Bir havyanın ısıtma sargısının hesaplanması ve onarımı. Nikromdan yapılmış bir elektrik spiralinin uygulanması ve hesaplanması 220 voltluk bir havya için ne kadar nikrom gereklidir

Bazı ev ısıtma cihazlarında hala nikrom tel kullanılmaktadır. Nikel ve krom alaşımının özelliği olan yüksek ısı direncine sahiptir. Bu malzeme iyi sünekliğe, yüksek elektrik direncine ve düşük sıcaklık katsayısı rezistans. Bu nedenle hesaplama yapılırken nikrom tel bir ısıtıcı için bu parametreler dikkate alınmalıdır. Aksi takdirde hesaplama sonuçları hatalı olacak ve istenilen sonucu vermeyecektir.

Hesaplamalarda çevrimiçi hesap makinesi kullanma

Hızlı hesaplamalar çevrimiçi bir hesap makinesi kullanılarak yapılabilir. Onun yardımıyla gerekli nikrom tel uzunluğunu hesaplayabilir ve yaklaşık olarak ayarlayabilirsiniz. Kural olarak, ısıtma cihazlarında en yaygın olarak kullanılan markaları göz önünde bulunduruyoruz - X20N80, X20N80-N, X15N60.

Hesaplamaları gerçekleştirmek için zorunlu başlangıç verileri gereklidir. Öncelikle elde edilmesi planlanan ısıtıcı gücü miktarı, nikrom telin çapı ve besleme voltajının değeridir.

Hesaplamalar yapılıyor Aşağıdaki şekilde. Öncelikle I = P/U formülüne göre belirtilen parametrelere göre kurulum yapmanız gerekir. Bundan sonra tüm direnç hesaplanır. bir ısıtma elemanı. Daha sonra, belirli bir nikrom tel markası için elektriksel dirence ihtiyacınız olacak. Bu değere en çok kurmak için ihtiyaç duyulacaktır. optimum uzunluk farklı bir formül kullanılarak ısıtma elemanı: l = SR/ρ. Doğru seçim uzunluğu ısıtıcı direnci R'yi istenilen değere getirecektir.

Hesaplamalar yapıldıktan sonra elde edilen verilerin tablo kullanılarak kontrol edilmesi ve hesaplanan akımın izin verilen değere uygun olduğundan emin olunması önerilir. Hesaplanan akım izin verilen sınırları aşarsa, nikrom telin çapını artırarak veya ısıtma elemanının gücünü azaltarak tekrar hesaplamalar yapılmalıdır. Tablolarda verilen tüm parametrelerin yatay konumda bulunan ve havalı ortamda çalışan ısıtıcılar için hesaplandığını dikkate almak gerekir.

Sıvıya yerleştirilmiş bir nikrom spiral kullanmayı planlıyorsanız, izin verilen akımın değeri 1,1-1,5 ile çarpılmalıdır. Kapalı spiral düzende ise tam tersine 1,2-1,5 kat azaltılması gerekir.

Uygulamada ev tamircisiısıtma cihazlarının onarılması veya inşa edilmesi gerekir. Bunlar çeşitli fırınlar, ısıtıcılar, havyalar ve kesiciler olabilir. Çoğu zaman bunun için spiraller veya nikrom tel kullanılır. Ana görev, malzemenin uzunluğunu ve kesitini belirlemektir. Bu yazımızda güce, dirence ve sıcaklığa bağlı olarak bir nikrom telin veya spiralin uzunluğunun nasıl hesaplanacağını konuşacağız.

Nikromun temel bilgileri ve markaları

Nikrom, manganez, silikon, demir ve alüminyum ilaveleriyle nikel ve kromun bir alaşımıdır. Bu malzemenin parametreleri alaşımdaki maddelerin spesifik oranına bağlıdır, ancak ortalama olarak sınırlar dahilindedir:

spesifik elektrik direnci - 1,05-1,4 Ohm*mm 2 /m (alaşımın markasına bağlı olarak);
sıcaklık direnci katsayısı - (0,1-0,25)·10 −3 K −1;
çalışma sıcaklığı - 1100 °C;
erime noktası - 1400°C;

Tablolarda direnç genellikle µOhm*m (veya 10 -6 Ohm*m) cinsinden verilir - sayısal değerler aynıdır, fark boyuttadır.

Şu anda en yaygın iki nikrom tel markası vardır:

Х20Н80. %74 nikel ve %23 kromun yanı sıra %1 demir, silikon ve manganezden oluşur. Bu markanın iletkenleri 1250 ᵒ C'ye kadar sıcaklıklarda kullanılabilir, erime noktası 1400 ᵒ C'dir. Ayrıca artan elektrik direnci ile de karakterize edilir. Alaşım elementleri yapmak için kullanılır ısıtma cihazları. Özgül direnç – 1,03-1,18 µOhm·m;
Х15Н60. Kompozisyon: %60 nikel, %25 demir, %15 krom. Çalışma sıcaklığı 1150 ᵒ C'yi geçmez. Erime noktası – 1390 ᵒ C. Daha fazla demir içerir, bu da alaşımın manyetik özelliklerini arttırır ve korozyon önleyici direncini arttırır.

Bu alaşımların dereceleri ve özellikleri hakkında GOST 10994-74, GOST 8803-89, GOST 12766.1-90 ve diğerlerinden daha fazla bilgi edineceksiniz.

Daha önce de belirtildiği gibi, ısıtma elemanlarına ihtiyaç duyulan her yerde nikrom tel kullanılmaktadır. Yüksek direnç ve erime noktası, nikromun su ısıtıcısından veya saç kurutma makinesinden kül fırınına kadar çeşitli ısıtma elemanları için baz olarak kullanılmasını mümkün kılar.

Hesaplama yöntemleri

Dirençle

Güç ve dirence göre nikrom telin uzunluğunun nasıl hesaplanacağını bulalım. Hesaplama gerekli gücün belirlenmesiyle başlar. 12V güç kaynağından çalışacak, 10 W gücünde küçük bir havya için nikrom ipliğe ihtiyacımız olduğunu düşünelim. Bunun için 0,12 mm çapında telimiz var.

