Как найти мощность тэна по сопротивлению

Любой онлайн или офлайн магазин бытовой техники предлагает купить водонагреватели самых разных типов. Но не все эти агрегаты подходят для эксплуатации на даче или в небольшом загородном доме с нестабильным электроснабжением. В этом случае систему нагрева воды можно собрать самостоятельно. Главное — знать, как рассчитать мощность ТЭНа.

Если не уделить этому моменту должного внимания, можно столкнуться с целым комплексом проблем. Либо нагрузка на электросети превысит допустимые пределы, либо на нагрев даже небольшого объема воды потребуется несколько часов.

tenpow1.jpg

Какую мощность ТЭНа выбрать для водонагревателя?

Самый простой вариант предполагает использование стандартной формулы:

 P=0,0011m(tk-tн)/T

Для работы с ней необходимо знать:

  • начальную (tн) и конечную температуру воды (tк);
  • массу жидкости. Для воды считается, что 1 литр весит ровно 1 кг;
  • время предполагаемого нагрева (T).

Некоторой проблемой может стать определение исходной температуры воды. Потребуется специальный термометр. Если его нет, можно исходить из следующих предположений:

  • зимой в городской черте вода, пока доходит до конечного потребителя, прогревается до 12–15 0С. При наличии индивидуальной системы водоснабжения, запитанной из колодца или скважины, базовая температура не превысит 5–6 0С;
  • летом вода в трубах бывает если не горячей, то достаточно теплой (до 20–22 0С в зависимости от региона).

Нужно отметить, что данная формула не учитывает множество внешних факторов. Например, напряжение в сети может отличаться от стандартных 220 В. Если оно ниже, на нагрев потребуется больше времени. Не принимается в расчет и конструкция бойлера, температура внешней среды.

Есть и еще один важный момент! Данная формула актуальна как для одного ТЭНа, так и для нескольких, соединенных параллельно.

Как рассчитать мощность ТЭНа по сопротивлению и напряжению?

В документации к нагревательному элементу всегда значится номинальная мощность. Но она может существенно отличаться от реальной. Если есть такие сомнения, их можно проверить. Для этого потребуется мультиметр. С его помощью замеряют сопротивление на концах спирали.

tenpow2.jpg

Далее остается проверить информацию по таблице ниже:

Мощность ТЭНа, Вт

При напряжении 220 В

Ток, ампер

Сопротивление, Ом

100

0,45

484

200

0,91

242

300

1,36

161,33

400

1,82

121

500

2,27

96,8

600

2,73

80,67

700

3,18

69,14

800

3,64

60,5

900

4,09

53,78

1000

4,55

48,4

2000

9,09

24,2

2500

11,36

19,36

3000

13,64

16,13

Остается решить, как рассчитать мощность ТЭНа, если в одной системе последовательно соединены несколько нагревательных элементов.

Здесь придется вспомнить школьный курс физики и последовательно поработать с формулами:

  1. Расчет силы тока. Для этого номинальную мощность (обязательно в ваттах) делят на напряжение в сети. Например, I = 3500 / 220 = 15,91 А.
  2. Расчет сопротивления. Теперь уже напряжение нужно разделить на силу тока. В нашем случае получаем 220/15,91 = 13,83 Ом.

Если ТЭНов два, они имеют одинаковые параметры, то для определения их совместной мощности остается разделить напряжение в квадрате на сумму сопротивлений. Для приведенных расчетов получим: 220*220/ (13,83+13,83) = 1750 Вт.

Как рассчитать мощность ТЭНа, зная сопротивление при параллельном соединении?

В данном случае не требуются долгие расчеты. При параллельном подключении мощность ТЭНов не теряется. Для получения суммарной мощности достаточно сложить данные отдельных приборов.

При покупке нового тэна, или ремонте/обслуживании старого, желательно проверить его мощность. Данный показатель может указать нам на износ тэна, например. Хорошо, если вы знаете мощность тэна, заявленную производителем. Если после вычислений окажется, что тэн потерял в мощности, это уже звоночек к его замене. Итак:

Для того, чтобы вычислить мощность тэна, нужно вооружиться мультиметром. Поставить его в режим измерения сопротивления. И в первую очередь, измерить сопротивление самого прибора. Для этого прислоните щупы друг к другу. Как правило, вы увидите значение в диапазоне около 1-1,5 Ом. Это сопротивление щупов, дорожек на плате прибора и тд. Это значение нам при расчётах понадобится отнять от сопротивления самого тэна, чтобы вычисления мощности были как можно более правдивыми. Поэтому запоминаем его.

Далее, берём щупы мультиметра и прислоняем к выводам тэна. Там уже сопротивление может быть совершенно разным, это будет зависеть от мощности тэна и его исправности. Ну, например, прибор показал сопротивление тэна 37 Ом. Зная ранее полученные данные мы можем воспользоваться формулой:

P=U2/R

То есть, мощность (P) по переменному току равна = напряжение в квадрате делить на сопротивление тэна.

Подставим наши значения:

Пусть сопротивление прибора 1,5 Ом,

сопротивление тэна 38 Ом,

тогда

P=220*220/(38-1,5)=1326 или около 1,3кВт

Данные брал от потолка, просто для примера.

Если вы знаете заявленную производителем мощность и полученные вами данные оказались намного меньше, значит тэн либо уже пришел в негодность, либо скоро выйдет из строя и уже сейчас стоит задумать о его замене.

Определяем сопротивление тэна по его мощности

Иногда требуется определить реальную мощность тэна и для этого замеряют его сопротивления мультиметром между двумя контактами спирали. Зная данное сопротивление в Омах и напряжение в сети по данной таблице можно определить реальную мощность тэна, на которую он рассчитан. 

Данную таблицу сделал специально для этого сайта, возможно кому-то понадобятся эти данные так же, как и мне. Обратите внимание что в таблице сведены данные на мощность тэна при напряжении в сети 220 и 240 вольт. Это позволит понимать реальную мощность тэнов продаваемых на алиэкспресс, где они заточены под напряжение 240 вольт.

Сводная таблица зависимости мощности тэна от напряжения, силы тока в сети и его сопротивления.

