Расчет мощности ТЭНов
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.
- 625 Вт
- 933 Вт
- 1,25 кВт
- 1,6 кВт
- 1,8 кВт
- 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.
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 = U 2 / R где,
P — мощность в ваттах
U 2 — 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.
Как узнать, высчитать, измерить мощность электрического тэна при помощи мультиметра?
Есть тэн от варочной панели, не знаю какой он мощности, как узнать, высчитать, измерить при помощи мультиметра.
Нет ничего сложного.
Напряжение нам известно — 220 Вольт
Нужно измерить сопротивление самого тена, оно может быть, к примеру, 30 Ом (+- около Ома сопротивление щупов, но не критично)
Итого — напряжение в квадрате делим на полученное сопротивление = мощность в Ваттах
220 * 220 / 30 = 1613,33333 Вт (или 1,6 кВт)
Но и напряжение у нас может быть не 220 а +- 15% и погрешность в измерении тена, который нужно измерять в разогретом виде а не в холодном, так что отклонение от заявленной мощности при таких расчетах будут больше 10%, но понимать какая +- мощность нас ожидает — этого вполне достаточно.
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,
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.
Cопротивление ТЭНа чайника
Один из основных способов проверить работоспособность и главное эффективность ТЭН любого чайника – измерить его сопротивление. Но при этом недостаточно только получить какое-то значение – основная задача понять, соответствует ли оно, заявленным характеристикам устройства.
Объяснение этому довольно простое – КПД современных Трубчатых ЭлектроНагревателей практически 100%. Соответственно, основная часть электрической мощности тратится именно на нагрев, и она, согласно закону Ома, напрямую связана с сопротивлением ТЭН. Если окажется, что мощность чайника очень низкая – то будет понятна причина медленного кипячения, если высокая — причина деформации корпуса, отключения защитной автоматики при его работе и т.д.
Если вы знаете, какая заявленная мощность у вашего чайника, а об этом говорят маркировка на упаковке, корпусе устройства или самом трубчатом нагревателе, то довольно просто рассчитать сопротивление его ТЭН.
Для этого воспользуемся простой формулой, согласно закона Ома:
R=U 2 /P, где R – электрическое сопротивление, U – напряжение, P — мощность
Чаще всего, при указании мощности бытовой техники, учитывается напряжение сети – 220 Вольт. Мощность, как вы помните, мы уже узнали из паспорта или по маркировке. Это значит, что вся информация необходимая для расчета есть.
Так, например, у чайника мощностью 1800 Ватт, сопротивление ТЭН:
R=220 2 /1800 = 26,9 Ом
Если при измерении мультиметром сопротивления нагревателя вы получили близкое к этому значение – он полностью исправен.
В таблице ниже, для вашего удобства, мы уже рассчитали сопротивление трубчатых ЭлектроНагревателей для чайников, самых популярных мощностей:
Более того, вы можете воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, который рассчитывает сопротивление ТЭН чайника, достаточно лишь ввести его мощность.
Как проверить ТЭН в стиральной машине мультиметром
При выходе из строя нагревательного элемента большинство современных стиралок прерывают программу с ошибкой. Так, Bosch пишет F19 на дисплее, Индезит – F08, LG – HE или tE, Samsung – Н1, Н2, НЕ, Е5, Е6, Аристон – F08. Старые модели могут нормально проходить весь цикл в холодной воде: это легко понять по холодному стеклу люка во время выполнения программы и низкому качеству стирки. Нередко о поломке ТЭНа становится известно, когда машинка при включении программы или во время стирки выбивает автомат или УЗО.
Если вы подозреваете, что в вашей стиральной машине вышел из строя нагревательный элемент, и хотите сами проверить данный узел – вам потребуется мультиметр.
Где находится ТЭН
Наиболее типичное расположение ТЭНа – внизу под баком. Но в силу конструктивных особенностей, добраться до него в разных машинках можно по-разному. Так, в Indesit и Ariston оптимальный способ получить доступ к нагревательному элементу – это снять заднюю стенку. А в большинстве Bosch, Neff и Siemens потребуется разбирать переднюю панель.
Обратите внимание! Вытаскивать из машинки ТЭН для проверки мультиметром не обязательно: достаточно снять провода с клемм.
Проверка сопротивления ТЭНа
Чтобы проверить сопротивление ТЕНа, необходимо:
- Обесточить СМА.
- Открутить заднюю панель или разобрать переднюю. Снять провода с клемм (рекомендуем снимать на фото весь процесс, чтобы вы могли потом в нужном порядке вернуть все на место!)
- Рассчитать сопротивление вашего ТЭНа по формуле R= U²/P, где U – напряжение, которое подается на ТЭН (220V), а P – мощность водонагревателя. Она указана на корпусе ТЭНа.
Примечание! Например, ваш ТЭН имеет мощность 2 кВт, значит расчет будет выглядеть так: 220²/2000 =24,2 Ом. Как правило, рабочий диапазон современных ТЭНов – от 20 до 40 Ом.
- Включить мультиметр в режим измерения сопротивления (в Омах). Селектор поверните на 200 Ом.
- Присоединить щупы тестера к клеммам ТЭНа.
- Если на табло тестера высветился показатель, близкий к расчетной цифре, то продолжаем проверку ТЭНа (на пробой). При 1 – имеет место обрыв спирали, при 0 – короткое замыкание. В обоих случаях ТЕН требует замены.
Проверка ТЭНа на пробой
Для проверки нагревательного элемента на пробой необходимо:
- Перевести мультиметр в режим зуммера.
- Один щуп приставить к клемме, второй – к корпусу ТЭНа.
- Если мультиметр пищит, значит есть пробой, и ТЭН неисправен.
Иногда пробой возникает только при нагреве ТЭНа. Чтобы проверить это, запустите программу с нагревом и дождитесь, когда ТЭН начнёт греть воду. Затем, отключите стиральную машину от электричества, снимите провода с клемм ТЭНа, и также прозвоните его приложив один щуп мультиметра к клемме ТЭНа, а второй – к его корпусу. Если таким образом нагреватель звонится, значит, он неисправен.
Обратите внимание! Ни в коем случае не пользуйтесь СМА при наличии пробоя на корпус: такая техника может ударить током, что может привести к серьезным последствиям и даже летальному исходу!
Сложно? Не уверены, что правильно определите состояние ТЭНа? Не рискуйте! Обращайтесь к профессионалам. Мастера «РемБытТех» проведут диагностику нагревателя вашей стиральной машины и, при необходимости, заменят ТЕН на новый. Звоните или отправляйте онлайн-заявку.
Наши специалисты приезжают в течение 24 часов с момента обращения. Ремонтируют на дому за один визит. На работы и новые запчасти – дают гарантию на срок до 2 лет. Обращайтесь, и ваша машинка прослужит вам еще долгие годы!