Isıtma dikkate alınmadan nikrom uzunluğunun güçle en basit hesaplanması şu şekilde gerçekleştirilir:

Mevcut gücü belirleyelim:

I=P/U=10/12=0,83 A

Nikrom telin direncini aşağıdakilere göre hesaplıyoruz:

R=U/I=12/0,83=14,5 Ohm

Telin uzunluğu:

l=SR/ ρ ,

nerede S – alan enine kesit, ρ – Direnç.

Veya bu formülü kullanarak:

l= (Rπd2)/4 ρ

L=(14,5*3,14*0,12^2)/4*1,1=0,149m=14,9cm

Aynı şey GOST 12766.1-90 tablosundan da alınabilir. 8, 95,6 Ohm/m değerinin belirtildiği yerde, yeniden hesaplarsanız neredeyse aynı şeyi elde edersiniz:

L=R gerekli /R tabla =14,4/95,6=0,151m=15,1cm

12V ile çalışan 10 watt'lık bir ısıtıcı için 15,1 cm'ye ihtiyacınız vardır.

Bu uzunluktaki nikrom telden yapmak için spiralin dönüş sayısını hesaplamanız gerekiyorsa, aşağıdaki formülleri kullanın:

Bir turun uzunluğu:

Dönüş sayısı:

N=L/(π(D+d/2)),

burada L ve d telin uzunluğu ve çapıdır, D ise spiralin sarılacağı çubuğun çapıdır.

Diyelim ki 3 mm çapında bir çubuğa nikrom tel sarıyoruz, ardından hesaplamaları milimetre cinsinden yapıyoruz:

N=151/(3,14(3+0,12/2))=15,71 dönüş

Ancak aynı zamanda, böyle bir kesitteki nikromun bu akıma dayanıp dayanamayacağını da hesaba katmak gerekir. Belirli bölümler için belirli bir sıcaklıkta izin verilen maksimum akımın belirlenmesine yönelik ayrıntılı tablolar aşağıda verilmiştir. Basit kelimelerle– telin kaç dereceye kadar ısınması gerektiğini belirlersiniz ve hesaplanan akım için kesitini seçersiniz.

Ayrıca, ısıtıcı bir sıvının içindeyse, akımın 1,2-1,5 kat artırılabileceğini ve kapalı bir alanda ise tam tersinin azaltılabileceğini unutmayın.

Sıcaklığa göre

Yukarıdaki hesaplamadaki sorun, soğuk spiralin direncini nikrom ipliğin çapına ve uzunluğuna göre hesaplamamızdır. Ancak bu sıcaklığa bağlıdır ve bunu hangi koşullar altında başarmanın mümkün olacağını da dikkate almanız gerekir. Böyle bir hesaplama köpük plastiği kesmek veya bir ısıtıcı için hala geçerliyse, o zaman kül fırınıçok kaba olacak.

Bir fırın için nikrom hesaplamalarına bir örnek verelim.

İlk önce hacmini belirleyin, örneğin 50 litre, ardından gücü belirleyin, bunun için genel bir kural vardır:

50 litreye kadar – 100 W/l;
100-500 litre – 50-70 W/l.

O zaman bizim durumumuzda:

I=5000/220=22,7 Amper

R=220/22,7=9,7Ohm

380V için spiralleri bir yıldıza bağlarken hesaplama aşağıdaki gibi olacaktır.

Gücü 3 aşamaya ayırıyoruz:

Faz başına Pf=5/3=1,66 kW

Yıldızla bağlandığında her kola 220V uygulanır (faz gerilimi elektrik tesisatınıza göre farklılık gösterebilir), ardından akım:

I=1660/220=7,54 A

Rezistans:

R=220/7,54=29,1 Ohm

Üçgen bağlantı için 380V'luk bir hat voltajı kullanarak hesaplıyoruz:

ben=1660/380=4,36A

R=380/4.36=87.1Ohm

Çapı belirlemek için ısıtıcının spesifik yüzey gücü dikkate alınır. Uzunluğu hesaplayalım, direnci tablodan alalım. 8. GOST 12766.1-90, ancak önce çapı belirleyeceğiz.

Fırının spesifik yüzey gücünü hesaplamak için formülü kullanın.

Bef (ısı alan yüzeye bağlıdır) ve a (radyasyon verimlilik katsayısı) – aşağıdaki tablolara göre seçilir.

Yani fırını 1000 dereceye ısıtmak için spiralin sıcaklığını 1100 derece alalım, ardından B eff seçim tablosuna göre 4,3 W/cm2 değerini seçiyoruz ve a katsayısı seçim tablosuna göre seçiyoruz - 0,2.

V ilave = V eff *a = 4,3 * 0,2 = 0,86 W/cm2 = 0,86 * 10^4 W/m2

Çap aşağıdaki formülle belirlenir:

рт – GOST 12766.1, tablo 9'a (aşağıda gösterilmiştir) göre belirlenen, belirli bir t değerinde ısıtıcı malzemenin spesifik direnci.

Nikrom için Х80Н20 – 1.025

р t =р 20 *р 1000 =1,13*10^6*1,025=1,15*10^6 Ohm/mm

Daha sonra bağlanmak için üç fazlı ağ“Yıldız” şemasına göre:

Uzunluk aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Değerleri kontrol edelim:

L=R/(p*k)=29,1/(0,82*1,033)=34m

Bobinin yüksek sıcaklığı nedeniyle değerler farklılık gösterir; testte bir dizi faktör dikkate alınmaz. Bu nedenle 1 spiralin uzunluğunu 42 m olarak alalım, o zaman üç spiral için 126 metre 1,3 mm nikroma ihtiyacınız var.

Çözüm

koşullar çevre;
ısıtma elemanlarının yeri;
bobinlerin sıcaklığı;
yüzeyin ısınması gereken sıcaklık ve diğer faktörler.