Мощность тэна, Ватт

При напряжении 220В

При напряжении 240В

Ток I, ампер

Сопротивление, Ом

Ток I, ампер

Сопротивление, Ом

100

0,45

484,00

0,42

576,00

200

0,91

242,00

0,83

288,00

300

1,36

161,33

1,25

192,00

400

1,82

121,00

1,67

144,00

500

2,27

96,80

2,08

115,20

600

2,73

80,67

2,50

96,00

700

3,18

69,14

2,92

82,29

800

3,64

60,50

3,33

72,00

900

4,09

53,78

3,75

64,00

1000

4,55

48,40

4,17

57,60

1100

5,00

44,00

4,58

52,36

1200

5,45

40,33

5,00

48,00

1300

5,91

37,23

5,42

44,31

1400

6,36

34,57

5,83

41,14

1500

6,82

32,27

6,25

38,40

1600

7,27

30,25

6,67

36,00

1700

7,73

28,47

7,08

33,88

1800

8,18

26,89

7,50

32,00

1900

8,64

25,47

7,92

30,32

2000

9,09

24,20

8,33

28,80

2100

9,55

23,05

8,75

27,43

2200

10,00

22,00

9,17

26,18

2300

10,45

21,04

9,58

25,04

2400

10,91

20,17

10,00

24,00

2500

11,36

19,36

10,42

23,04

2600

11,82

18,62

10,83

22,15

2700

12,27

17,93

11,25

21,33

2800

12,73

17,29

11,67

20,57

2900

13,18

16,69

12,08

19,86

3000

13,64

16,13

12,50

19,20

3100

14,09

15,61

12,92

18,58

3200

14,55

15,13

13,33

18,00

3300

15,00

14,67

13,75

17,45

3400

15,45

14,24

14,17

16,94

3500

15,91

13,83

14,58

16,46

3600

16,36

13,44

15,00

16,00

3700

16,82

13,08

15,42

15,57

3800

17,27

12,74

15,83

15,16

3900

17,73

12,41

16,25

14,77

4000

18,18

12,10

16,67

14,40

4100

18,64

11,80

17,08

14,05

4200

19,09

11,52

17,50

13,71

4300

19,55

11,26

17,92

13,40

4400

20,00

11,00

18,33

13,09

4500

20,45

10,76

18,75

12,80

4600

20,91

10,52

19,17

12,52

4700

21,36

10,30

19,58

12,26

4800

21,82

10,08

20,00

12,00

4900

22,27

9,88

20,42

11,76

5000

22,73

9,68

20,83

11,52

5500

25,00

8,80

22,92

10,47

6000

27,27

8,07

25,00

9,60

6500

29,55

7,45

27,08

8,86

7000

31,82

6,91

29,17

8,23

7500

34,09

6,45

31,25

7,68

8000

36,36

6,05

33,33

7,20

8500

38,64

5,69

35,42

6,78

9000

40,91

5,38

37,50

6,40

9500

43,18

5,09

39,58

6,06

10000

45,45

4,84

41,67

5,76

Как самостоятельно посчитать сопротивление тэна, если нужного значения не оказалось в таблице? Все довольно просто. К примеру, у Вас тэн на 6300 ватт, нужно узнать его сопротивление. 

Для начала нужно посчитать силу тока протекающую в сети при его работе, считаем по формуле: I = P / U , где  I — сила тока в амперах, P — мощность в ваттах, U — напряжение в вольтах. Следовательно I = 6300 / 220 , получаем значение 28,63 Ампера.

Далее рассчитываем сопротивление по формуле: R = U / I , где R — сопротивление в Омах, U — напряжение в вольтах, I — сила тока в амперах. Получается R = 220 / 28,63, получаем значение сопротивления тэна 7,68 Ом. 

Вот так все просто, очень надеюсь что данный материал будет полезен читателям сайта. Остались вопросы? Пишите их в комментариях!

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба 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 при перегонке и ректификации. 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.

Последовательно-параллельное включение 2-х ТЭНов Последовательно-параллельное включение 4-х ТЭНов Последовательно-параллельное включение 8-ми ТЭНов

Рассчитать можно по следующей формуле.

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

Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.

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.

Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

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

U2 — напряжение в квадрате, в вольтах

R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

Таблица 1.1. Значения для последовательного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН Мощность (Вт) Сопротивление (Ом) Сила тока (А)
1 1250 38,8 5,7
2 625 77,5 2,8
3 416 116,2 1,9
4 312 154,9 1,4
5 250 193,6 1,1
6 208 232,4 0,9
7 178 271 0,8
8 156 309,8 0,7

Таблица 1.2. Значения для параллельного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН Мощность (Вт) Сопротивление (Ом) Сила тока (А)
2 2500 19,4 11,4
3 3750 12,9 17
4 5000 9,7 22,7
5 6250 7,7 28,4
6 7500 6,5 34
7 8750 5,5 39,8
8 10000 4,8 45,5

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью 1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно закона Ома, пользуясь выше приведенными формулами.

Расчёт мощности ТЭНа по сопротивлению — Все об электричестве

Трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) – это электронагревательный элемент в виде металлической трубки произвольной формы, в которой размещена спираль из нихромовой или фехромовой проволоки с выводами на концах. Для изоляции спирали и передачи от нее тепла трубку заполняют кварцевым песком. У ТЭНа нет полярности, поэтому безразлично к какому выводу подключать фазу и ноль.
ТЭН был изобретен и запатентован 20 сентября 1859 года американцем Джорджем Симпсоном.

Практически в любых современных электронагревательных приборах, таких, например, как электрочайник, утюг, автоматическая стиральная машина, обогреватель в качестве источника тепла используются ТЭНы.

Если в электроприборе не происходит нагрева, то это не значит, что вышел из строя ТЭН. Вполне возможно причиной неисправности может быт включатель, терморегулятор или другие элементы управления. Но обычно в первую очередь проверяют ТЭН, так как его проверка не представляет трудностей. Любой домашний мастер, прочитав эту статью даже не имея опыта по прозвонке и замене ТЭНа легко справиться с такой задачей, выбрав наиболее доступный способ проверки.

Устройство трубчатого электронагревателя (ТЭН)

Как видно из ниже представленного чертежа ТЭН представляет собой металлическую трубку из меди, нержавеющей стали или железа, по центру которой проложена нихромовая спираль, свитая в виде пружины.

Трубка внутри полностью и плотно заполнена песком, что позволяет эффективно отводить тепловую энергию от спирали и исключить ее соприкосновение с трубкой. Концы спирали соединены сваркой с контактными стержнями, которые закреплены внутри трубки с помощью керамических изоляторов. Для подачи питающего напряжения на концах контактных стержней нарезают резьбу или приваривают контактные пластины.

Трубки для изготовления ТЭНов используют разных диаметров и в зависимости от назначения придают им различные формы вплоть до спиралеобразной. Наглядным примером может служить электрокипятильник.

Какие бывают неисправности ТЭНов

Наиболее часто ТЭНы отказывают из-за обрыва нити нихромовой спирали, который происходит по причине расплавления нихромовой нити из-за ее перегрева. Перегрев случается если на ТЭНе образовался толстый слой накипи или ТЭН, предназначенный для работы в жидкой среде, включен без нее. Перегореть спираль может из-за исходного низкого качества ТЭНа.

Спираль по центру трубки ТЭНа удерживается за счет плотного ее наполнения песком. Если при засыпке песка его плохо уплотнили или спираль сместилась от центра к стенке трубки, то со временем от вибрации спираль может переместиться и прикоснуться к внутренней поверхности трубки.

Если спираль прикоснется только в одной точке, то при отсутствии подключения заземляющего провода УЗО в квартирной электропроводке работоспособность ТЭН не потеряет и электрочайник или любой другой нагревательный прибор будет продолжать работать. Но при этом возникает вероятность попадания фазы на корпус изделия и если он металлический, то и вероятность поражения током человека при прикосновении к корпусу.

В случае если электроприбор заземлен, то в результате укорочения спирали выделяемая мощность существенно возрастет и если не сработает автомат защиты, спираль расплавится и ТЭН выйдет из строя окончательно.

Если спираль прикоснется к трубке одновременно в двух и более местах, как на фотографии, то при отсутствии заземления и УЗО, если не успеет сработать автоматический выключатель, спираль сразу же перегорит.

Таким образом, ТЭНы могут иметь одну из двух неисправностей – обрыв нихромовой спирали или короткое замыкание ее на металлическую трубчатую оболочку. Любой из этих отказов устранить невозможно и ТЭН подлежит замене.

В современных электрочайниках, мультиварках и утюгах ТЭН приваривают к корпусу изделия и при выходе ТЭНа из строя приходится покупать новый электроприбор.

В зависимости от наличия средств измерений проверить ТЭН можно одним из следующих способов. Измерять сопротивление спирали и сопротивление между спиралью и трубкой с помощью стрелочного тестера или мультиметра, прозвонить с помощью индикатора фазы или контрольки электрика.

Проверка ТЭНа с помощью стрелочного тестера или мультиметра

Для проверки нужно прибор включить в режим измерения минимального сопротивления и концами щупов прибора прикоснуться к выводам ТЭНа.

Если спираль в обрыве, то стрелочный тестер покажет сопротивление равное бесконечности, а мультиметр покажет «1» вместо реального сопротивления, что равносильно бесконечному сопротивлению.

Расчитать какое сопротивление должна иметь спираль ТЭНа в зависимости от его мощности можно с помощью онлайн калькулятора.

