Онлайн калькулятор закона ома: простой расчет участка цепи

Уравнение закона Ома:

Согласно закону Ома, величина тока (I), проходящего через металлический проводник в цепи, прямо пропорциональна напряжению (V), приложенному к нему, для соответствующей температуры. Георг Саймон Ом выразил свое открытие в форме простого уравнения закона Ома, которое описывает взаимосвязь напряжения, расчет тока по мощности и сопротивления:

V = ИК

В этом уравнении закона Ома напряжение (В) равно току (I), умноженному на сопротивление (R). Итак, используя это уравнение закона Ома, можно разделить на два варианта, решая для тока (I) и сопротивления (R) соответственно:

I = E / R и R = E / I

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

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

Минусы и плюсы радиаторного ТЭНа

Электронагреватели трубчатого типа дают возможность собрать практичную и достаточно эффективную отопительную систему основного или дополнительного обогрева.

К достоинствам приборов можно отнести:

  1. Предельную простоту монтажа. С этой работой справится каждый начинающий мастер.
  2. Невысокую стоимость устройства, правда, имеется в виду цена одного ТЭНа, без дополнительного оборудования.
  3. Большую надежность по сравнению с масляными радиаторами. Кроме того, батареи с ТЭНами ремонтопригодны. При выходе оборудования из строя будет достаточно заменить нагреватель.
  4. Наличие дополнительных опций и функционала.
  5. Возможность автоматического управления отопительной системой, но для этого понадобится дополнительное оборудование.

Мы перечислили основные достоинства радиаторных ТЭНов, рассмотрим их значимые недостатки. Их довольно много. Прежде всего, это внушительные эксплуатационные расходы, что объясняется высокой стоимостью электроэнергии. Их можно снизить, если полностью автоматизировать управление системой отопления.

В этом случае ТЭНы будут включаться в работу только после того, как температура в помещении понизится до определенного минимальным значения. И выключаться по достижению температуры, определенной как комфортной. Работа в таком режиме максимально экономична.

Самые простые по конструкции радиаторные ТЭНы не оснащены автоматическим управлением. Чтобы автоматизировать такую систему, понадобится приобретение дополнительного оборудования

Однако оборудование для автоматизации потребует финансовых вложений. Если рассматривать покупку ТЭНа в комплекте с радиатором и с автоматикой, стоимость такого комплекта будет намного больше цены электрического конвектора или же масляного радиатора.

Но при этом последние по уровню предоставляемого комфорта ничем не уступают, а кое в чем даже превосходят радиаторы с ТЭНами. Например, последние требуют стационарной установки, тогда как электрические конвекторы и масляные радиаторы более мобильны и компактны.

Кроме того, как и любой другой электрический прибор, в процессе работы ТЭНы генерируют магнитное поле. Его опасность для организма не доказана, равно как и безопасность. Поэтому стоит отнести наличие такого поля к отрицательным качествам устройств, ведь они монтируются в радиаторы, то есть находятся в непосредственной близости от людей.

В других отопительных системах, работающих от электричества, этот недостаток в какой-то мере нивелируется. К примеру, электрокотлы располагаются в нежилых помещениях, где присутствие человека кратковременно.

Один из самых значимых недостатков радиаторных ТЭНов – это относительно невысокая эффективность. Если сравнивать ее с эффективностью традиционных систем, работающих с жидким теплоносителем, она окажется значительно ниже.

Связано это с тем, что в первом случае теплоноситель движется с довольно высокой скоростью. Благодаря этому радиатор прогревается достаточно быстро и полностью.

Чтобы увеличить теплоотдачу оборудованных ТЭНами радиаторов, можно накрыть стену, а которой закреплено устройство, отражающим экраном из фольги. Тепловое излучение будет двигаться только в комнату

Функционирование ТЭНа не в состоянии обеспечить такую высокую скорость. В результате нагрев корпуса батареи будет неравномерным. В нижней части температура будет намного выше, чем в верхней.

Учитывая, что в целях безопасности не следует допускать разогрев батареи выше +70ºС, такая температура будет присутствовать только в нижней части радиатора, где находится ТЭН. Следовательно, чтобы не допустить перегрева оборудования, придется уменьшать его мощность примерно на треть.