Yukarıdaki hesaplamanın bile karmaşıklığına rağmen yeterince doğru olduğu söylenemez. Çünkü ısıtma elemanlarının hesaplanması saf termodinamiktir ve sonuçlarını etkileyen bir dizi başka faktörden söz edilebilir; örneğin fırının ısı yalıtımı vb.

Uygulamada tahmin hesaplamaları sonrasında elde edilen veya kullanılan sonuca göre spiraller eklenir veya çıkarılır. sıcaklık sensörleri ve ayarlanması için cihazlar.

Malzemeler

Elektrikli ısıtma elemanları ev ve endüstriyel cihazlarda kullanılmaktadır. Çeşitli ısıtıcıların kullanımı herkes tarafından bilinmektedir. Bu elektrikli sobalar, kızartma dolapları ve fırınları, elektrikli kahve makineleri, elektrikli su ısıtıcıları ve çeşitli tasarımlarda ısıtma cihazları.

Daha çok su ısıtıcıları olarak adlandırılan elektrikli su ısıtıcıları aynı zamanda ısıtma elemanları da içerir. Birçok ısıtma elemanının temeli, yüksek elektrik direncine sahip teldir. Ve çoğu zaman bu tel nikromdan yapılır.

Açık nikrom spiral

En eski ısıtma elemanı belki de sıradan bir nikrom spiraldir. Bir zamanlar ev yapımı olanlar kullanılıyordu elektrikli ocaklar, su kazanları ve portal ısıtıcılar. Üretimde "tutulabilecek" nikrom telin elinizde olması, gerekli güçte bir spiral yapmak herhangi bir sorun yaratmadı.

Gerekli uzunluktaki telin ucu anahtarın kesimine sokulur ve telin kendisi iki ahşap blok arasından geçirilir. Mengene, tüm yapının şekilde gösterildiği gibi tutulacağı şekilde sıkıştırılmalıdır. Sıkıştırma kuvveti, telin çubuklardan biraz çaba harcayarak geçmesini sağlayacak şekilde olmalıdır. Sıkıştırma kuvveti yüksekse tel kırılır.

Şekil 1. Nikrom spiralin sarılması

Düğmeyi çevirerek tel çekilir tahta bloklar ve dikkatlice metal bir çubuğun üzerine yerleştirilir. Elektrikçilerin cephaneliklerinde bir sürü anahtar vardı çeşitli çaplar 1,5 ila 10 mm arasında, her durumda spiral sarmayı mümkün kıldı.

Telin çapının ne olduğu ve spirali sarmak için ne kadar uzunluğa ihtiyaç duyulduğu biliniyordu gerekli güç. Bunlar sihirli sayılar hala internette bulunabilir. Şekil 2, 220V besleme voltajında çeşitli güçlerdeki spirallere ilişkin verileri gösteren bir tabloyu göstermektedir.

Şekil 2. Isıtma elemanının elektrik spiralinin hesaplanması (büyütmek için şekle tıklayın)

Burada her şey basit ve net. Gerekli gücü ve mevcut nikrom telin çapını ayarladıktan sonra geriye kalan tek şey gerekli uzunlukta bir parça kesmek ve bunu uygun çaptaki bir mandrele sarmak. Bu durumda tablo, ortaya çıkan spiralin uzunluğunu gösterir. Çapı tabloda belirtilmeyen bir tel varsa ne yapmalısınız? Bu durumda spiralin basitçe hesaplanması gerekecektir.

Gerekirse spiralin hesaplanması oldukça basittir. Örnek olarak 220 V voltajda 600 W gücünde 0,45 mm çapında (bu çap tabloda yer almamaktadır) nikrom telden yapılmış bir spiral için hesaplama verilmiştir. Tüm hesaplamalar Ohm kanununa göre yapılır.

Amperin watt'a ve tersine watt'ın ampere nasıl dönüştürüleceği hakkında:

ben = P/U = 600/220 = 2,72 A

Bunun için verilen gücü gerilime bölerek spiralden geçen akım miktarını elde etmek yeterlidir. Watt cinsinden güç, volt cinsinden voltaj, amper cinsinden sonuç. Her şey SI sistemine göredir.

İletken direncini hesaplamak için formül R=ρ*L/S,

burada ρ iletkenin direncidir (nikrom için 1,0÷1,2 Ohm.mm2/m), L iletkenin metre cinsinden uzunluğu, S iletkenin milimetre kare cinsinden kesitidir. Çapı 0,45 mm olan bir iletken için kesit 0,159 mm2 olacaktır.

Dolayısıyla L = S * R / ρ = 0,159 * 81 / 1,1 = 1170 mm veya 11,7 m.

Genel olarak hesaplama o kadar karmaşık değildir. Aslında spiral yapmak o kadar da zor değil ki bu da şüphesiz sıradan nikrom spirallerin bir avantajıdır. Ancak bu avantaj, açık bobinlerin doğasında bulunan birçok dezavantajla dengelenmektedir.

Her şeyden önce, bu oldukça yüksek bir ısıtma sıcaklığıdır - 700...800˚C. Isıtılan bobin soluk kırmızı bir parıltıya sahiptir; kazara dokunulması yanıklara neden olabilir. Ayrıca elektrik çarpması meydana gelebilir. Sıcak bir spiral havadaki oksijeni yakar ve yakıldığında çok hoş olmayan bir koku yayan toz parçacıklarını çeker.

Ancak açık spirallerin ana dezavantajı yüksek yangın tehlikesidir. Bu yüzden İtfaiye açık bobinli ısıtıcıların kullanımını yasaklar. Bu tür ısıtıcılar, her şeyden önce, tasarımı Şekil 3'te gösterilen "keçi" olarak adlandırılmaktadır.