Достаточно ввести в окошки калькулятора напряжение, на которое рассчитан ТЭН и его мощность. Обычно эти значения выдавлены на трубке. Можно воспользоваться информацией о потребляемой мощности электроприбора. Например, сопротивление ТЭНа электрочайника мощностью 2000 Вт составит 24,2 Ом.

Если спираль цела, то далее нужно одним концом щупа мультиметра прикоснуться к любому из выводов ТЭНа, а вторым к металлической трубке. Если короткого замыкания между спиралью и трубкой нет, то стрелочный тестер покажет бесконечное сопротивление, а мультиметр покажет «1». Если прибор покажет отличное от указанного значения, то короткое замыкание налицо и такой ТЭН дальнейшей эксплуатации не подлежит.

Источник: https://contur-sb.com/raschyot-moschnosti-tena-po-soprotivleniyu/

Тэн – устройство, неисправности, проверка

Трубчатый электрический нагреватель (ТЭН) – это электронагревательный элемент в виде металлической трубки произвольной формы, в которой размещена спираль из нихромовой или фехромовой проволоки с выводами на концах. Для изоляции спирали и передачи от нее тепла трубку заполняют кварцевым песком. У ТЭНа нет полярности, поэтому безразлично к какому выводу подключать фазу и ноль.

ТЭН был изобретен и запатентован 20 сентября 1859 года американцем Джорджем Симпсоном.

Практически в любых современных электронагревательных приборах, таких, например, как электрочайник, утюг, автоматическая стиральная машина, обогреватель в качестве источника тепла используются ТЭНы.

Если в электроприборе не происходит нагрева, то это не значит, что вышел из строя ТЭН. Вполне возможно причиной неисправности может быт включатель, терморегулятор или другие элементы управления. Но обычно в первую очередь проверяют ТЭН, так как его проверка не представляет трудностей. Любой домашний мастер, прочитав эту статью даже не имея опыта по прозвонке и замене ТЭНа легко справиться с такой задачей, выбрав наиболее доступный способ проверки.

Нестандартные способы проверки ТЭНов

Если нет возможности проверить ТЭН одним из выше приведенным способом, то можно провода от шнура с вилкой подключить непосредственно к выводам ТЭНа и на несколько секунд вставить вилку в розетку. Если ТЭН начнет нагреваться, то значить спираль целая. Осторожно, при проверке температуры нагрева ТЭНа рукой не обожгитесь.

Для проверки сопротивления изоляции один из концов шнура, при вынутой вилке из розетки нужно отсоединить от вывода ТЭНа и присоединить его через предохранитель рассчитанный на ток защиты не более 5 А к трубке ТЭНа. Затем вставить вилку в розетку бытовой электросети. Тут время не ограничено. Если предохранитель сразу не перегорит, значит короткого замыкания спирали с корпусом нет и ТЭН исправен.

Расчет тэна — Школа электрика

Как рассчитать мощность ТЭНа по сопротивлению?

МощностьКак определить мощность тэна по сопротивлению

Расчет мощности трубчатого ТЭНа водонагревателя

5 (100%) : 1

Это логично, что все покупатели, приобретая электрический водонагреватель, хотят, чтобы устройство за минимальный срок доводило необходимый объём воды до нужной температуры.

Вне зависимости от разновидности прибора – проточного либо накопительного – скорость нагрева зависит от его мощностных параметров.

Тут и появляются основные вопросы: какое оборудование выбрать? Будет ли достаточно выделенных на квартиру либо дом киловатт для функционирования? Какой бойлер лучше подойдёт, чтобы и воды хватало, и нагрузка на сеть была нормальной?

Производители предлагают такую шкалу соотношения мощности трубчатого электронагревателя и объёма бака:

  • 1кВт – 15 л;
  • 1,5 кВт – до 50 л;
  • 2 кВт – до 100 л;
  • более 5 кВт – до 200 л.

Мощность трубчатого электронагревателя (ТЭНа) зависит от его параметров. Его основная функция заключается в нагреве воды в бытовом водонагревателе. Получается, что чем выше мощность, тем быстрее будет повышаться температура жидкости.

Допустим, для нагрева 15 литров до 60 °С прибору с мощностными параметрами 1,5 кВт понадобится примерно полтора часа. Данного объёма будет достаточно, допустим, на один цикл разовой работы стиральной и посудомоечной машин. Для принятия душа потребуется примерно 100 литров воды.

Причины отгорания ТЭНа

  • Машинка случайно могла запустить подогрев кипятильника без воды. Но такие сбои – редкость, происходят они после долгих лет безотказной эксплуатации, когда программная часть отказывает всё чаще. Такое состояние, если ТЭН раскалился «насухую», чревато как его взрывом, так и пожаром – избыточный жар может нагреть барабан и другие, окружающие кипятильник детали и узлы машинки. Случаев самовозгорания неправильно работающей стиральной машины от перекалённого ТЭНа почти нет.
  • При пробое ТЭНа спираль касается кожуха нагревателя в двух местах, и её электрическая длина стала короче. Перекалённый ТЭН перегрузит сеть, скажем, как 4-киловаттная спираль, раскалится до ярко-оранжевого цвета. То, что осталось от спирали, быстро сгорит – нихром расплавляется при +1400 градусах.
  • Машину постоянно «гоняли» на предельной температуре стирки. Спираль от этого быстрее изнашивается.
  • СМА как-либо использовали не по назначению – например, чтобы быстро нагреть 2… 3 ведра воды (сколько помещается в барабан). Сливной шланг при этом выводился в бак для горячей воды.

Как самим рассчитать мощность нагревалетя

Как рассчитать мощность ТЭНа по сопротивлению?

Для этого надо напряжение питания возвести в квадрат, и поделить на мощность. Применение таких элементов наиболее целесообразно в движущейся воздушной среде, например, в тепловентиляторах и тепловых пушках. Электрические нагревательные элементы применяются в бытовой и промышленной технике. Электрические водонагреватели, чаще именуемые бойлерами, тоже содержат нагревательные элементы. В настоящее время бойлеры с «сухим» нагревательным элементом выпускают и другие фирмы, например, Electrolux и Gorenje.

Принятые формы тэнов, расчет мощности тэнов для различных условий эксплуатации и изделий, устройство тэнов смотрите ниже в справочных данных. Основой многих нагревательных элементов служит проволока с высоким электрическим сопротивлением. Когда-то давно, в ходу были самодельные электрические плитки, кипятильники для воды и обогреватели типа «козёл».

В этом случае спираль придется просто рассчитать. На самом деле воздушные ТЭНы предназначены для работы в различных газовых средах. Водяные ТЭНы также применяются не обязательно в воде, это общее название различных жидкостных сред. Это может быть масло, мазут и даже различные агрессивные жидкости. Не на пользу водяным ТЭНам пойдет и слой накипи, образующийся в процессе работы.

Все зависит от устройства нагревательного прибора, в который предполагается установить ТЭН. Например, в проточном водонагревателе стиральной машины применяются ТЭНы свитые в спираль. Некоторые ТЭНы имеют элементы защиты.

Расчет количества радиаторов отопления

ТЭНы могут оснащаться штуцерами с резьбой М 14х1.5, М 16х1.5, М18х1.5, М20х1.5, М22х1.5, М24х1.5 и др, фланцами G 1 1/4″, G2″, G 2 1/2″ и др, различными пластинами. ВНИМАНИЕ! Производитель может изготовить ТЭН любой мощности по требованию заказчика, но гарантия в случае превышения мощности ТЭН требований ГОСТ не предоставляется. Применение различных нагревателей известно всем. Это электрические плиты, жарочные шкафы и духовки, электрокофеварки, электрические чайники и отопительные приборы всевозможных конструкций.

И чаще всего эта проволока изготовлена из нихрома. Самым старым нагревательным элементом является, пожалуй, обычная нихромовая спираль. Известно было, какого диаметра провод и какая длина требуется для намотки спирали нужной мощности.

