсоединяют:

• циркуляционный насос;
• мембранный расширительный бак (через тройник);
• фильтр-грязевик.

Далее прикручивают трубу.

АВР в высоковольтных цепях

На данный момент производится выпуск АВР и для высоковольтных электросетей. Так работает оборудование с напряжением больше 1000 вольт. Схема работы усложненная, но принцип неизменный. Согласно схеме ниже резервные трансформаторы отсутствуют. Каждый контакт подключен к своей рабочей линии, но каждый из них может стать резервным. При отсутствии подачи напряжения включается секционный выключатель и обе секционные части работают от одной линии. Когда восстанавливается ток, реле перекоммутирует систему так, как было ранее.

Блок АВР — это аппарат, благодаря которому можно обеспечить бесперебойную работу энергетической системы, когда на энергосистему могут воздействовать техногенные или природные внешние факторы. Расшифровывается как автоматическое включение резерва. Бывает разных видов. Работает в штатном и аварийном режиме, также в режиме механической блокировки.

Когда стоит использовать тэн для отопления

Тэн для батарей, сделанный своими руками, для отопления лучше не использовать, поскольку это не соответствует нормам технической безопасности. Например, в них крайне тяжело самостоятельно предотвратить короткое замыкание при проникновении тока в теплоноситель.

В качестве нагревательного элемента выступает металлическая спираль, имеющая высокий показатель электрического сопротивления. Эта спираль находится в металлической оболочке, заполненной маслом. Так, при работе элемента можно обеспечить лучший коэффициент теплопередачи. Во время подключения к электросети, спираль нагревается и передает энергию на оболочку, которая выступает теплообменником между водой и нагревательным элементом.

Нагревательные тэны для отопления применяются в таких случаях:

• при создании систем отопления, где отсутствует магистраль. Для этого нужен тэн для отопительного радиатора с функцией регулировки мощности;
• когда они входят в состав электрических котлов. Тэны для котлов бывают заводскими, но очень дорогие, иногда их можно сделать своими руками. Основным нагревательным приборов в данном случае выступает специальный тэн для котла, который отличается высокой мощностью и рассчитан на напряжение до 380 В;
• с целью быстрого обогрева помещения. Отопление при помощи электрических элементов нагревания, в отличие от тех, которые используются с газовыми котлами, отличается максимально быстрым нагревом теплоносителя.

Электроприборы для нагревания имеют компактные габариты и успешно могут монтироваться в такие агрегаты, как:

Это значительно сокращает габариты всей отопительной системы, что очень важно для маленьких квартир. Однако отопление на самодельных конструкциях достаточно затратно, и это ключевой его недостаток

Подключение к электросети

Схемы запитки одинаковы для всех электрокотлов, разница лишь в числе фаз. Аппараты мощностью до 12 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, более 12 кВт – к трехфазной (380 В). Что понадобится для монтажа:

• силовой кабель с медными жилами;
• дифференциальный автомат защиты либо связка УЗО + обычный автоматический выключатель;
• заземляющий контур.

В качестве силовой линии применяется кабель марки ВВГ любой разновидности, количество жил зависит от числа фаз – 3 или 5. Сечение токоведущей части подбирайте по мощности теплогенератора, обычно этот параметр указывается в инструкции по эксплуатации изделия. Чтобы упростить задачу, приведем данные для разных котлов в виде таблицы.

Номинал дифференциального автомата тоже зависит от потребляемой мощности отопителя, ток срабатывания – 30 мА. Например, для защиты силовой линии агрегата 3 кВт (220 вольт) понадобится устройство, рассчитанное на 16 А, под мощность 16 кВт (380 В) нужен дифавтомат на 32 А. Точные номиналы указаны в паспорте изделия.

Чтобы самостоятельно подключить электрическую мини-котельную настенного исполнения, необходимо снять лицевую панель, провести внутрь силовой кабель и соединить жилы соответствующих цветов с контактами клеммника. Как правило, нулевой провод обозначается синим, заземление – желто-зеленым цветом. Таким же образом подключается ящик управления индукционного и электродного котла.

Электрические соединения между шкафом управления и нагревательным блоком электродного либо индукционного котла производятся по индивидуальной схеме, представленной в инструкции. В качестве примера приведем схему подключения популярного электрокотла «Галан».

Схема автоматики при однофазной сети 220 В

Температуру теплоносителя здесь контролируют накладные датчики, установленные на металлические участки подающего и обратного трубопровода. Приборы включены последовательно с контактами термореле, управляющего магнитным пускателем. При достижении верхнего порога температуры цепь разрывается и пускатель отключает нагрев.