Şekil 3. Ev yapımı “keçi” ısıtıcısı

Yabani "keçi" böyle ortaya çıktı: kasıtlı olarak dikkatsizce, basit bir şekilde, hatta çok kötü bir şekilde yapılmıştı. Böyle bir ısıtıcıyla yangın için uzun süre beklemenize gerek kalmayacak. Bunun gibi daha gelişmiş bir tasarım ısıtma cihazıŞekil 4'te gösterilmiştir.

Şekil 4. Evcil “keçi”

Spiralin metal bir muhafaza ile kaplanmış olduğu kolaylıkla görülebilmektedir, bu da ısınan gerilimli parçalara dokunmayı önleyen şeydir. Böyle bir cihazın yangın tehlikesi önceki şekilde gösterilenden çok daha azdır.

Bir zamanlar SSCB'de reflektör ısıtıcılar üretildi. Nikel kaplı reflektörün ortasında, E27 soketli bir ampul gibi, içine 500W'lık bir ısıtıcının vidalandığı seramik bir soket vardı. Böyle bir reflektörün yangın tehlikesi de çok yüksektir. O günlerde bu tür ısıtıcıların kullanımının neye yol açabileceğini bir şekilde düşünmediler.

Şekil 5. Refleks ısıtıcı

Açık spiralli çeşitli ısıtıcıların, yangın denetimi gerekliliklerinin aksine, yalnızca yakın denetim altında kullanılabileceği oldukça açıktır: odadan çıkarsanız ısıtıcıyı kapatın! Bu tip ısıtıcıyı kullanmayı bırakmak daha da iyidir.

Kapalı spiralli ısıtma elemanları

Açık spiralden kurtulmak için Borulu Elektrikli Isıtıcılar - ısıtma elemanları - icat edildi. Isıtma elemanının tasarımı Şekil 6'da gösterilmektedir.

Şekil 6. Isıtma elemanının tasarımı

Nikrom spiral 1 ince duvarlı bir yapının içine gizlenmiştir Metal boru 2. Spiral, yüksek ısı iletkenliğine ve yüksek elektrik direncine sahip dolgu maddesi 3 ile tüpten yalıtılmıştır. En sık kullanılan dolgu maddesi periklazdır (bazen diğer oksitlerin karışımlarıyla birlikte magnezyum oksit MgO'nun kristalli bir karışımı).

Yalıtım bileşimi ile doldurulduktan sonra tüp basınçlandırılır ve yüksek basınç altında periklaz bir monolite dönüşür. Böyle bir işlemden sonra spiral sağlam bir şekilde sabitlenir, böylece gövde - tüp ile elektriksel temas tamamen hariç tutulur. Tasarım o kadar sağlamdır ki, ısıtma cihazının tasarımının gerektirdiği durumlarda herhangi bir ısıtma elemanı bükülebilir. Bazı ısıtma elemanları çok tuhaf bir şekle sahiptir.

Spiral, yalıtkanların (5) içinden çıkan metal kablolara (4) bağlanır. Besleme kabloları, somunlar ve rondelalar (7) kullanılarak kabloların (4) dişli uçlarına bağlanır. Isıtma elemanları, somunlar ve rondelalar (6) kullanılarak cihaz gövdesine sabitlenir; gerekirse bağlantının sıkılığı.

Çalışma koşullarına tabidir benzer tasarım oldukça güvenilir ve dayanıklıdır. Cihazlarda ısıtma elemanlarının çok yaygın kullanılmasına yol açan şey tam olarak budur. çeşitli amaçlar için ve tasarımlar.

Çalışma şartlarına göre ısıtma elemanları ikiye ayrılır büyük gruplar: hava ve su. Ama bu sadece bir isim. Aslında hava ısıtma elemanları çeşitli gaz ortamlarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Hatta sıradan atmosferik hava birkaç gazın karışımıdır: oksijen, nitrojen, karbon dioksit Argon, neon, kripton vb. yabancı maddeler bile var.

Hava ortamı çok çeşitli olabilir. Bu, sakin atmosferik hava veya fanlı ısıtıcılarda veya ısı tabancalarında olduğu gibi saniyede birkaç metreye varan hızlarda hareket eden bir hava akışı olabilir.

Isıtma elemanı kabuğunun ısınması 450 ˚C'ye veya daha fazlasına ulaşabilir. Bu nedenle, dış boru şeklindeki kabuğun imalatı için kullanırlar. çeşitli malzemeler. Sıradan karbon çeliği olabilir, paslanmaz çelik veya ısıya dayanıklı, ısıya dayanıklı çelik. Her şey çevreye bağlıdır.

Isı transferini iyileştirmek için, bazı ısıtma elemanları, tüplerin üzerinde sarılı metal şerit şeklinde nervürlerle donatılmıştır. Bu tür ısıtıcılara kanatlı denir. Bu tür elemanların kullanımı, örneğin fanlı ısıtıcılar ve ısı tabancaları gibi hareketli hava ortamlarında en uygun olanıdır.

Su ısıtma elemanlarının da mutlaka suda kullanılması gerekmez; bu, çeşitli sıvı ortamların genel adıdır. Bu yağ, akaryakıt ve hatta çeşitli agresif sıvılar olabilir. Sıvı ısıtma elemanları, damıtıcılar, elektrikli deniz suyu tuzdan arındırma tesisleri ve içme suyunu kaynatmak için sadece titanyumdan.

Suyun termal iletkenliği ve ısı kapasitesi, hava ortamına kıyasla ısıtma elemanından daha iyi, daha hızlı ısı uzaklaştırılmasını sağlayan hava ve diğer gazlı ortamlardan çok daha yüksektir. Bu nedenle aynı amaçla Elektrik gücü su ısıtıcısının geometrik boyutları daha küçüktür.

Burada basit bir örnek verebiliriz: Sıradan bir ortamda su kaynadığında elektrikli su ısıtıcısı Isıtma elemanı kızgın bir şekilde ısınabilir ve ardından yanarak delikler açabilir. Aynı tablo, suyu bir bardak veya kovada kaynatmak için tasarlanmış sıradan kazanlarda da görülebilir.