Ремонт бойлера: устранение часто возникающих неисправностей

Существует несколько наиболее частых неполадок, возникающих в процессе использования водонагревателя. Часть из них может быть устранена самостоятельно. Для устранения других не обойтись без помощи профессионала:

Повреждение целостности внутреннего резервуара или наружной оболочки

Подобная неисправность может возникнуть в процессе неаккуратного монтажа или небрежного использования прибора. Например, скол или трещина может возникнуть, если случайно стукнуть бойлер или уронить на него тяжёлый предмет.

В результате подобной поломки начнётся разрушение теплоизоляционного материала и ухудшение теплоизолирующих свойств прибора. Так же возможно активное развитие коррозии. Устранить подобную неисправность собственными силами практически невозможно. Потребуется либо обратиться к специалистам, либо купить новый накопитель.

Замена прокладки

В том случае, если образовалась протечка в месте расположения защитной прокладки, нужно её просто заменить, проведя самостоятельное тех. обслуживание прибора.

Поломка ТЭНа

Одна из наиболее часто возникающих неисправностей — это поломка ТЭНа.

До начала замены нагревательного элемента нужно убедиться, что электроэнергия поступает к накопителю. Это можно сделать при помощи тестера:

  • Шкала измерительного прибора устанавливается в пределах 220-250 В
  • Фиксируем напряжение на клеммах тестера, подсоединенного к электросети
  • Отсутствие напряжения означает поломку бойлера
  • В том случае, если напряжение есть, проверка должна быть продолжена
  • Бойлер нужно отключить от сети
  • Затем отсоединяем термостат от ТЭНа и снимаем изоляцию с контактов ТЭНа
  • При помощи измерительного прибора снимаем показания на открытых контактах
  • Присутствие напряжения говорит об исправности нагревательного элемента и наоборот
  • Тестер должен быть выставлен на максимум. Проводим проверку напряжения на входе и выходе из прибора
  • При отсутствии показаний необходима замена детали
    (наличие положительной реакции так же не даёт стопроцентной уверенности в исправности прибора. Необходимо продолжить измерения)
  • Устанавливаем измерительный прибор на минимум и проводим проверку на контактах термостата в течение небольшого времени
  • Пробуем прогреть термодатчик спичками или зажигалкой и следим за термореле. В том случае, когда нагревание вызвало размыкание термореле, устройство исправно. В обратной ситуации потребуется его замена.

Прочие неисправности бойлера

В случаях, когда ТЭН и терморегулятор работают исправно, но нагрева воды не происходит, возможная причина кроется в настройках бойлера. Если это не помогло, возможно неисправна плата управления. В данной ситуации необходимо обратиться в сервисный центр.

При выявлении поломки той или иной детали необходимо заменять её на точно такую же, соответствующую всем её характеристикам (не только по внешнему виду) Разборку накопителя для ТО стоит выполнять очень аккуратно и постепенно. В том случае если разбить колбы устройства, скорее всего необходимо будет целиком менять термостат.

В тех ситуациях, когда вы не уверены в своих силах по проверке или замене той, или иной детали, лучше обратиться в специализированный сервис, чтобы не возникла необходимость покупки нового накопителя.

Подключения по схеме «звезда»

В качестве примера приведем подключение по схеме «звезда» с тремя электронагревателями. Таким способом можно подключать сухие ТЭНы с четырьмя болтами выводов и блоки ТЭН.

Каждый второй вывод нагревательного элемента подключается к соответствующей фазе. Первые выводы при этом соединены вместе и образовывают общую точку определяющуюся как нулевая или нейтральная. Соединённая нагрузка в данном случае считается трехпроводной.

Трехпроводное подключение предназначено для рабочего напряжения 380 Вольт. Ниже рассмотрим схему подсоединения трубчатого нагревателя к трехфазной сети

. Включение и отключение напряжения производится в указанном случае автоматически за счет трехполюсных выключателей.

В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.

Помимо трехпроводного подключения можно подключаться к сети и по четырехпроводной схеме «звезда». В данном случае подключают нагреватели в трехфазную сеть, напряжение которой составляет 220 Вольт. Нулевая точка нагрузки соединяется с нейтральной точкой питающего источника.

Представленная схема показывает соединение правых выводов трубчатых элементов нагрева к соответствующим фазам, левые при этом замыкаются в одной точке, подключенной к нейтральной шине источника питания. Между нулем и выводами нагревателей напряжение 220 Вольт.