Одной из таких защит является защита на основе биметаллической пластины: тепло от перегретого ТЭНа изгибает биметаллическую пластину, которая размыкает контакт и обесточивает нагревательный элемент

Здесь все просто и понятно. При этом в таблице указана длина получившейся спирали. А что делать, если имеется провод с диаметром не указанным в таблице? При необходимости рассчитать спираль достаточно просто. Для этого достаточно заданную мощность поделить на напряжение и получить величину тока, проходящего через спираль. Мощность в ваттах, напряжение в вольтах, результат в амперах.

Как работает?

ТЭН – деталь, нагревающаяся за счёт внутренней спирали. Последняя расположена в толще прессованного теплопроводящего изолятора. И то и другое помещено в герметичный стальной кожух. Современные технологии дают возможность запрессовывать в ТЭН не одну, а 2–3 спирали.

Прошли времена, когда единственная толстая по сечению спираль, по параметрам напоминающая обычную открытую, соприкасающуюся с воздухом в помещении, упаковывалась в такой кожух.

Спирали из нихрома могут быть очень тонкими – до 0,25 мм, а их электрическая длина уменьшена за счёт не очень плотного прилегания витков. Снижается их внутреннее сопротивление, и такой ТЭН в сухом состоянии раскаляется докрасна. Но в воде такого не происходит – спираль своевременно охлаждается. Схема подключения – к сети 220 вольт через термостат.

Рекомендации по подбору ТЭНов для различных сред

Как рассчитать мощность ТЭНа по сопротивлению?

Для нагрева воздуха используется два типа ТЭНов:

  • ТЭНы для «спокойного» воздуха. Маркировка таких ТЭНов по ГОСТ 13268-88 – «S» и «T». Удельная мощность на единицу поверхности соответственно 2,2 ватт/кв. см и 5,0 ватт/кв. см. Максимальная температура на поверхности – 450 и 650 градусов. Съем тепла с поверхности нагревателя происходит за счет конвекции «спокойного» воздуха, контактирующего с нагретой поверхностью.
  • ТЭНы для «подвижного» воздуха, еще их называют «обдуваемые», с маркировкой «О» и «К», удельной мощностью 5,5 Вт/кв. см и 6,5 Вт/кв. см. Съем тепла с поверхности нагревателя осуществляется подвижной струей воздуха, создаваемой, например вентилятором и движется эта струя со скоростью не менее 6 м/с (по ГОСТ). Естественно, что «обдуваемый» ТЭН по сравнению со «спокойным», имея одинаковые характеристики (размеры, материал, напряжение и пр.), может иметь значительно большую мощность и генерировать на своей поверхности больше тепла. При этом «обдуваемый» ТЭН не перегревается, т.к. избыток тепла интенсивно отбирается движущимся воздухом.

Когда речь идет об обогреве обычных помещений, в которых температуру воздуха нужно поднять до уровня 20-25 градусов, выбор ТЭНов не представляет затруднений: из таблицы ТЭНов на сайте выбирается ТЭН нужного типоразмера, мощности и напряжения, количество ТЭНов определятся общей необходимой мощностью из расчета (в среднем) 1 кВт на 10-12 кв. м площади помещения при стандартной высоте потолка 3 м и общепринятой утепленности здания.

При этом температура ТЭНа повышается незначительно, т.е. это собственная температура ТЭНа плюс 20-30 градусов. Иначе обстоит дело, когда температуру воздуха нужно поднять до 150, 200 и даже 250 градусов. Это происходит в сушилках, печках-пекарнях, окрасочных камерах. В этом случае общая температура ТЭНа будет очень высокая: собственная температура ТЭНа плюс 250 градусов окружающего воздуха.

Такая температура может неблагоприятно сказаться на «здоровье» ТЭНа – он может попросту перегреться.

Рассмотрим конкретный пример. Допустим, в камере для порошковой окраски изделий необходимо создать температуру +200 градусов. Опуская детали расчета, используем для этой цели ТЭН 140 В13/2,5 Т 220 (трубка длиной 140см, диаметром 13мм, мощностью 2,5кВт, из нержавеющей стали). Этот ТЭН имеет удельную мощность около 4,8 Вт/кв.

см, а собственную температуру около 600 градусов. В рабочем режиме температура ТЭНа достигает 600+200=800 градусов, что превышает максимально допустимую температуру ТЭНа. А если учесть «разрешенные» скачки напряжения (+10%), разрешенное отклонение по мощности ТЭНа (+5%), то общая температура ТЭНа может быть еще выше.

Долговечность такого ТЭНа становится под вопросом.

Возьмем ТЭН 140 В13/2,0 Т 220 (такой же, как и предыдущий, только мощностью ниже -2,0 кВт вместо 2,5 кВт). У этого ТЭНа удельная мощность равна 3,86 Вт/кв. см, собственная температура – примерно 480 градусов, суммарная температура ТЭНа около 680 градусов, что уже не так критично.

Очевидно, первый ТЭН, как более мощный, разогреет камеру быстрее, количество этих ТЭНов, исходя из необходимой общей мощности для разогрева камеры до нужной температуры, потребуется меньше. Но в конечном итоге эти «плюсы» могут перекрыться «минусами»: более мощные, но перегретые ТЭНы будут чаще выходить из строя, а это потребует более частой остановки окрасочной камеры и сборки-разборки ТЭНовых узлов.

ВЫВОД: при подборе воздушных ТЭНов необходимо увязывать такие параметры, как:

  • размеры и материал трубки ТЭНа;
  • мощность и собственную температуру ТЭНа;
  • эксплуатационные условия — температуру воздуха, качество обдува и др.

Нагреваемая среда – вода

Обозначение этих ТЭНов по ГОСТ 13268-88:

  • «Р» — материал трубки ТЭНа – чёрная сталь;
  • «J» — материал трубки ТЭНа – нержавеющая сталь.

Допускаемая удельная мощность (Р уд.доп.) на поверхности ТЭНа – 15 Ватт/кв.см. Этот показатель определяет максимально допустимую мощность ТЭНа. При подборе водяных ТЭНов необходимо соблюдать следующие правила:

  • Эксплуатируя ТЭН, необходимо предпринять все меры для того, чтобы предотвратить образование на его поверхности «накипи» — это отложения на трубке ТЭНа различных примесей, присутствующих в жидкости. Примеси присутствуют, например, в грязной или жёсткой воде, они обволакивают трубку ТЭНа в виде плёнки различной толщины. Чем толще такая пленка, тем хуже теплопередача от ТЭНа к жидкости, и в какой-то момент ТЭН может перегреться и выйти из строя. Особенно опасна в этом смысле вода, добываемая из артезианских скважин. Поэтому с самого начала эксплуатации ТЭНов необходимо озаботиться установкой всевозможных фильтров и умягчителей жидкости, а также производить профилактическую чистку ТЭНов и резервуаров.
  • Активная часть ТЭНа должна быть полностью погружена в жидкость. Напомним, что активная длина ТЭНа равна полной его длине за минусом длины «зоны непрогрева» ТЭНа (это величина, на которую контактная шпилька с торца входит внутрь ТЭНа). Большинство водяных ТЭНов имеют зоны непрогрева А=40 мм, и В=65 мм, поэтому такие ТЭНы должны быть погружены в жидкость практически полностью. В случае применения ТЭНов с другими зонами непрогрева (С=100 мм; D=125 мм; Е=160 мм; F=250 мм; G=400 мм и т.д.) уровень жидкости должен быть выше зоны непрогрева на 20 – 30 мм.
  • Иногда по технологическим причинам нагреваемую жидкость необходимо с некоторой периодичностью сливать из резервуара. В этом случае ТЭНы оголяются и из водной среды переходят в воздушную, т.е. работают в режиме смены сред «вода-воздух» (конечно, при сливе жидкости ТЭНы отключают). В таких случая не рекомендуется применять ТЭНы из черной стали, т.к при нагреве, остывании и смене сред черная сталь начинает интенсивно корродировать (ржаветь) и быстро разрушается. А, например, на нержавеющую сталь такие условия пагубного воздействия не оказывают.
  • Для установки ТЭНа в резервуаре и его герметизации (уплотнительная прокладка) на торцах ТЭНа закрепляют щтуцера – втулки с резьбой и фланцем под прокладку. Закрепление штуцера на торце ТЭНа производится разными способами. Один из них – опрессовка штуцера специальными пресс-ножницами. Этот способ создаёт прочное и достаточно герметичное соединение штуцера с трубкой ТЭНа, которое позволяет использовать ТЭН при нагреве жидкости в резервуарах с внутренним давлением не более 0,25 мПа ( 2,5 атм.). Т.е в обычных системах отопления, в обычных нагревательных резервуарах ТЭНы с опрессованными штуцерами используются очень широко.