Yukarıdaki örnek, su ısıtma elemanlarının hiçbir durumda hava ortamında çalıştırılmaması gerektiğini açıkça göstermektedir. Suyu ısıtmak için hava ısıtma elemanları kullanılabilir ancak suyun kaynaması için uzun süre beklemeniz gerekecektir.

Çalışma sırasında oluşan kireç tabakası da su ısıtma elemanlarına fayda sağlamayacaktır. Ölçek, kural olarak gözenekli bir yapıya sahiptir ve ısıl iletkenliği düşüktür. Bu nedenle bobin tarafından üretilen ısı sıvıya iyi bir şekilde aktarılmaz, ancak ısıtıcının içindeki bobinin kendisi çok yüksek bir sıcaklığa kadar ısınır ve bu da er ya da geç yanmasına yol açacaktır.

Bunun olmasını önlemek için, ısıtma elemanlarının çeşitli yöntemlerle periyodik olarak temizlenmesi tavsiye edilir. kimyasallar. Örneğin televizyon reklamlarında çamaşır makinesi ısıtıcılarının korunması için Calgon öneriliyor. Bu çare hakkında birçok farklı görüş olmasına rağmen.

Ölçekten nasıl kurtulurum

Kireç önleyici koruma için kimyasal maddelere ek olarak, çeşitli cihazlar. Öncelikle bunlar manyetik su dönüştürücülerdir. Güçlü bir manyetik alanda “sert” tuzların kristalleri yapılarını değiştirir, pullara dönüşür ve küçülür. Bu tür pullardan kireç daha az aktif olarak oluşur, pulların çoğu basitçe bir su akışıyla yıkanır. Bu, ısıtıcıların ve boru hatlarının kireçten korunmasını sağlar. Manyetik filtre dönüştürücüler birçok firma tarafından üretilmektedir. yabancı şirketler Rusya'da bu tür şirketler var. Bu tür filtreler hem gömme hem de baş üstü tiplerde mevcuttur.

Elektronik su yumuşatıcıları

İÇİNDE Son zamanlarda Elektronik su yumuşatıcılar giderek daha popüler hale geliyor. Dışarıdan her şey çok basit görünüyor. Anten kablolarının çıktığı borunun üzerine küçük bir kutu yerleştirilmiştir. Teller, boyanın soyulması gerekmeden borunun etrafına sarılır. Cihaz, Şekil 7'de gösterildiği gibi erişilebilir herhangi bir yere kurulabilir.

Şekil 7. Elektronik su yumuşatıcı

Cihazı bağlamanız gereken tek şey 220V prizdir. Cihaz uzun süre açık kalacak şekilde tasarlanmıştır, kapatılması suyun tekrar sertleşmesine ve yeniden kireç oluşmasına neden olacağından periyodik olarak kapatılmasına gerek yoktur.

Cihazın çalışma prensibi, 50 KHz'e kadar ulaşabilen ultrasonik frekans aralığında titreşimler yaymaya indirgenmiştir. Salınım frekansı cihazın kontrol paneli kullanılarak ayarlanır. Emisyonlar, yerleşik bir mikro denetleyici kullanılarak saniyede birkaç kez paketler halinde üretilir. Salınım gücü düşük olduğundan bu tür cihazlar insan sağlığına herhangi bir tehdit oluşturmaz.

Bu tür cihazların kurulumunun fizibilitesinin belirlenmesi oldukça kolaydır. Her şey suyun ne kadar sert geldiğini belirlemekle ilgilidir. su borusu. Burada herhangi bir "kötü" cihaza bile ihtiyacınız yok: Yıkandıktan sonra cildiniz kurursa, üzerine su sıçrarsanız fayans beyaz çizgiler görünüyor, su ısıtıcısında kireç beliriyor, çamaşır makinesi çalışmanın başlangıcına göre daha yavaş yıkıyor - musluktan kesinlikle sert su akıyor. Bütün bunlar ısıtma elemanlarının ve dolayısıyla su ısıtıcıların veya çamaşır makinelerinin arızalanmasına yol açabilir.

Sert su iyi çözünmez deterjanlar- Sıradan sabunlardan son moda çamaşır tozlarına kadar. Sonuç olarak, daha fazla toz eklemeniz gerekir, ancak bu çok az yardımcı olur, çünkü sertlik tuzu kristalleri kumaşlarda tutulur ve yıkama kalitesi arzu edilenden çok ayrılır. Listelenen su sertliği belirtilerinin tümü, su yumuşatıcılarının kurulmasının gerekli olduğunu açıkça göstermektedir.

Isıtma elemanlarının bağlanması ve kontrol edilmesi

Isıtma elemanını bağlarken uygun kesitte bir tel kullanılmalıdır. Burada her şey ısıtma elemanından akan akıma bağlıdır. Çoğu zaman iki parametre bilinmektedir. Bu, ısıtıcının gücü ve besleme voltajıdır. Akımı belirlemek için gücü besleme voltajına bölmek yeterlidir.

Basit bir örnek. 220V besleme voltajı için 1KW (1000W) gücünde bir ısıtma elemanı olsun. Böyle bir ısıtıcı için akımın olacağı ortaya çıkıyor

ben = P/U = 1000/220 = 4,545A.

PUE'de yer alan tablolara göre böyle bir akım, 0,5 mm2 (11A) kesitli bir tel ile sağlanabilir, ancak bunu sağlamak için mekanik dayanım En az 2,5 mm2 kesitli bir tel kullanmak daha iyidir. Bu, prizlere elektrik sağlamak için en sık kullanılan teldir.

Ancak bağlantıyı yapmadan önce, yeni satın alınan ısıtma elemanının bile çalışır durumda olduğundan emin olmalısınız. Her şeyden önce direncini ölçmeniz ve yalıtımın bütünlüğünü kontrol etmeniz gerekir. Isıtma elemanının direncinin hesaplanması oldukça basittir. Bunu yapmak için, besleme voltajının karesini alıp güce bölmeniz gerekir. Örneğin 1000W'lık bir ısıtıcı için bu hesaplama şu şekilde görünür:

220*220/1000=48,4Ohm.