Если нужно полностью отключить нагрузку от электрической сети применяются выключатели «3+N» или «3Р+N», которые работают в автоматическом режиме. С помощью таких автоматов можно полностью перевести все силовые контакты на автоматизированный режим работы. Для наглядного практического применения схемы типа «звезда» рассмотрим подключение электронагревателей котла.

Сколько кВт·ч энергии тратится на нагрев воды

Этот калькулятор высчитает сколько денег, электроэнергии и времени тратится на нагрев воды. Вам не потребуется ни формул, ни коэффициентов: просто введите ваши данные и получите ответ.

Для расчета потребленной электроэнергии надо указать температуру холодной и горячей воды, а также её объём (массу). Вы можете указать КПД нагревательного прибора, если он вам известен. Если задать КПД 100%, то расчет покажет только полезную мощность затраченную на нагрев воды. При указании реального КПД расчет выдаст полную мощность потребленную от сети.

Чтобы оценить сколько времени занимает нагрев, укажите мощность электроприбора, которым вы греете воду, в киловаттах (кВт). Мощность часто указана на корпусе прибора, а также в его руководстве по эксплуатации или паспорте.

Кипячение воды в электрочайнике

Обычно я наливаю в чайник воду комнатной температуры 20°C до отметки 1 литр и всегда довожу до кипения (до 100 градусов). Мощность чайника 2 кВт. Простейший расчет показывает, что на кипячение потратится примерно 0,1 кВт ч (киловатт часов) электроэнергии, 3 минуты времени, и, по московским тарифам, пятьдесят копеек денег.

Значит, каждое чаепитие прибавляет пол рубля в счет за электроэнергию, но это значительно меньше цены порции чая или кофе.

Подогрев воды в накопительном водонагревателе

Принимая душ, я каждый раз полностью опустошаю всю горячую воду из накопительного нагревателя, потому как в конце вода становится холодной. Зимой нагреватель греет холодную водопроводную воду от 5 до 45 градусов. Объем бачка 80 литров. При мощности тэнов 2 кВт, свежая вода в бачке будет нагреваться 2 часа, при этом потратится примерно 4 кВт электроэнергии и 20 рублей денег на её оплату. Летом вода греется от 18 до 45.

Значит, зимой каждое принятие душа обходится семейной казне в 20 рублей, а летом — в 15 рублей, если не считать стоимость холодной воды.

Несмотря на широкий сегодняшний ассортимент и функциональность выпускаемых различными производителями электробойлеров, их самодельные аналоги и в наше время не потеряли своей актуальности.

Обусловлено это прежде всего меньшей стоимостью последних, поэтому для реализации нагрева воды, скажем для летнего душа или умывальника на даче многие нередко используют самодельные электроводонагреватели, конструктивно представляющие собой емкость с нагревательным элементом — ТЭНом.

Проверка утечки тока ТЭН

В первую очередь поиск причины неисправности необходимо начинать с проверки на утечку тока. Обычно, если такое происходит, сразу при включении в сеть срабатывает УЗО или дифференциальный выключатель и линия обесточивается.

Поиск утечки выполняется в следующим образом:

1. Отключаем проверяемый электроприбор из розетки;

2. Разбираем его, чтобы получить доступ к клеммам электронагревателя;

3. Включаем на мультиметре режим прозвонки и вставляем щупы в разъемы «COM» и «VMa»;

4. Прозваниваем сперва один контакт на корпус устройства, затем другой;

5. Возможные результаты:

     – Есть сигнал, на дисплее показатель близкий к «0» – ТЭН неисправен;

     – Нет сигнала, на дисплее «1» – утечки нет;

К сожалению, прозвонив таким образом, вы не всегда сможете обнаружить пробой. Довольно часто, выявляет это только специализированный тестер – мегаомметр, который проверяет цепи высоким напряжением. Мелкие повреждения изоляции выявляются только так. Мультиметр поймает лишь явные дефекты, например, когда фазный проводник касается нулевого.

Нередко, утечку поможет выявить замер на включённом ТЭНе. Но я не советую этого делать, если вы не уверены в своих навыках работы с электрооборудованием на все 100%.

Если вы обнаружили утечку, связь между одним из контактов и корпусом – нужно искать место пробоя. Я советую отсоединить питающие провода от электронагревателя и сделать замер без них. Тогда вы поймёте, виноват нагревательный элемент или другие элементы цепи питания.