Измерение сопротивления нагревательного элемента

Оценить состояние кипятильника можно при сравнении фактических значений величин с нормативными цифрами, полученными путём вычислений. Чтобы увидеть, насколько отличаются расчетные электротехнические характеристики от фактически определённых с помощью мультиметра показателей, достаточно знаний из школьного курса физики. Для проведения расчётов понадобятся такие исходные данные:

  • напряжение в розетке для СМА – 220 V;
  • мощность нагревателя стиральной машины – цифру берут из технического паспорта бытового прибора;
  • формула для расчёта сопротивления: отношение показателя сетевого напряжения во второй степени к номинальной мощности ТЭНа.

Как проверить тэн мультиметром

Как рассчитать мощность ТЭНа по сопротивлению?

Электрические водонагревательные приборы широко используются современными людьми для решения бытовых задач. Основным их элементом, обеспечивающим нагрев воды до нужной температуры, является трубчатый электронагреватель (ТЭН).

Проволочная спираль, расположенная внутри ТЕНа, обладает высоким удельным сопротивлением и нагревается, когда по ней проходит электроток, передавая тепло на корпус аппарата через теплопроводный наполнитель. Если стиральная машина, электрочайник или другой бытовой прибор перестает греть воду, то причиной неполадок чаще всего становится поломка термоэлектрического нагревателя.

В этом материале мы поговорим о том, как проверить ТЭН мультиметром, чтобы убедиться в его неисправности или же установить, что проблема – не в нагревателе.

Особенности проверки

Прежде чем проверять исправность ТЭНа, необходимо рассчитать его сопротивление, воспользовавшись для этого формулой R=U2/P. Буквы в ней означают:

  • R – сопротивление электронагревателя.
  • U – величина подаваемого напряжения.
  • P – мощность прибора, обозначенная на его корпусе.

Знать величину сопротивления необходимо, чтобы сравнить с ней результаты, полученные при тестировании.

Рассчитав ее по приведенной формуле, можно переходить непосредственно к диагностике. Проверка ТЭНа выполняется в следующем порядке:

  • Отсоединить шнур прибора от электропитания.
  • Переключатель тестера поставить в диапазон сопротивления, в котором находится полученный при расчете показатель.
  • Приложить щупы мультиметра к корпусу бытового прибора и по очереди – к выходным контактам нагревателя.
  • Расшифруйте показания на табло мультиметра. Если тестер показывает сопротивление, равное полученному при расчетах – ТЭН исправен. Цифра «0» свидетельствует о замыкании расположенной внутри элемента спирали. Цифра «1» или бесконечность означает, что спираль оборвана.

Подробно весь процесс на видео:

Закончив тестирование, следует прозвонить ТЭН, чтобы узнать, не идет ли на корпусную часть электрический пробой.

Эта процедура тоже выполняется с помощью мультиметра таким образом:

  • Регулятором на панели тестера установить измеритель в режим зуммера.
  • Прикоснуться щупами к корпусу и по очереди – ко всем контактам электронагревателя.

Если при соприкосновении щупов с клеммами прибор издает сигналы на высокой частоте, это говорит о том, что электричество «пробивает» на корпус. Дотрагиваться до такого прибора, если он подключен к сети, нельзя, иначе возможен сильный удар электротоком.

Как проверить ТЭН водонагревателя?

Проверяется бойлер на исправность электронагревателя в порядке, идентичном описанному выше. Единственная особенность этой процедуры заключается в том, что, помимо нагревательного элемента, также нужно проверить терморегулятор. Значение сопротивления исправных ТЭНов водонагревателей в зависимости от марки устройств может составлять от 0,37 до 0, 71 МОм.

Как и было сказано, после диагностики электронагревателя следует проверить, нет ли пробоя на корпусную часть. Как прозвонить нагревательный элемент с помощью мультиметра, мы уже рассказали: нужно установить измеритель в режим зуммера, а затем, касаясь контактов щупами мультиметра, прислушиваться к сигналам, которые издает прибор.

Как проверяется ТЭН стиральной машины?

Самая главная сложность при проверке нагревателя стиральной машинки заключается в том, что его довольно сложно найти – особенно это касается многих современных агрегатов, внутренне устройство которых довольно запутано. Чаще всего ТЭН в аппаратах для стирки находится поблизости от задней крышки, чуть ниже загрузочного бака. Однако в некоторых моделях его устанавливают с передней стороны, а в машинах, имеющих вертикальную загрузку, электронагреватели часто находятся с одной из боковых сторон.

Проверка нагревательного элемента стиральной машинки имеет еще один нюанс – эти ТЭНы снабжены тремя выходами, а при проверке нужно подключаться только к двум из них, и важно не перепутать эти контакты. Обычно клеммы, к которым нужно подсоединяться (нулевая и фазная), расположены по краям, а между ними находится контакт заземления, который для проверки значения не имеет.

В остальном диагностика ТЭНа стирального аппарата проводится в соответствии с приведенной выше инструкцией.

Величина сопротивления исправного электронагревателя современных стиральных машин в большинстве случаев составляет от 25 до 60 Ом.

Проверка ТЭНа электрического чайника

Электронагреватель у этих приборов всегда имеет свободный доступ, и найти его не составляет труда. Чтобы проверить его, необходимо в первую очередь рассчитать по формуле сопротивление элемента.

Затем нужно выставить измерительный прибор в режим минимального сопротивления, после чего приложить щупы к выводам ТЭНа и посмотреть, какие данные отразились на табло тестера.

При неисправном нагревателе значение полученного сопротивления будет заметно отличаться от расчетного. Если мультиметр показывает «1» или бесконечность – спираль оборвана.

О наличии КЗ можно говорить, если прибор выдает эти же показатели, когда один из его щупов приложен к металлической трубе, а другой – к нагревательному элементу.

На следующем видео процесс проверки ТЭНа электрочайника:

Заключение

В этой статье мы разобрались, как правильно проверять ТЭНы различных бытовых приборов с помощью мультиметра. Напоследок нужно сказать, что при обнаружении неисправности ТЭНа по причине короткого замыкания или обрыва спирали восстановить работоспособность бытовой техники можно, только заменив нерабочий элемент. То же самое необходимо сделать, если электронагреватель дает пробой на корпус устройства, иначе эксплуатация такого прибора может привести к поражению током.

Источник: https://YaElectrik.ru/elektroprovodka/kak-proverit-ten-multimetrom

Определение причин поломки нагревателя

Выход трубчатого элемента из строя может и не отразиться на исполнении машинкой заданного режима стирки, но у абсолютного большинства моделей срабатывает система автодиагностики. На дисплее СМА высвечивается буквенно-цифровой код, информирующий о соответствующей неисправности, а стирка временно останавливается.

нагреватель

Вытаскивание ТЭНа

Если экрана нет, поломка может обозначаться миганиями, свечениями светодиодных индикаторов.