Схема соединений при подключении котла к трехфазной сети 380 В

Принцип действия теплового автоматического выключателя

На графике справа показана зависимость сопротивления от температуры для стандартного теплового автоматического выключателя. У каждого производителя эта характеристика своя. TN обычно лежит в интервале 150-160 °C.

Подключение

Подключение трёхфазного электродвигателя со встроенным тепловым выключателем и реле перегрузки.

Обозначение TP на графике

Защита по стандарту IEC 60034-11:

TP 111 (постепенная перегрузка). Для того чтобы обеспечить защиту при блокировке ротора, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки.

Терморезисторы, встраиваемые в обмотки

Второй тип внутренней защиты — это терморезисторы, или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC). Терморезисторы встраиваются в обмотки электродвигателя и защищают его при блокировке ротора, продолжительной перегрузке и высокой температуре окружающей среды. Тепловая защита обеспечивается с помощью контроля температуры обмоток электродвигателя с помощью PTC датчиков. Если температура обмоток превышает температуру отключения, сопротивление датчика меняется соответственно изменению температуры.

В результате такого изменения внутренние реле обесточивают контур управления внешнего контактора. Электродвигатель охлаждается, и восстанавливается приемлемая температура обмотки электродвигателя, сопротивление датчика понижается до исходного уровня. В этот момент происходит автоматическое приведение модуля управления в исходное положение, если только он предварительно не был настроен на сброс данных и повторное включение вручную.

Если терморезисторы установлены на концах катушки самостоятельно, защиту можно классифицировать только как TP 111. Причина в том, что терморезисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, не могут реагировать так быстро, как если бы они изначально были встроены в обмотку.

Система, чувствительная к температуре терморезистора, состоит из датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC), устанавливаемых последовательно, и твердотельного электронного выключателя в закрытом блоке управления. Набор датчиков состоит из трёх — по одному на фазу. Сопротивление в датчике остаётся относительно низким и постоянным в широком диапазоне температур, с резким увеличением при температуре срабатывания. В таких случаях датчик действует как твердотельный тепловой автоматический выключатель и обесточивает контрольное реле. Реле размыкает цепь управления всего механизма для отключения защищаемого оборудования. Когда температура обмотки восстанавливается до допустимого значения, блок управления можно привести в прежнее положение вручную.

Все электродвигатели Grundfos мощностью от 3 кВт и выше оснащены терморезисторами. Система терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) считается устойчивой к отказам, так как в результате выхода из строя датчика или отсоединении провода датчика возникает бесконечное сопротивление, и система срабатывает так же, как при повышении температуры, — происходит обесточивание контрольного реле.

Расчёт мощности

Перед подключением электрокотла, нужно правильно его подобрать. Для этого необходимо рассчитать мощность системы отопления. Требуемая мощность конкретной модели электрокотла определяется по формуле: W = S×Wуд, где:

• W – искомая мощность (кВт);
• S – суммарная площадь комнат коттеджа (м2)
• Wуд — коэффициент удельной мощности (кВт/м2). Среднестатистический показатель, который выбираются из СНиПов. Для европейской части территории РФ он составляет единицу, для южной части 0,8-0,9, для дальнего востока 1,1-1,2, для регионов крайнего севера до 1,6.

Как показывает практика, для большей части территории России справедливо следующее утверждение на 10 м2 площади дома необходимо обеспечить 1кВт мощности источника тепла. Округление выполняется в большую сторону. Показатель принято завышать на 10-15% от расчетной величины. Это делается для того, чтобы котел не работал на предельных режимах.

Подключение электрокотла к щитку

Монтаж щитка рекомендуется доверить мастеру. Металлического щита, трехфазного ввода для работы отопительного устройства мало. Нужно заземлить электрический прибор. К электрическому щитку нужно подвести отдельный земляной провод. Подключение к электрокотлу выполняется через щиток.

Подключение к щитку

Рекомендации по подключению:

• обеспечить надежность заземления, чтобы исключить пробивание электрического тока на корпус;
• подключать потребитель высокой мощности нужно непосредственно от ввода тока в дом. Прерывать цепь можно только автоматом, отключающим электрокотел при неисправности;
• кабель подбирается в соответствии с номинальной нагрузкой котла;
• запорная арматура, которую принято использовать в случае подключения с другими видами котельного оборудования, должна выключать агрегат с общего контура отопления. Это понадобиться при выполнении технического обслуживания или ремонта электрокотла.