Если же проблема не обнаружена, продолжаем диагностику:

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/t 2 -t 1), в которой t 1 и t 2 – 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.

Обзор видов

Удобно, если горячая вода всегда под рукой. Для этого создан термопот – устройство, напоминающее чайник и термос одновременно. У него 2 задачи:

  • нагреть воду до кипения;

  • поддерживать температуру в районе 75-95°С.

Такие приборы изготавливают известные фирмы:

  • Zojirushi – дорогие элитные модели;

  • «Дельта» – простые и доступные предложения;

  • «Хоттер» – устройства среднего уровня.

И множество других. Но конструкции у этих приборов почти одинаковые.

Различается внутренний объем корпуса – от 2,5 до 8 литров. Самые популярные – модели на 5 литров.

Используются разные материалы корпуса:

  • жаростойкий пластик;

  • стекло;

  • металл;

  • керамика.

Керамические модели самые компактные и безотказные. А еще экологически чистые. Они нагревают воду за 5-10 секунд. Конечно, это зависит от мощности.

Мощность таких устройств составляет 600-1000 ватт. Чем больше, тем на большее количество человек хватит одного термопота. А вот покупать прибор ради эпизодического использования не стоит – слишком много денег уйдет на электроэнергию.

Зато термопот удобнее, чем электрочайник, ведь он обладает массой дополнительных функций:

  • ЖК-дисплей с отображением режимов;

  • таймер;

  • звуковые уведомления;

  • отложенный старт (придете с работы, а вода уже горячая);

  • варианты наполнения стакана – полностью или наполовину;

  • всевозможные защиты и масса других полезных функций.

А чтобы воду наливать было удобнее, термопоты оснащаются насосами. Дорогие – электрическими, с рабочим напряжением 12 В. Бюджетные – ручной помпой.

Еще один плюс дорогих устройств – сдвоенный нагревательный элемент. Одна часть (мощная) кипятит воду, другая (слабая) лишь поддерживает заданную температуру.

А принципиальных отличий в конструкции нагревателя нет. ТЭН для термопота – это трубчатый электрический нагреватель, внутри которого витками размещена нихромовая проволока. Между проволокой и трубкой проложен слой изоляции (обычно из слюды), благодаря которому устройство не бьется током.

Как видите, конструкция простая, поэтому проверить ее самостоятельно сможет каждый.

Основные характеристики и устройство ТЭНов.

Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

  1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
  2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
  3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
  5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
  6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
  7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

  • L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
  • Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
  • Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
  • Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
  • d — диаметр ТЭНа.

Как проверить тэн в электроплите

Для диагностики тэнов электрической плиты используется мультиметр. При этом проверяется такой показатель как сопротивление. Величина данной характеристики соответствует нескольким сотням Ом. В случае если величина сопротивления будет занижена, это говорит о возникновении в нем короткого замыкания. При показании равном бесконечности, будет ясно, что произошел обрыв элемента. Данные ситуации, описанные выше, предусматривают замену неисправного нагревательного инструмента.

Конфорки электрической плиты обладают четырьмя выводами. При этом в них заключаются два нагревательных компонента. Эти компоненты обладают различными размерами мощности и сопротивления.

Тэны не должны быть взаимосвязаны с корпусом. Для такого обследования нужно переключатель мультиметра переключить на диапазон, который соответствует зуммеру. Один из щупов присоединяется к выводу тэна, второй проводник подсоединяется к поверхности электроприбора. Если прозвонка издаст сигнал, значит, произошла утечка тока. Такой компонент также требует замены на исправный.

В этой статье мы подробно рассмотрим, как своими руками можно проверить исправность ТЭНа — нагревательного элемента.

В настоящее время в быту широко применяются водонагревательные приборы. Это — стиральные машины, электрочайники , электроплиты, бойлеры, и другие приборы.

Во всех этих приборах нагрев воды происходит при помощи ТЭНа — трубчатого электронагревателя.

Внутри ТЭНа находится проволочная спираль с высоким удельным электрическим сопротивлением, которая при прохождении по ней электрического тока нагревается.

Пространство между спиралью и корпусом ТЭНа заполнено электроизоляционным наполнителем с высокой теплопроводностью, который хорошо проводит тепло.