Признаки неисправности ТЭНа можно определить по следующим обстоятельствам:

  1. Долгий нагрев воды. До +60ºС температура поднимается не меньше, чем за 5 минут: барабан не вращается до получаса.
  2. Утечка тока на корпус машинки. От прикосновения рукой к металлическим деталям срабатывает устройство защитного отключения (УЗО): свет в комнате, где находится СМА, гаснет.
  3. Следы пробоя электротоком на внешней поверхности нагревателя. Чтобы увидеть чёрные точки, потребуется предварительно очистить металл от слоя накипи. На неисправность укажут вздутия, царапины на трубчатой оболочке – это места вероятного сгорания спирали, находящейся внутри полости.
  4. Скорость потребления мощности машиной по квартирному электросчётчику. Расход 100 Вт за 3-5 минут при нагреве до +90ºС укажет на исправность ТЭНа.
  5. Стекло загрузочного люка холодное. После четверти часа стирки температура не повышается.
  6. Состояние белья, извлечённого из бака, барабана. На вещах обнаруживаются частицы нерастворённого порошка, неприятный запах нестираной одежды.

Причинами поломки нагревателя могут быть перепады напряжения в электросети, заводской брак, но чаще ТЭН выходит из строя из-за низкого качества воды, неправильной эксплуатации стиралки.

Уменьшить отложение солей жёсткости на трубчатом нагревателе можно с помощью фильтров предварительной очистки, регулярной добавкой в раствор умягчающих воду реагентов. Игнорирование этого фактора приводит к нарастанию известковой корки на поверхности ТЭНа, его перегреву и быстрому износу спирали.

ТЭНы в системе отопления

Разные виды ТЭНов

Нередко для обогрева помещений используют электроотопительные приборы. Одна из разновидностей такого отопления ТЭНы – трубчатые электронагреватели.

Что же представляет собой этот широко распространенный прибор? ТЭН – это устройство для среднетемпературного нагрева теплоносителя.

Конструктивно это тонкостенная металлическая трубка с помещенной внутрь спиралью, которая изготовлена из материала высокого сопротивления — нихрома. Концы спирали выходят наружу в виде контактного стержня, герметизируются и служат для подключения к электросети.

Сама трубка изготавливается из стали, углеродистой или нержавеющей. После помещения внутрь и центровки спирали, трубку заполняют специальным теплоносителем – периклазом и герметизируют. Находясь под высоким давлением, периклаз фиксирует спираль по оси и после этого ТЭН изгибают и придают ему необходимую форму в зависимости от модели.

Независимо от того, как именно будут использоваться ТЭНы – в котле отопления на твердом топливе или в инфракрасном обогревателе – существуют определенные правила установки и эксплуатации нагревателей такого типа.

При этом использовать электрические тэны можно в самых разных целях: для обогрева гаража, отопления дома, для установки в котлы отопления или в радиаторы.

Рассмотрим более подробно способы использования ТЭНов для отопления.

Устройство трубчатого электронагревателя

Разновидности ТЭНов для обогрева

Электронагреватели трубчатого типа различают по нескольким параметрам:

  • По типу рабочей среды: газовые (или воздушные) и водяные;
  • По типу нагревательной поверхности: ленточные, стержневые, оребренные, и, самые распространенные – трубчатые;
  • По способу использования: выпускают ТЭНы для котлов отопления, бойлеров, духовок, электроплит, радиаторов, стиральных машин и т.п.;
  • По мощности на единицу поверхности (номинальной и максимальной): в продаже есть модели от 15 Вт до 15 КВт на единицу;
  • По дополнительным опциям; наличие терморегуляторов и датчиков автоматического отключения в случае перегрева.

Расчет мощности для нагрева воды ТЭНом

Определение технических параметров приборов и расчёт нагрева воды – мощности нагревателя, змеевика, количества тепла и расхода энергии для нагрева воды – зависит от типа устройства электроводонагревателей, которые бывают накопительными и проточными.

Общие данные, необходимые для вычислений

Чем мощнее электрообогреватель, тем быстрее он подогревает заданное количество воды. Поэтому приборы по этому параметру подбирается в соответствии с задачами, необходимым объёмом и допустимым временем ожидания.

Так, например, нагрев до 60°С 15 литров с нагревателем в 1,5 кВт займёт около полутора часов.

Однако для больших объёмов (например, для наполнения 100-литровой ванны) при разумном времени ожидания (до 3 часов) для доведения жидкости до комфортной температуры понадобится устройство на 3 кВт мощнее.

Для полноценного вычисления расчётной мощности необходимо учесть ряд параметров:

  1. Рабочий ресурс бытовой электросети. Проблема «выбивания пробок» особенно актуально стоит в домах вторичного жилфонда. Некоторые жильцы, столкнувшись с ней (например, при установке электрических радиаторов), решали вопрос добавлением отдельного кабеля, усилением проводки. Однако более универсальный рецепт – покупка водонагревателя со средним или низким энергопотреблением (чаще это приборы накопительного типа). Разница между количеством киловатт бытовой электросети и совокупной мощностью всех домашних электроприборов даст значение оптимальной мощности водонагревателя, к которому нужно стремиться.
  2. Соотношение мощности ТЭНа (нагревательного элемента) и объёма бака. Параметр, более важный для устройств накопительного типа, в которых вода расходуется постепенно, и критичной становится скорость её остывания. Чтобы 1-киловаттный водонагреватель не покупали со 100-литровыми баками, производители приводят ориентировочную таблицу, где 1-киловаттный прибор предназначен на 15 литров, 1,5 кВт – на 50, 2 кВт – на 50-100, а 5 кВт – на 200-литровый бак.
  3. Скорость водорасхода в минуту. Параметр имеет большее значение для проточных водонагревателей. В обиходе мощностные показатели такого нагревательного устройства (с учётом максимальной ресурсозатратности) рассчитываютсяпутём умножения на два количества литров ворорасхода в минуту. То есть, если на проточное мытьё посуды в среднем тратится 4 л/мин., то ТЭН должен быть 8 кВт. Если при приёме душа расходуется 8 л/мин., то необходим 16-киловаттныйТЭН. Вычисления усложняет то, что в квартире используются сразу 2 (а иногда и 3) точки водозабора. В этом случае, рекомендуется в вычислениях получившуюся величину умножать в полтора раза.

Накопительные водонагреватели (бойлеры)

Без физико-математических формул бытовой расчёт описывается следующим образом: за 1 час 1 кВт нагревает 860 литров на 1 К. Для более точного определения времени нагревания, мощностных характеристик, объёма используется универсальная формула, из которой потом выводятся остальные результаты:

Эта формула состоит из нескольких и отражает целый ряд параметров, учитывая при этом фактор теплопотерь. (При малых мощностных характеристиках и большом объёме этот фактор становится более существенным, однако в бытовых нагревателях этим учётным значением чаще пренебрегают):

Nfull – мощностные характеристики нагревательного элемента,

Qc – теплопотери водонагревательной ёмкости.

  1. c= Q/m*(tк-tн)
      С – удельная теплоёмкость,
  2. Q – количество теплоты,
  3. m – масса в килограммах (либо объём в литрах),
  4. tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры.
  5. N=Q/t
      N – мощностные характеристики нагрева.
  6. t — время нагревания в секундах.
  7. N = Nfull — (1000/24)*Qc

Упрощенные формулы с постоянным коэффициентом:

  • Расчёт мощности ТЭНа для нагрева воды нужной температуры:W= 0,00117*V*(tк-tн)/T
  • Определение времени, необходимого для нагревания воды в водонагревателе:T= 0,00117*V*(tк-tн)/W

Составляющие формул:

  • W (в кВТ) – мощностная характеристика ТЭНов (нагревательного элемента),
  • Т (в часах) – время нагрева воды,
  • V (в литрах) – объем бака,
  • tк и tн (в °С) – конечная и начальная температуры (конечная – обычно 60°C).