Multimetre, ısıtma elemanının terminallerine bağlandığında bu direnci göstermelidir. Spiral kırılırsa, doğal olarak multimetre bir kırılma gösterecektir. Farklı güçte bir ısıtma elemanı alırsanız, direnç doğal olarak farklı olacaktır.

Yalıtımın bütünlüğünü kontrol etmek için herhangi bir terminal ile ısıtma elemanının metal gövdesi arasındaki direnci ölçün. Dolgu-izolatörün direnci, herhangi bir ölçüm sınırında multimetrenin bir kırılma göstermesi gerektiği şekildedir. Direncin sıfır olduğu ortaya çıkarsa, spiral ısıtıcının metal gövdesi ile temas halindedir. Bu, yeni satın alınan bir ısıtma elemanında bile gerçekleşebilir.

Genel olarak yalıtımı kontrol etmek için kullanılır, ancak her zaman değil ve herkesin elinde değildir. Bu nedenle normal bir multimetre ile kontrol etmek oldukça uygundur. En azından böyle bir kontrolün yapılması gerekiyor.

Daha önce de belirtildiği gibi, ısıtma elemanları yalıtkanla doldurulduktan sonra bile bükülebilir. Çok çeşitli şekillerde ısıtıcılar vardır: düz bir tüp şeklinde, U şeklinde, bir halka, yılan veya spiral şeklinde yuvarlanmış. Her şey, ısıtma elemanının monte edilmesi gereken ısıtma cihazının tasarımına bağlıdır. Örneğin, anlık su ısıtıcısı çamaşır makinesi Spiral şeklinde bükülmüş ısıtma elemanları kullanılır.

Bazı ısıtma elemanlarında koruma elemanları bulunur. En çok basit koruma Bu bir termal sigortadır. Yanarsa, ısıtma elemanının tamamını değiştirmeniz gerekir, ancak bu yangına yol açmaz. Isıtma elemanını tetiklendikten sonra kullanmanıza izin veren daha karmaşık bir koruma sistemi de vardır.

Bu tür korumalardan biri, bimetalik plakaya dayalı korumadır: aşırı ısınmış bir ısıtma elemanından gelen ısı, kontağı açan ve ısıtma elemanının enerjisini kesen bimetalik plakayı büker. Sıcaklık kabul edilebilir bir değere düştükten sonra bimetalik plaka açılır, kontak kapanır ve ısıtma elemanı tekrar çalışmaya hazır hale gelir.

Termostatlı ısıtma elemanları

Sıcak su kaynağının olmadığı durumlarda kombi kullanmak zorunda kalıyorsunuz. Kazanların tasarımı oldukça basittir. Bu metal konteyner, üzerinde dekoratif metal bir mahfaza bulunan bir ısı yalıtkanı "kürk manto" içine gizlenmiştir. Gövde içerisinde suyun sıcaklığını gösteren bir termometre bulunmaktadır. Kazan tasarımı Şekil 8'de gösterilmektedir.

Şekil 8. Depolama kazanı

Bazı kazanlarda magnezyum anot bulunur. Amacı ısıtıcıyı ve kazanın iç tankını korozyondan korumaktır. Magnezyum anot sarf malzemeleri kombi bakımı sırasında periyodik olarak değiştirilmesi gerekir. Ancak görünüşe göre ucuz fiyat kategorisindeki bazı kazanlarda böyle bir koruma sağlanmıyor.

Kazanlarda ısıtma elemanı olarak termostatlı bir ısıtma elemanı kullanılır, bunlardan birinin tasarımı Şekil 9'da gösterilmektedir.

Şekil 9. Termostatlı ısıtma elemanı

Plastik kutu, bir sıvı sıcaklık sensörü (ısıtma elemanının yanındaki düz boru) tarafından tetiklenen bir mikro anahtar içerir. Isıtma elemanının şekli çok çeşitli olabilir, şekil en basitini göstermektedir. Her şey kazanın gücüne ve tasarımına bağlıdır. Isıtma derecesi, kutunun alt kısmında bulunan beyaz yuvarlak bir tutamak tarafından kontrol edilen mekanik kontağın konumu ile düzenlenir. Elektrik akımı sağlamak için terminaller de burada bulunur. Isıtıcı dişler kullanılarak sabitlenir.

Islak ve kuru ısıtma elemanları

Böyle bir ısıtıcı suyla doğrudan temas halindedir, bu nedenle böyle bir ısıtma elemanına "ıslak" denir. "Islak" bir ısıtma elemanının hizmet ömrü 2...5 yıldır, bu sürenin sonunda değiştirilmesi gerekir. Genel olarak servis ömrü kısadır.

Isıtma elemanının ve bir bütün olarak kazanın servis ömrünü uzatmak için, Fransız Atlantic şirketi geçen yüzyılın 90'lı yıllarında “kuru” bir ısıtma elemanı tasarımı geliştirdi. Basitçe söylemek gerekirse, ısıtıcı, suyla doğrudan teması önleyen metal bir koruyucu şişeye gizlenmişti: ısıtma elemanı, ısıyı suya aktaran şişenin içinde ısınır.

Doğal olarak, şişenin sıcaklığı ısıtma elemanının kendisinden çok daha düşüktür, bu nedenle aynı su sertliğinde kireç oluşumu o kadar yoğun gerçekleşmez, suya daha fazla miktarda ısı aktarılır. Bu tür ısıtıcıların servis ömrü 10...15 yıla ulaşır. Yukarıdakiler iyi çalışma koşulları, özellikle de besleme voltajının kararlılığı için geçerlidir. Ama hatta iyi koşullar“Kuru” ısıtma elemanları da hizmet ömrünü tüketir ve değiştirilmeleri gerekir.