Когда электронагревательные приборы перестают нагревать воду, чаще всего виной этому — выход из строя ТЭНа.

Итак, как проверить ТЭН?

1. Перед проверкой необходимо рассчитать сопротивление ТЭНа. Для этого необходимо знать его мощность. Она обычно указывается на корпусе прибора и в паспорте к нему.

Зная мощность, рассчитываем ток, протекающий через ТЭН — это отношение мощности к напряжению электросети (220В):

I=P/U, Ампер.

После расчета тока, определяем сопротивление: отношение напряжения (220В) к току:

R=U/I, Ом.

Либо же можно сразу рассчитать сопротивление по следующей формуле:

R=U²/P, Ом.

Предположим, что у нас ТЭН мощностью 2000 Вт (2 кВт), напряжение питающей сети 220В, подставляя эти значения в формулу, получим:

Т.е. напряжение подставляем в Вольтах, мощность в Ваттах — сопротивление получаем в Омах.

2. Теперь приступаем непосредственно к проверке ТЭНа мультиметром (тестером).

Перед проведением измерений необходимо отключить электроприбор от питающей электросети и отсоединить провода от разъемов ТЭНа.

Переводим мультиметр в режим измерения сопротивления с диапазоном 200 Ом.

Касаемся щупами мультиметра к клеммам ТЭНа:

— если ТЭН исправен, то прибор должен показывать сопротивление, близкое к расчетному.

— если показывает ноль — значит замыкание внутри ТЭНа и его надо заменить.

— если показывает 1 (единицу) — обрыв ТЭНа и тоже замена (стрелочный тестер покажет ∞).

3. После этого проверяем пробой ТЭНа на корпус.

Переключатель прибора переводим в режим прозвонки «зуммер». Один щуп прибора подключаем к выводу ТЭНа, второй к корпусу ТЭНа (можно к клемме подключения заземления на ТЭНе).

Если пробоя на корпус нет — зуммер мультиметра не должен пищать.

Если зуммер пищит — значит ТЭН имеет пробой на корпус и требует замены.

Таким вот несложным способом можно проверить исправность трубчатого электронагревателя — ТЭНа с помощью мультиметра.

4. Но также возможен случай, когда изоляция ТЭНа со временем начинает портиться и возникает ток утечки на корпус. В этом случае для измерения сопротивления изоляции ТЭНа понадобится мегаомметр.

Если в цепи с ТЭНом установлено УЗО, то в случае ухудшениия или старения изоляции, ток утечки может может достигать величины, достаточной для срабатывания этого УЗО. Как я уже подробно объяснял в курсе по аппаратам защиты, УЗО может начать срабатывать, начиная с половины значения номинального отключающего дифференциального тока: — от 5 мА для УЗО с уставкой 10 мА; — от 15 мА для УЗО с уставкой 30 мА.

Мультиметр этого не покажет, поскольку нет короткого замыкания на корпус.

Также вы можете посмотреть, как проверить ТЭН в видеоформате:

Подпишитесь на мой канал на YouTue, и первым получайте доступ к новым видео по электрике.

Если видео было для Вас полезным, не забудьте нажать НРАВИТСЯ.

Также рекомендую прочитать:

Устройство ТЭНа

Для того, чтобы понять как устроен трубчатый электронагреватель посмотрите ниже на рисунок:

Устройство ТЭНа водонагревателя

  1. Оболочка — металлическая трубка. В качестве оболочки применяются медные, стальные или алюминиевые трубки разных диаметров.
  2. Контактный стержень — металлический стержень с резьбой на конце, через который подключается питание ТЭНа.
  3. Нагревательный элемент — спираль из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  4. Наполнитель — в качестве наполнителя используется диэлектрик периклаз (белый порошок оксида магния).
  5. Герметизирующий материал — защищает наполнитель от попадания наружной влаги и тем самым сохраняет его свойства.
  6. Контактные шайбы и гайки нужны для крепления клемм.
  7. Изолятор — разделяет контактный стержень и оболочку ТЭНа. Нужен для защиты от утечки тока на корпус.

На рисунке указаны параметры длины. Давайте расшифруем их значение:

  • L — развернутая длина нагревателя. По ГОСТу она равна сумме длин прямолинейных и изогнутых участков.
  • Lа — активная длина. Равна длине нагревательного элемента.
  • Lk — это длина заделки контактного стержня. Длина заделки нормируется и указывается в маркировке при помощи литеры.
  • Ly — это длина пути тока утечки. Специальная нормируемая величина.
  • d — диаметр ТЭНа.