Сделать электрокотел можно самостоятельно. Может справиться любой мужчина. Но подключать отопительный агрегат, выполнять настройку не стоит. Лучше поручить работу мастеру. Чтобы избежать коллизий по причине неправильной установки прибора. В противном случае, агрегат будет работать неэффективно, сломается.

Автоматика для электрокотла:

Средняя оценка оценок более 0

Поделиться ссылкой

Комментарии Коментариев пока нет, но вы могли бы быть первым…

Как подключить ТЭНы электрического котла.

Оглавление статьи

Приветствую вас, мои читатели! Этот пост я решил написать для тех, кто пытается разобраться с подключением электрического котла к проводке. Статья посвящена отопительным аппаратам, использующим ТЭНы в качестве нагревательных элементов. Про электродные котлы я напишу отдельно. Есть несколько вариантов выполнения этой операции и о них я расскажу ниже по очереди. Начинаем, как вы уже могли привыкнуть, от простого к сложному.

ТЭН и однофазная сеть. Что к чему прикрутить?

Этот случай характерен для дач и деревенских домов старой постройки. Для начала нужно вообще понять о чем идет речь и проще всего это сделать, смотря на следующий рисунок:

Итак, у однофазной электрической сети имеется два проводника — ноль и фаза. На самой же картинке изображено два способа включения нагрузки — параллельный и последовательный. Разнятся эти способы тем, как делится исходное напряжение между элементами. В большинстве случаев ТЭНы включают параллельно, чтобы не терять полезной мощности, последовательная схема подходит только для различных специфических случаев. Блок, подготовленный для подключения к одной фазе будет выглядеть так:

Еще стоит обратить внимание на выбор кабеля, но этого момента мы коснемся чуть позже, а теперь давайте переходить к трем фазам

Два способа подключить ТЭН к трем фазам.

«Трехфазка» раньше была чем-то не очень нужным и понятным для простого обывателя, но в наше время она стала необходимостью для частного дома. Нужна она прежде всего для отопления электричеством. Поскольку электрический котел имеет большую мощность (в большинстве случаев больше 6 кВт), то при использовании одной фазы вам понадобится прокладывать проводку кабелем с большим сечением проводников. А это будет дорого стоить, особенно если жилы кабеля сделаны из меди. В трехфазной сети сечения проводников будут заметно меньше, по этой причине большинство современных электрических котлов подключаются к «трехфазке».  Теперь давайте поговорим про основные схемы подключения ТЭНов к такой сети.

Звезда.

Такой способ используется в том случае, если нагревательный элемент рассчитан на 220 В. Кроме этого, «звезда» требует, чтобы с щитка был заведен нулевой провод. Для пояснения рассмотрим следующий рисунок:

В данном случае, вместо двух перемычек будет одна. И подключаться она будет к нулю, а три оставшихся свободных конца будут подключены к соответствующим фазам. Если смотреть на гайку блока сверху, то выглядеть это все будет следующим образом:

Треугольник.

Используется такой способ для подключения нагревательных элементов, рассчитанных на 380 В. Если вдруг вы решите ставить «треугольником» ТЭНы, рассчитанные на 220 В, то они просто сгорят. Не упустите этот важный момент. Главным отличием «треугольника» от «звезды» является отсутствие нулевого проводника. Тут есть только 3 фазы и больше ничего. Чтобы лучше понимать о чем идет речь, смотрим ниже:

На картинке все выглядит просто и понятно, а вот если начать соединять контакты на гайке блока, получится следующее:

Выглядит сложновато, но на самом деле не отличается ничем от верхнего рисунка. Цветными линиями и цифрами здесь обозначены фазы, а буквами нагревательные элементы блока.

Установка и подключение оборудования

схема подключения

Сложнее всего произвести подключение конструкции к электрической сети. Так как приходится иметь дело с обогревательными приборами, придется устанавливать вход на 3 фазы.

Непосредственно в самом электрическом щитке нужно будет установить ряд систем:

• автомат;
• реле;
• тумблер;
• предохранитель;
• датчик температуры;
• различные кнопки управления;
• магнитные пускатели и ряд других элементов, если в них имеется необходимость;

В обязательном порядке делают заземляющий контур. Для этого необходимо взять металлический штырь или арматуру, диаметр которой должен составлять приблизительно 15-20 мм, к нему прикрепляют металлический болт. Такую конструкцию размещают под полом жилого дома и пропускают к нему провод, идущий от электрического щитка.