"Kuru" ısıtma elemanı teknolojisinin bir başka avantajı da burada ortaya çıkıyor: ısıtıcıyı değiştirirken, boru hattından ayrılması gereken kazandan suyun boşaltılmasına gerek yoktur. Sadece ısıtıcıyı sökün ve yenisiyle değiştirin.

Atlantic şirketi elbette buluşunun patentini aldı ve ardından lisansı diğer şirketlere satmaya başladı. Şu anda, “kuru” ısıtma elemanlı kazanlar, örneğin Electrolux ve Gorenje gibi diğer şirketler tarafından da üretilmektedir. “Kuru” ısıtma elemanlı bir kazanın tasarımı Şekil 10'da gösterilmektedir.

Şekil 10. “Kuru” ısıtıcılı kazan

Bu arada, şekilde seramik steatit ısıtıcılı bir kazan gösterilmektedir. Böyle bir ısıtıcının tasarımı Şekil 11'de gösterilmektedir.

Şekil 11. Seramik ısıtıcı

Yüksek dirençli telden yapılmış geleneksel bir açık sarmal, seramik bir tabana bağlanır. Spiralin ısıtma sıcaklığı 800 dereceye ulaşır ve konveksiyon ve ısı radyasyonu yoluyla çevreye (koruyucu kabuğun altındaki hava) aktarılır. Doğal olarak, böyle bir ısıtıcı, kazanlara uygulandığında yalnızca koruyucu bir kabukta, hava ortamında çalışabilir, suyla doğrudan temas tamamen hariç tutulur.

Spiral, bağlantı için birkaç terminalin varlığıyla kanıtlandığı gibi, birkaç bölüme sarılabilir. Bu, ısıtıcı gücünü değiştirmenize olanak sağlar. Bu tür ısıtıcıların maksimum özgül gücü 9 W/cm2'yi aşmaz.

Böyle bir ısıtıcının normal çalışması için koşul, mekanik stres, bükülme ve titreşimin olmamasıdır. Yüzey pas ve yağ lekeleri gibi kirlerden arındırılmış olmalıdır. Ve elbette, besleme voltajı dalgalanmalar ve dalgalanmalar olmadan ne kadar kararlı olursa, ısıtıcı o kadar dayanıklı olacaktır.

Ancak elektrik mühendisliği yerinde durmuyor. Teknolojiler gelişiyor ve gelişiyor, bu nedenle artık ısıtma elemanlarının yanı sıra çok çeşitli ısıtma elemanları da geliştirilmiş ve başarıyla kullanılmaktadır. Bunlar seramik ısıtma elemanları, karbon ısıtma elemanları, kızılötesi ısıtma elemanlarıdır ancak bu başka bir makalenin konusu olacaktır.

Elektrotermal tesisatın en önemli parçası ısıtma elemanıdır. Cihazların ana bileşeni dolaylı ısıtma- özgül direnci yüksek direnç. Öncelikli malzemelerden biri de krom-nikel alaşımıdır. Nikrom telin direnci yüksek olduğundan bu malzeme hammadde olarak ön sıralarda yer almaktadır. çeşitli türler elektrotermal tesisler. Isıtma elemanının boyutunu belirlemek için nikrom telden yapılmış bir ısıtıcının hesaplanması yapılır.

Temel konseptler

Genel olarak, nikromdan yapılmış bir ısıtma elemanının dört hesaplama kullanılarak hesaplanması gerekir: hidrolik, mekanik, termal ve elektrik. Ancak genellikle hesaplamalar yalnızca iki aşamada gerçekleştirilir: termal ve elektriksel göstergelere dayalı olarak.

Termal özellikler şunları içerir:

ısı yalıtımı;
katsayı yararlı eylem sıcaklıkla;
Gerekli ısı transfer yüzeyi.

Nikromun hesaplanmasının temel amacı belirlemektir. geometrik boyutlarısıtma direnci.

İLE elektriksel parametrelerısıtıcılar şunlardır:

besleme gerilimi;
güç kontrol yöntemi;
Güç faktörü ve elektriksel verimlilik.

Isıtma cihazları için besleme voltajı seçilirken, hayvanlara ve hayvanlara en az tehdit oluşturan şey tercih edilir. servis personeli. Tesisatlarda şebeke gerilimi Tarım 50 Hertz akım frekansıyla 380/200 volttur. Elektrik tesisatı özellikle nemli alanlarda kullanılıyorsa veya elektrik tehlikesinin artması durumunda voltaj azaltılmalıdır. Değeri 12, 24, 36 volt'u geçmemelidir.

Isıtıcının sıcaklığını ve gücünü ayarlayın iki şekilde yapılabilir:

voltajı değiştirmek;
direnç değerinin değiştirilmesi.

Gücü değiştirmenin en yaygın yolu, üç fazlı kurulumun belirli sayıda bölümünü açmaktır. Modern ısıtma tesisatlarında tristörler kullanılarak voltaj ayarlanarak güç değiştirilir.

Çalışma akımının hesaplanması, nikrom iletken üzerindeki akım yükünü, kesit alanını ve sıcaklığını ilişkilendiren tablo şeklinde bir ilişkiye dayanmaktadır.

20 °C sıcaklıktaki salınımlar ve titreşimler dikkate alınmadan havada gerilen nikrom tel için tablo verileri derlendi.

Gerçek koşullara geçebilmek için hesaplamalarda düzeltme faktörlerinin kullanılması gerekmektedir.

Nikrom spiralinin hesaplanması, ısıtıcı hakkındaki ilk bilgiler kullanılarak aşamalar halinde gerçekleştirilmelidir: gerekli güç ve nikrom markası.

Bir bölümün gücü:

P - kurulum gücü, W;

m - tek fazlı m = 1 için faz sayısı;

n, yaklaşık 1 kW kapasiteli tesisler için tek fazdaki bölüm sayısıdır n = 1.