Расчет силы тока

Сила тока: I=P/U

. в котором:P — номинальная потребляемая мощность,U — напряжение в сети. По расчитанной силе тока подбираются соответствующие провода, разъемы, устройства автоматического отключения и защиты.

HBPro Домашние пивовары

Современные производители в широком ассортименте выпускают электрические водонагреватели, используемые в квартирах и частных домах. Однако нередко возникает необходимость оборудовать на даче или в летнем домике систему нагрева воды с использованием самодельных устройств. В связи с этим приходится выполнять расчет мощности ТЭНа, чтобы , сделанные своими руками, работали максимально эффективно.

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.

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,
    • Q – количество теплоты,
    • m – масса в килограммах (либо объём в литрах),
    • tк  и tн  (в °С) – конечная и начальная температуры.
  2. N=Q/t
    • N – мощностные характеристики нагрева.
    • t — время нагревания в секундах.
  3. 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 (http://water-save.com/) и строгий учёт водорасхода.

Зачем нужен ТЭН для радиаторов отопления?

ТЭН — это трубчатый электрический нагреватель, преобразующий электроэнергию в тепловую энергию. Установленный ТЭН в радиаторы, может быть основным источником тепла в жилищах с автономной системой отопления, или дополнительным устройством подогрева воды в централизованных системах.

ТЭН монтируют в чугунную батарею в случаях, когда:

  • Переходят на автономное отопление.
  • Не хватает тепла батарей для комфортного проживания.
  • Есть необходимость в установке аварийного теплоносителя (если есть вероятность отключения центрального отопления).

ТЭНы имеют свои достоинства:

  • Высокий КПД, в закрытом пространстве теплу уходить некуда.
  • Простая установка, с которой справится каждый взрослый мужчина.
  • При условии правильной установки срок службы неограничен.
  • Имеет датчики контроля, поэтому ТЭН для радиаторов безопасен.
  • Незначительная стоимость самого устройства, вариативные цены на терморегуляторы (которые, как правило, не входят в комплект ТЭНа)
  • Даёт возможность корректировать теплоотдачу, помогает сэкономить энергоресурсы.

В то же время у прибора имеются и уязвимые места:

  • При использовании в качестве основного средства обогрева требует большого потребления электроэнергии.
  • Не рекомендуют использовать в условиях часто меняющегося напряжения в сети (или сильно пониженного).

Основные функции и устройство ТЭНа

Основные функции ТЭНа, вмонтированного в батарею: нагревание теплоносителя и, в случае оборудования ТЭНа терморегулятором, регулировка температуры.

Сам ТЭН для радиаторов устроен настолько просто, что понять его конструкцию может даже школьник. В трубку из металла вставляется изолированная токопроводящая нить. Чаще всего это нихромовая спираль. Металлическую трубку в процессе гальванизации покрывают хромом или никелем, что даёт металлу особую защиту от агрессивного воздействия воды и гарантирует отсутствие контакта человека с электричеством . Кроме этого корпус нагревательного элемента оснащён датчиками контроля, не позволяющими устройству перегреваться.

Что касается функции нагрева теплоносителя, здесь, кроме одного, нет других вариантов: прибор включается в сеть и вода (или другой теплоноситель) нагревается. Принцип, одинаковый для всех электронагревательных устройств.

Функции термостата осуществляются ТЭНом, оборудованным терморегулятором. Это позволяет настроить ТЭН для радиаторов на определённую температуру. Кроме этого, существуют режимы регуляции, просто необходимые в определённых условиях:

  1. «Антизамерзание» — поддерживает постоянную температуру теплоносителя +10о С, которая не позволяет замёрзнуть системе отопления.
  2. «Турбо» — необходим для моментального разогрева теплоносителя в автономной системе отопления на предельной мощности. После достижения необходимой температуры, режим автоматически отключается, и устройство работает в соответствии с заданными терморегулятором параметрами.

Что касается самого теплоносителя, есть мнение, что наиболее подходящим для батарей, оборудованных ТЭНом, является трансформаторное масло. Оно за короткое время нагревается и долго отдаёт тепло.