Часто объём приравнивают к массе (m). Тогда определение мощности ТЭНа будет производиться по формуле: W= 0,00117*m*(tк-tн)/T. Формулы считаются упрощёнными, ещё и потому что в них не учитывается:

  • фактическая мощность электросети,
  • температура окружающей среды,
  • конструктивные особенности и потенциальные теплопотери бака,
  • рекомендации некоторых производителей, относительно tн (порядка 5-8 °С летом и 15-18 °С – зимой).

При покупке устройства надо принимать во вниание, что относительно низкие мощностные характеристики накопительных водонагревателей по сравнению с проточными ещё не гарантируют финансовую экономию.

Накопительные меньше «забирают», но из-за того, что работают дольше, больше и расходуют.

Для финансовой экономии более надёжной стратегией будет общее снижение водопотребления за счёт установки различного вида экономителей (https://water-save.com/) и строгий учёт водорасхода.

Проточные водонагреватели

В расчете количества тепла для нагрева проточной воды надо учитывать разницу в стандартах напряжения России (220 В) и Европы (230 В), так как значительная часть электроводонагревателей изготовляется западноевропейскими компаниями. Благодаря этой разнице номинальный показатель в 10 кВт в таком приборе при подключении к российской сети в 220В будет на 8,5% меньше – 9,15.

Максимальный гидропоток V (в литрах за минуту) с заданными мощностными характеристиками W (в киловаттах) рассчитывается по формуле: V= 14,3*(W/t2-t1), в которой t1 и t2– температуры на входе в нагреватель и в результате подогрева соответственно.

Ориентировочные мощностные характеристики электроводонагревателей применительно к бытовым потребностям (в киловаттах):

  • 4−6 – только для мытья рук и посуды,
  • 6−8 – для принятия душа,
  • 10−15 – для мойки и душа,
  • 15−20 – для полного водоснабжения квартиры или частного дома.

Выбор затрудняет то, что нагреватели выпускаются в двух вариантах подключения: к однофазной (220 В) и трёхфазной (380 В) сети. Однако нагреватели для однофазной сети, как правило, не выпускаются выше 10 киловатт.

Вычисления для бассейнов

Расчет нагрева воды в бассейне складывается из вычисления параметров электронагревателя и объёма, который необходимо подогреть. В таблице указано приблизительное время в часах, за которое температура поднимается с 10 °С до 28 °С. При этом существенную роль в конечных вычислениях играет площадь водяного «зеркала», температура окружающей среды, степень открытости/ закрытости места расположения бассейна.

Читайте далее

Источник: https://hitropop.com/voda/uchet/raschet-nagreva-vody-tehnom.html

Как поменять нагревательное устройство?

Мы отыскали ТЭН и удостоверились в том, что его следует сменить. Для начала отключаем все провода. Чтобы в дальнейшем ничего не напутать, порядок их подключения рекомендуется предварительно зафиксировать фотоаппаратом.

Замена ТЭНа стиральной машины

Чтобы извлечь ТЭН, необходимо открутить гайку, расположенную в средней части устройства. Теперь нужно поддеть нагреватель отверткой и осторожно доставать, покачивая в разные стороны. Теперь рекомендуется сразу удалить накипь с других элементов, окружающих водонагревательный прибор. Новый ТЭН аккуратно устанавливается на специальные крепления. Если допустить ошибку, то во время работы он будет прикасаться к баку. Остается только подсоединить провода и собрать машинку, чтобы запустить ее для проверки.

Какой мультиметр можно использовать

Чтобы прозвонить ТЭН для проверки его исправности, можно использовать как современную цифровую, так и старую стрелочную модель мультиметра – важно лишь, чтобы прибор давал точные показания. Профессиональные электрики используют в работе мультиметры, оснащенные звуковым сигналом: они позволяют узнать результат, не отвлекаясь от работы с несправным прибором.

Цифровой мультиметр дает более точные результаты, однако это необходимо только профессионалам. Домашний мастер может пользоваться даже стрелочной моделью – она позволит определить, готов ли нагревательный элемент к использованию.

Проверка сопротивления остается самым простым и удобным способом определить, есть ли в работе ТЭНа отклонения. При выявлении нарушений нагревательный элемент меняется на аналогичную деталь, и работоспособность водонагревателя или другого прибора восстанавливается. Чтобы предотвратить повторные неполадки, рекомендуется использовать смягчители для воды, предотвращающие образование накипи.

Типы электрических ТЭНов

Конструкция ТЭНа

Довольно подробно конструкция трубчатого электронагревателя показана на изображении ниже.

Самый важный элементом всех ТЭНов – это нагреватель, им служит чаще всего нить нихрома (1), расположенная в середине трубки по всей ее длине, она прикреплена к выходной шпильке (6).

Нить имеет определенное внутреннее сопротивление и когда по ней протекает электрический ток, она нагревается.

Материал для нагревателя должен обладать большим сопротивлением протекающему по нему току, их также выполняют из сплавов, включающих в свой состав нихром или константан.

Сопротивление нагревателя подбирается в соответствии с необходимой мощностью ТЭН. Здесь работает главный закон электротехники – закон Ома, и известная формула:

P = U*I, где I – сила тока, U – напряжение сети, P – мощность.

Так, например, чтобы мощнсть ТЭНа была 1кВт (1000Вт), в однофазной сети 220В, сопротивление нити находится следующим образом:

Сначала определяем ТОК:

I= P/U=1000Вт/220В=4,55А

Непосредственно сопротивление определяем по фомуле:

R = U / I, где R – сопротивление ТЭНа в Омах U — напряжение в вольтах I — сила тока в амперах

Соответственно сопротивление нихромовой нити электронагревателя R=220/4,55=48,4 Ом.

Как вы поняли, чем ниже сопротивление трубчатого электронагревателя, тем выше его мощность, при этом практически вся она расходуется на нагрев нити. КПД ТЭНов близок к 100%, т.е. чем он мощнее, тем больше и быстрее нагревается.

Между нитью нихрома и трубкой расположен изолятор (2), выдерживающий высокие температуры.

Для изготовления трубки ТЭН (3) выбирают низко коррозийные металлы именно такие ТЭН наиболее часто применяются в быту и промышленности.

Стеклянные ТЭН используются в агрессивных средах, например, в лабораториях, где необходимо подогревать химические смеси.

Стеклянные трубки в нагревателях можно встретить и бытовых обогревателях, использующих инфракрасное излучение. Керамические трубки в нагревателях применяются крайне редко.

Диаметр трубок может быть разным, но применение нашли трубки диаметром от шести до двадцати четырех миллиметров.

Изолятор должен обладать высокими изоляционными свойствами и одновременно быть эффективным для передачи тепла от нагревателя к трубке.

Электропитание ТЭН осуществляется с помощью клемм (4) расположенных на изолирующих вставках (5).

Клеммы могут быть расположены как с одного конца, так и с двух концов ТЭН. Некоторые виды ТЭН оснащаются встроенным предохранителем. Такие нагреватели используются в стиральных и посудомоечных машинах.

Основные типы ТЭНов и их назначение

Тэны чаще всего классифицируются по виду и основному применению, различают:

ТЭН для обогрева воздуха

Температура таких ТЭНов достигает 450 градусов по Цельсию. Такие трубчатые электронагреватели используются для обогрева воздуха промышленных и бытовых помещений.

Они являются основой конвекторов, воздушных тепловых завес, различных сушильных камер. Подобные электронагреватели изготавливаются с гладкими трубками и с трубками, у которых есть ребра.

Ребра у таких тепло электронагревателей производятся из стальной ленты, крепящейся к трубке по спирали. Применение ребер увеличивает площадь поверхности ТЭН и поэтому нагрузка на нить нагрева ТЭН снижается почти в три раза, что в свою очередь, увеличивает срок службы.

ТЭН для воды

Такие тепло электронагреватели используются в бойлерах, стиральных машинах. В таких агрегатах вода может нагреваться до ста градусов по Цельсию.