Bir ısıtıcı bölümünün çalışma akımı:

U - tek fazlı kurulumlar için şebeke voltajı U = 220 V

Tasarım tel sıcaklığı:

θр = θd/(Km Ks)

θd - izin verilen çalışma sıcaklığı, malzemeye bağlı olarak Tablo 1'den seçilir, °C.

tablo 1- Malzeme parametreleri elektrikli ısıtıcılar.

Km, tasarıma bağlı olarak Tablo 2'den seçilen kurulum katsayısıdır.

Tablo 2- Sessiz hava akışındaki bazı ısıtıcı tasarımları için kurulum katsayısı.

Tesisat katsayısının rolü, referans tablosundaki verilerle karşılaştırıldığında gerçek koşullarda ısıtıcı sıcaklığındaki artışın dikkate alınmasını mümkün kılmasıdır.

Kc, Tablo 3'ten belirlenen çevresel katsayıdır.

Tablo 3- Belirli çevresel koşullar için düzeltme faktörü.

Çevresel katsayı, çevre koşullarına bağlı olarak iyileştirilmiş ısı transferini düzeltir. Bu yüzden gerçek sonuçlar hesaplamalar tablo değerlerinden biraz farklı olacaktır.

Tablo 4'ten çalışma akımına ve tasarım sıcaklığına göre çap d, mm ve kesit alanı S, mm2 seçilir.

Tablo 4 - İzin verilen yük 20°C sıcaklıktaki nikrom bir telin üzerinde, sakin havada yatay olarak asılı duruyor.

Bir bölümün tel uzunluğu:

L = (U f 2 S*10 -6)/(ρ 20 Рс x10 3)

ρ 20 - tablo 1'den seçilen 20 °C sıcaklıktaki direnç;

α, Tablo 1'deki ilgili sütundan belirlenen direnç sıcaklık katsayısıdır.

Sarmal çapı:

D = (6…10) d, mm.

Spiral aralığını belirleyin:

h = (2…4) d, mm

Spiral hatve iş performansını etkiler. Daha yüksek değerlerde ısı transferi artar.

Spiral dönüş sayısı

W = (lx10 3)/ (√h 2 +(πD) 2)

Sarmal uzunluğu:

Tel ısıtıcının amacı sıvının sıcaklığını arttırmak ise çalışma akımı hesaplanan değerin 1,5 katı kadar arttırılır. Kapalı tip ısıtıcı hesaplanması durumunda çalışma akımının 1,2 kat azaltılması tavsiye edilir.

Isıtıcıların sıcaklığa göre sınıflandırılması

İzin verilen maksimum sıcaklığa göre ısıtıcılar beş sınıfa ayrılır:

Sorun Giderme Ayarları

Elektrikli ısıtıcıların en yüksek arıza olasılığı, ısıtma direncinin yüzeyinin oksidasyonundan kaynaklanmaktadır.

Isıtıcının tahribat oranını etkileyen faktörler:

Elektrikli ısıtma tesisatlarının bu parametrelerin izin verilen değerlerinin üzerinde çalışması nedeniyle en çok sık arızalar: kontakların yanması, nikrom telin mekanik mukavemetinin ihlali.

Nikrom ısıtma elemanının onarımı lehimleme veya bükme yoluyla gerçekleştirilir.

Nikrom spiral, vidayla sarılmış tel şeklinde bir ısıtma elemanıdır. kompakt yerleşim. Tel yapılır nikrom- ana bileşenleri nikel ve krom olan hassas bir alaşım. Bu alaşımın “klasik” bileşimi %80 nikel, %20 kromdur. Bu metallerin adlarının bileşimi, krom-nikel alaşımları grubunu - "nikrom" ifade eden adı oluşturdu.

En ünlü nikrom kaliteleri - Х20Н80 ve Х15Н60. Bunlardan ilki “klasiklere” yakındır. %72-73 nikel ve %20-23 krom içerir. İkincisi, maliyeti azaltmak ve telin işlenebilirliğini arttırmak için tasarlanmıştır. İçerisindeki nikel ve krom içeriği sırasıyla %61 ve %18'e düşürülmüştür. Ancak demir miktarı artırıldı - X20N80 için %17-29'a karşılık 1,5.

Bu alaşımlara dayanarak, daha yüksek hayatta kalma ve oksidasyona karşı direnç sağlayan modifikasyonlar Yüksek sıcaklık. Bunlar X20N80-N (-N-VI) ve X15N60 (-N-VI) markalarıdır. Hava ile temas eden elemanların ısıtılmasında kullanılırlar. Önerilen maksimum çalışma sıcaklığı – 1100 ila 1220 °C arası

Nikrom tel uygulaması

Nikromun ana kalitesi yüksek dirençtir elektrik akımı. Alaşımın uygulamalarını belirler. Nikrom spiral iki kapasitede kullanılır - ısıtma elemanı olarak veya elektrik dirençleri için malzeme olarak elektrik şemaları.

Isıtıcılar için kullanılır elektrikli spiral X20N80-N ve X15N60-N alaşımlarından. Uygulama örnekleri:

ev tipi termoreflektörler ve fanlı ısıtıcılar;
Ev tipi ısıtma cihazları ve elektrikli ısıtma için ısıtma elemanları;
endüstriyel fırınlar ve termal ekipmanlar için ısıtıcılar.

Kh15N60-N-VI ve Kh20N80-N-VI alaşımları, vakumda üretilmiştir indüksiyon fırınları, kullanılan endüstriyel ekipman artan güvenilirlik.

Nikrom spiral kaliteler Х15Н60, Х20Н80 X20N80-VI, elektrik direncinin sıcaklık değişimleriyle çok az değişmesiyle farklıdır. Dirençler ve konektörler ondan yapılır elektronik devreler, vakum cihazlarının kritik parçaları.

Nikromdan spiral nasıl sarılır

Dirençli veya ısıtma bobini evde yapılabilir. Bunu yapmak için uygun kalitede nikrom tele ve gerekli uzunluğun doğru hesaplanmasına ihtiyacınız vardır.