Пособие. Пособие. Титов. Содержание Введение. Значение электроотопительных систем и их виды Глава Централизованные электроотопительные системы
 Скачать 4.68 Mb.
|
|
Глава 3. Электрооборудование и системы управления электроотопительными системами Схема подключения электрического котла с ТЭНами к электросети Чтобы электрокотел работал без проблем, в первую очередь его нужно правильно подключить к электропитанию. Все заводские агрегаты комплектуются электрической принципиальной схемой подключения и инструкцией. Схемы подключения, правила выбора кабеля и защитной автоматики для котлов на 220В и 380В различаются. Питающую линию котла на 220В защищает дифференциальный автоматический выключатель (рис.3.1), совмещающий в себе функции автоматического выключателя и устройства защитного отключения. В обязательном порядке к корпусу котла подключается заземление.  Рис.3.1 Схема подключения электрического котла к электросети 220 В. через ДА: 1 – электросчетчик; 2 – дифференциальный автомат; 3 - электрокотел ТЭН или ТЭНы (если их несколько) в таком котле рассчитаны на напряжение 220В, соответственно к одному из концов трубчатого электрического нагревателя подключается фаза, а к другому ноль (рис.3.2).  Рис.3.2 Схема подключения ТЭН 220 В. Для подключения котла требуется проложить трехжильный кабель (фаза, рабочий ноль, защитный ноль - заземление). Если не удалось найти подходящий дифференциальный автоматический выключать или просто он слишком дорог в выбранной линейке защитной автоматики, его всегда можно заменить связкой автоматический выключатель (АВ) плюс устройство защитного отключения (УЗО), в таком случае схема подключения однофазного котла к электросети выглядит, как показано на рис.3.3.  Рис.3.3 Схема подключения электрического котла к электросети 220 В. через ВА и УЗО: 1 – электросчетчик; 2- выключатель автоматический; 3 – УЗО; 4 – электрокотел В выборе кабеля нужной марки и сечения и номиналов защитной автоматики, для правильной электропроводки к электрокотлу, необходимо отталкиваться от мощности котла. Устройство защитного отключения (УЗО) всегда выбирается на ступень, вышестоящего с ним в паре автоматического выключателя, если же не удается найти УЗО необходимого номинала, можно взять защиту следующей ступени, главное не брать ниже положенного. Общая электрическая схема подключения электрокотла на напряжение 380 В, выглядит, как показано на рис.3.4.  Рис.3.4 Схема подключения электрического котла к электросети 380 В.через ДА : 1 – электросчетчик трехфазный; 2 – дифференциальный автоматический выключатель; 3 – электрокотел Линия питания защищена трехфазным автоматическим выключателем дифференциального тока, к корпусу котла обязательно подключено заземление. На рис.3.5 рассматривается схема подключения трехфазного электрического котла со связкой автоматический выключатель (АВ) плюс устройство защитного отключения (УЗО) в цепи, которая нередко бывает дешевле и доступнее дифференциального автомата.  Рис.3.5 Схема подключения электрокотла к электросети 380 В. через ВА и УЗО: – электросчетчик трехфазный; 2 –выключатель автоматический; 3 – УЗО; 4– электрокотел В трехфазных электрических котлах обычно установлено сразу три ТЭНа, бывает и больше. При этом практически во всех бытовых котлах каждый из трубчатых электронагревателей рассчитан на напряжение 220 В. и подключён, как показано на рис.3.6.  Рис.3.6 Схема соединения ТЭНов 220 В трехфазного электрокотла «звездой». Такое подключение называется схема соединения ТЭНов «звездой», для этого случая и подводится к котлу нулевой проводник. Сами ТЭНы подключаются к сети следующим образом: перемычкой соединены по одному из концов каждого из трубчатых электронагревателей, к оставшимся трем свободным концам поочередно подключаются фазы: L1, L2 и L3. Если в котле используются ТЭНы, рассчитанные на напряжение 380 В, схема их соединения совершенно другая и выглядит, как показана на рис.3.7.  Рис. 3.7 Схема соединения ТЭНов на 380 В трехфазного электрокотла «треугольником» Такое подключение ТЭНов электрокотла называется «треугольник» и при одинаковом напряжении 380 В мощность котла значительно увеличивается. Нулевой проводник при этом не требуется, подключаются лишь фазные провода. Нельзя отступать от схем, указанных в технической документации изготовителя прибора. Если там стоят ТЭНы на 220В, при трехфазном подключении, нельзя переделывать схему на «треугольник». Теоретически их можно переподключить и подать на ТЭН напряжение 380В, соответственно получить и повышение их мощности, но при таком переподключении они просто сгорят. Схемы подключения элементов теплого пола к электропроводке Важно помнить, что монтаж и сборка схемы должны завершиться проверкой работы электрооборудования под напряжением до заливки нагревательных элементов фиксирующим раствором. На этом этапе проще устранить возникшие неисправности. Повторное включение в работу будет выполняться после полного застывания раствора через месяц. Пример подключения теплого пола, включающего в себя два комплекта нагревательных кабеля и один терморегулятор с датчиком, показан на рис.3.8. В электрическом щитке от автоматического выключателя подключается УЗО. Оно защищает всю схему от возможных токов утечек через корпуса электрооборудования, которые обвязаны РЕ-проводником. Термодатчик кабелем соединен с терморегулятором, который подключен к цепям питания через УЗО и, одновременно, управляет работой контактора посредством отдельного кабеля.  