Для больших объемов воды, где требуется большая мощность нагрева, применяют блочные ТЭН.

Кстати, довольно подробно мы уже описывали как подключать ТЭНы электрокотла.

Часто в электронагревателях используют терморегулятор. Он отключает электронагреватель от сети питания при нагреве воды до нужной температуры. При остывании воды терморегулятор снова подключает электропитание ТЭН для нагрева.

Гибкие ТЭНы

Они находят применение в пресс-формах и горячеканальных системах. Они очень удобны, когда требуется придать форму контура горячеканальных систем. Изготавливаются такие электронагреватели любых размеров.

Разновидностью гибкого электронагревателя, знакомого нам в быту, является саморегулирующийся кабель для системы «теплых полов». Такой кабель используется для отопления помещений.

Патронные ТЭНП

К отдельному виду можно отнести патронные ТЭНы, выводы для подключения электропитания у них расположены, чаще всего, с одной стороны. Размер таких нагревателей может достигать 350 сантиметров. Главное их отличие от остальных типов — компактный корпус, чаще всего они представляют собой гильзу их нержавеющей стали с электровыводами.

Данный тип выделяется большой удельной мощностью. Тепло от нагревателя передается как контактным методом, так и путем конвекции.

Эти тепло электронагреватели широко применяются в промышленности для разогрева масел, для нагрева различных металлических форм, смонтировав их в высверленном отверстии. Ими оборудуются агрегаты в обувной отрасли, литейном производстве, автомобильной промышленности.

Если же у вас остались вопросы о классификации трубчатых нагревателей, их строении или основных сферах применения – обязательно оставляйте их в комментариях к статье, так же приветствуются мнения, здоровая критика, либо любая дополнительная информация и личный опыт, буду рад общению.

rozetkaonline.ru

Проверяем на пробой

Если даже спираль нагревательного элемента в полном порядке, это не значит, что все нормально. Возможно, находящийся внутри диэлектрик ушел на корпусную часть стиралки, а это уже таит в себе опасность для вашего организма.

Для организации проверки ТЭНа на пробой выставляем тестер в режим «зуммер». После соединения проводов на приборе должна загореться лампа и раздаться писк.

Теперь тестером берем клемму ТЭНа, второй щуп прикладываем к корпусу. Если писка нет, то все в полном порядке. В противном случае, нагревательное устройство придется однозначно заменить.

Применение мегаомметра

Его флажок нужно повернуть в сторону 50 вольт, один контакт подсоединить к контакту ТЭНа, а второй к корпусу. Если на дисплее мегаомметра появилось значение более 0,5 Мом, то водонагреватель полностью исправен.

Контрольной лампочкой

Это устройство электрики используют при отсутствии тестера. К одному из контактов подключают ноль от сети, ко второму — пропущенную через лампу фазу. Если индикатор загорелся, нагревательная трубка исправна, заменять ее не нужно.

Авометром

Проверка этим прибором помогает убедиться в исправности ТЭНа. Для этого выполняют следующие действия:

  1. Отключают бойлер от электросети. Демонтируют защитную крышку.
  2. Отключают идущие к ТЭНу провода. Подсоединяют клеммы нагревателя к авометру, снимают показания, сравнивают их с параметрами в техническом паспорте.

С применением контрольки электрика

Проверить ТЭН этим способом может каждый. Для этого любую лампу последовательно соединяют с нагревателем и бытовой электросетью. Проверку выполняют так:

  1. Подключают кабель с вилкой к одному из контактов патрона лампы. Ко второму выводу подсоединяют другой отрезок провода.
  2. Вкручивают в патрон лампу, работающую от сети 220 В. Свободный кабель патрона подсоединяют к оставшемуся контакту ТЭНа. Вилку вводят в розетку. Если спираль исправна, лампа загорается. Когда этого не происходит, нагреватель неисправен.
  3. Вынимают вилку, правый вывод патрона подключают к колбе ТЭНа. Вставляют штепсель в розетку. Если лампа не горит, между изоляцией и колбой присутствует сопротивление, деталь исправна.

Индикатор фазы

При наличии такого инструмента можно проверить работоспособность ТЭНа. Сопротивление изолирующего наполнителя будет измерено с большей точностью. Для проверки выполняют такие действия:

  1. Находят фазу в розетке. Чаще всего она расположена справа.
  2. Соединяют один из контактов нагревателя с фазным выводом, используя отрезок кабеля. Жалом индикатора прикасаются к противоположному стержню ТЭНа. При этом должна загореться лампа. Если она не светится, спираль оборвана.
  3. Касаются жалом колбы элемента. Лампа гореть не должна. Свечение индикатора свидетельствует о соприкосновении спирали с трубкой.

С помощью светодиода, батарейки или источника питания

При отсутствии тестера можно использовать севший аккумулятор «Крона» и имеющийся в любом бытовом приборе индикатор. Светодиод последовательно подключают к батарейке и ТЭНу. Нагреватель имеет сопротивление, поэтому включать в цепь резистор необязательно. Если светодиод загорается, спираль исправна. Чтобы проверить сопротивление изоляции, отключают собранную схему от контактов ТЭНа, прикладывают ее к трубке элемента. Светодиод не должен загораться. Батарейку в схеме можно заменить зарядным устройством от ноутбука или сотового телефона.

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ – угол сдвига между фазой тока и напряжения, причем если последний опережает ток сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.

cos φ – безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной и показывает насколько эффективно используется энергия.

Формула расчета косинуса фи: cos φ = S / P

  • S – полная мощность, ВА (Вольт-ампер);
  • P – активная мощность, Вт.

Активная мощность (P) — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует.

Формула расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ

Реактивная мощность (Q) — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается обратно к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи, поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно. Такой эффект создают катушки и конденсаторы.

Формула расчета реактивной мощности: P (ВАР) = I × U × sin φ

Что это такое и как выглядит в квитанции?

ГВС (Подогрев) означает общую стоимость энергии, затраченной на нагрев холодной воды. Горячая вода в МКД оплачивается жителями согласно счетчику или индивидуальному коэффициенту. Дополнительно учитывается тариф за кубометр, который установлен согласно нормативам региона, где проживает гражданин.

Чтобы найти пункт ГВС в квитанции на оплату ЖКУ, необходимо посмотреть столбец «Вид платежа». В подразделе «Содержание общедомового имущества» будет строка «ГВС. Подогрев», где представлена информация о тарифе, норме потребления энергии, коэффициенте СОИ и МСП.

Технологический процесс:

  1. ХВС подается в многоквартирный дом.
  2. С помощью бойлера происходит нагрев до установленной температуры.
  3. Затем вода подается жителям дома.

Как найти деталь

В разных марках стиральных машин ТЭН расположен по-разному – в Индезит и Аристон он сзади , а в Бош и Сименс удобнее добраться спереди. Если у вас есть схема подключения ТЭНа стиральной машины, действовать будет проще.

Но если отталкиваться не от чего, то отыщите его расположение самостоятельно:

  • Осмотрите заднюю панель. Если задняя крышка СМ довольно крупная, то с большой вероятностью ТЭН находится за ней.

Как найти деталь

  • Положите стиралку на бок и загляните в нее со стороны дна, чтобы обнаружить нагреватель.
  • Простой и эффективный способ: снимите заднюю крышку. Если даже за ней вы не найдете ТЭН, то поставить панель на место не составит труда.

Внимание! Также можно вооружиться фонариком и просветить барабан изнутри, но нужны терпение и хорошее зрение, чтобы понять точное месторасположение нагревателя.

Если ТЭН найден, самое время разобраться в том, как проверить нагревательный элемент тестером. Перед тем как прозвонить ТЭН, не обязательно извлекать его.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти открытую форму документа
  • Samsung как найти стилус
  • Как найти меньший угол вписанного в окружность
  • Как найти модуль напряженности однородного электрического поля
  • Failed to load playersettings internal index 0 как исправить