Рис.3.8 Схема подключения теплого пола к электросети Выходные цепи контактора с помощью распределительной коробки соединяются с нагревательными элементами. Включение контактора в схему позволяет одновременно управлять работой нескольких секций нагрева и снизить нагрузку на электрические цепи терморегулятора. Термостаты (терморегуляторы) для «теплых полов» необходимы, прежде всего, в качестве средства обеспечения максимально оптимального и максимально точного управления системой подогрева. Наиболее комфортный подогрев пола жилища, оптимальное энергопотребление, и просто удобное автоматизированное управление микроклиматом помещения – вот основные задачи, которые решает комнатный термостат. Существуют программируемые и непрограммируемые терморегуляторы (рис.3.9). Непрограммируемый термостат обеспечивает поддержание температуры воздуха в помещении на строго заданном уровне, и не может самостоятельно менять значение установленной температуры.  Рис.3.9 Виды термостатов: а – непрограммируемый; б – программируемый Такие термостаты, обычно, устанавливаются в ванной комнате или в туалете. Это простейший способ управления как подогревом «теплого пола», так и системами обогрева в целом. Как программируемые, так и непрограммируемые комнатные термостаты устанавливаются на стену. Программируемый термостат, в отличие от непрограммируемого, способен обеспечить подогрев наиболее оптимальным для человека образом, ведь его можно запрограммировать на включение и выключение, задав удобные параметры. Например, подогрев пола может происходить в строго определенные утренние часы, и в заданные вечерние часы. В указанные выходные дни подогрев может быть большим или меньшим, причем температура также может быть установлена на нужное значение в нужное время дня. Как правило, программируемые термостаты имеют цифровой дисплей, обеспечивающий удобство настройки программы, и несколько кнопок, либо систему сенсорного управления прибором, обеспечивающую удобство пользования. Стандартные программы могут модифицироваться пользователем так, как ему захочется. Комнатный термостат снабжен термодатчиком, который измеряет температуру воздуха в помещении. Термодатчик может быть как встроенным в комнатный термостат, если прибор устанавливается непосредственно в том помещении, температуру в котором требуется регулировать с помощью системы обогрева, либо такой датчик может быть отдельно установлен. Схемы подключения греющих кабелей к терморегулятору показаны на рис.3.10  Рис.3.10 Схемы подключения греющих кабелей к терморегулятору: а- двухжильный кабель; б- одножильный кабель Как правило, датчик «теплого пола» идет в комплекте с комнатным термостатом. В случаях, когда в помещении имеет место повышенная влажность, сквозняк, или иные, могущие нарушить работу прибора, факторы, термодатчик и термостат устанавливаются в разных местах, а иногда и в разных помещениях, чтобы термостат мог исправно работать в безопасных для него условиях. Расчет электрического теплого пола производится не по температуре, а по потребляемой мощности. Для средней полосы России приняты следующие параметры: гостиная, кухня, столовая, прихожая, коридоры: 150 Вт на м²; спальня, детская комната, кабинет (при условии закрывающихся входных дверей): 120–150 Вт на м²; застекленная лоджия: 200 Вт на м²; ванная комната: 180 Вт на м² Определившись с затратами электроэнергии на каждую комнату (по проекту помещения), «вырезаем» из площади территорию, занятую мебелью стационарного размещения: шкафы, комоды, диваны, кровати. Технология укладки электрического теплого пола подразумевает расчет только той площади, над которой нет объектов. Шаг укладки кабеля рассчитывается следующим образом. Исходные данные: мощность погонного метра нагревательного провода; площадь обогреваемой поверхности; коэффициент (Вт на м²) для конкретной комнаты. Например, гостиная 25 м². Под мебелью находится суммарно 5 м², стало быть обогреваемая площадь 20 м². Параметры мощности для этого типа помещения 150 Вт на м², стало быть мощность кабеля будет 3 кВт. Кабели регламентированы по так называемой погонной мощности. Как правило, это диапазон от 12 до 24 Вт на погонный метр. Исходя из этого, можно использовать либо 125, либо 250 м кабеля для мощности 3 кВт. От этого зависит шаг укладки. Для подключения к распаячной коробке кабель имеет так называемые «холодные концы», которые выполняются длиной от 0,75м до 2м. Резистивный нагревательный проводник должен соответствовать ГОСТ Р МЭК 60800-2012 «Кабели нагревательные на номинальное напряжение 300/500В для обогрева помещений и предотвращения образования льда». Устройства защиты отопительных систем и их принцип работы 3.3.1 Назначение, устройство и выбор автоматического выключателя Основными элементами защиты в электрической цепи отопительных систем нашли применения такие элементы, как автоматические выключатели (ВА), дифференциальные автоматы (ДА) и устройства защитного отключения (УЗО). Автоматический выключатель (автомат) — это коммутационный аппарат, предназначенный для защиты электрической сети от сверхтоков, т.е. от коротких замыканий и перегрузок. Автоматические выключатели (рис.3.11) делятся на однополюсные, двухполюсные и трехполюсные так же бывают четырехполюсные автоматические выключатели (могут применяться в трехфазных сетях с системой заземления TN-S).   а б в г Рис.3.11 Автоматические выключатели: а) однополюсной; б) двухполюсной; в) трехполюсной; г) четырехполюсной По мощности передаваемой электроэнергии автоматические выключатели в цепях переменного тока условно подразделяют на: модульные; в литом корпусе; силовые воздушные. Специфическое исполнение в виде небольших стандартных модулей с шириной кратной 17,5 мм определяет их название и конструкцию с возможностью установки на Din-рейку. Его корпус полностью изготовлен из прочного диэлектрического материала, исключающего поражение человека электрическим током. Каждый из подобных автоматов рассчитан на длительную работу при определенной величине номинального тока (Iн). Автоматические выключатели бывают с электромагнитным расцепителем, защищающим электрическую цепь от короткого замыкания и комбинированным расцепителем, когда дополнительно с электромагнитным расцепителем применяется тепловой расцепитель, защищающий цепь от перегрузки. В отличии от ВА с комбинированным расцепителем, который устанавливается непосредственно перед потребителем, автомат с электромагнитном расцепителем устанавливается в начале электрической цепи. Если же нагрузка становится больше, то происходит разрыв силового контакта. Принцип работы защит позволяет объяснить времятоковая характеристика, выражающая зависимость времени срабатывания защиты от проходящего сквозь нее тока нагрузки или аварии. Представленный график (рис.3.12) приведен для одного конкретного автоматического выключателя, когда зона работы отсечки выбрана в 5÷10 крат номинального тока.  Рис.3.12 Времятоковая характеристика автоматического выключателя При первоначальной перегрузке работает тепловой расцепитель (рис.3.13), выполненный из биметаллической пластины, которая при увеличенном токе постепенно нагревается, изгибается и воздействует на отключающий механизм не сразу, а с определенной задержкой по времени.  Авторский Рис.3.13 Принципиальное устройство комбинированного автоматического выключателя: 1 - биметаллическая пластина; 2 - рычаг управления; 3 - электромагнитная катушка; 4 - механизм переключения; 5 - дугогасительная камера Таким способом он позволяет небольшим перегрузкам, связанным с кратковременным подключением потребителей, самоустраниться и исключить излишние отключения. Если же нагрузка обеспечит критический нагрев проводки и изоляции, то происходит разрыв силового контакта. Когда же в защищаемой цепи возникает аварийный ток (ток короткого замыкания), способный своей энергией сжечь оборудование, то в работу вступает электромагнитная катушка. Она импульсом за счет броска, возникшей нагрузки, выкидывает сердечник на отключающий механизм с целью мгновенного прекращения запредельного режима. На графике видно, что чем выше токи коротких замыканий, тем быстрее происходит их отключение электромагнитным расцепителем. При разрыве больших токов создается электрическая дуга, энергия которой может выжечь контакты. Чтобы исключить ее действие в автоматических выключателях используется дугогасительная камера, разделяющая дуговой разряд на маленькие потоки и гасящая их за счет охлаждения. В соответствии с требованиями ПУЭ бытовые электросети должны быть защищены, как от коротких замыканий, так и от перегрузки, поэтому для защиты домашней электропроводки следует применять автоматы именно с комбинированным расцепителем. Все автоматические выключатели обладают определенными техническими характеристиками. Для ознакомления с ними при выборе автомата на корпусе наносится маркировка, включающая в себя набор схем, букв, цифр и прочих символов (рис.3.14).  Рис.3.14 Маркировка автоматического выключателя Маркировка на автомате представляет к ознакомлению следующую информацию о себе: |