Подключение инфракрасного обогревателя

У пленочных инфракрасных обогревателей нет заземления. И это понятно: как приделать клемму к проводнику, по которому и так течет ток. Никакого корпуса нет и в помине. А вот у термостата временами попадается клемма для заземления. Но чаще там три пары проводов: для датчиков, для питания, для присоединения сети нагревательных приборов. Подключение инфракрасного обогревателя в первую очередь производится к такому термостату, который способен выдержать мощность прибора. А как соединить гирлянды – личное дело каждого. При этом действует простое правило: при параллельном подключении напряжение одинаковое, а при последовательном общее – складывается из составляющих. Электрики сразу поймут тонкость. Дело в том, что мощность одного и того же набора пленок инфракрасного обогревателя в этом случае получится разной, что используйте по усмотрению. Но давайте по порядку.

Электрическое подключение обогревателя

Электрическое подключение инфракрасного обогревателя

Начнем с простого закона Ома. Привыкли, что бытовые обогреватели дают мощность, прописанную в инструкции, но с пленочными по-другому. Каждый из них обладает сопротивлением фиксированным. Не берем в расчет матричные конструкции, если таковые обнаружатся на рынке. А ток в цепи как раз зависит от сопротивления. 230 В это действующее значение напряжение (эквивалентное постоянному току, который производит в проводнике тот же тепловой эффект). И когда начинается движение , то и мощность определяется током. Например, пленка сопротивлением 28 Ом даст 2 кВт, но если две такие соединить последовательно, то эффект уменьшится в два раза.

Дело в том, что мощность вычисляют перемножением тока на напряжение, и если 230 В из сети берется стабильно, то первый параметр как раз падает при росте сопротивления. Для измерения применяйте токовые клещи. Понадобится изготовить отдельный удлинитель с расщепленными жилами. Так как суммарное поле кабеля равно нулю.

Что же это получается. Берем два нагревателя, а получаем эффект меньший, нежели давал один. Так, зато и удельная мощность на квадратный метр пленки падает, следовательно, уменьшается опасность пожара. Этот тонкий момент нужно четко понимать, ведя монтаж в помещении пленочных инфракрасных обогревателей. Включая два одинаковых рулона друг за другом, уменьшаем спектральную плотность излучения в четыре раза: вдвое за счет снижения тока, и вдвое за счет увеличения суммарной площади. Аналогично три листа дадут понижение параметра уже в 9 раз. Каждый раз для пересчета коэффициента число рулонов возводится в квадрат. Ожидали вовсе не такого эффекта. Тогда включаем листы параллельно, как спирали электрокаминов. В этом случае мощность каждого рулона проверим (не веря на слово продавцу) простым и дельным методом:

  • Измерьте сопротивление между входным и выходным контактом.
  • Поделите квадрат действующего напряжения (в нашем случае 200 х 200 = 48400) на найденное значение.

Получится реальный эффект при включении инфракрасного пленочного обогревателя в цепь. Как это использовать на практике. Имеются районы страны, где напряжение повышенное или пониженное, а также гаражи, дачи и прочие объекты, на которых параметры далеки от идеала. Берете в руки вольтметр, суете в розетку щупы. Какое там значение. А ну-ка посчитаем по листам, сколько ватт получится при установке… Маловато. Придется докупить рулонов, чтобы пришлось вровень с расчетными показателями. Где взять требуемую мощность по теории. Не раз и не два рассказывали, но повторимся. Способов как минимум два:

Подключенный обогреватель

  1. Простым решением будет найти сайт, где программистами PHР и Java размещен калькулятор для расчета мощности газового котла применительно к тому или иному помещению. Как пользоваться этим чудом. Во-первых, смотрим, предлагается ли взять запас (например, 15%) на потери в котле. Отбрасываем, снимаем галку, не учитываем при расчетах. Необходимо будет ввести: площадь помещения, толщину и материал стен, пола, потолочных перекрытий, размер и число, а также тип окон и некоторые другие величины, главными среди которых являются температуры на улице и внутри. Наш инфракрасный обогреватель перекрывает расчетное значение, а оно равно сумме потерь через поверхности здания наружу.
  2. Второй способ определения мощности инфракрасного обогревателя практический. Часто так выходит, что нет возможности задать параметры в калькуляторе явственно, ну, не знаем многого, и все тут. Тогда подойдет экспериментальный метод, ноу-хау нашего сайта. Достаточно приблизительный, но подойдет. Потрудитесь дождаться холодной погоды. Температура установится и не меняется несколько часов, пока идут измерения. Например, это ночное время. С вечера в оборудуемую комнату ставим масляный обогреватель, например, на 2 кВт, включаем на полную мощность. Измеряем температуру радиаторов отопления (если таковые подвешены), температуру за окном и в комнате. Уходим. Рано утром, пока температура окружающей среды еще не начала подниматься производим измерение в комнате. Теперь начинаем расчет.

Расчет мощности инфракрасного обогревателя

График расчёта мощности ИК обогревателя

Строим график, как на картинке. На нем градусы заменяются на ту температуру, которая в помещении до измерений. По вертикали идут теплопотери, линейно зависят от разницы за окном и внутри. Видим точку, на которой мощность радиаторов центрального отопления уравновешивает потери (это измеренная перед опытом температура). После включения обогревателя неопределенное время конструкция будет приходить в равновесие, после чего температура в помещении поднимется на пяток градусов. Этих цифр достаточно, чтобы:

  1. Определить мощность батарей.
  2. Найти мощность инфракрасного обогревателя, которая будет выводить нас на режим в тех или иных погодных условиях.

Допустим, за окном было 0 ºС, температура в комнате равнялась 20 ºС, после прогрева 2 кВт масляным обогревателем стало 23 ºС, а хотим, чтобы при температуре за окном -10 ºС в помещении было 20 ºС. Для начала составляем пропорцию, где за N берем номинальную мощность батареи (при температуре поверхности измеренной в ходе опыта, например, 60 ºС) для температуры 20 ºС в помещении. Такая оговорка сделана потому, что энергия, отдаваемая радиаторам пропорциональна разнице температур. Итак, в начале температура батареи 60 ºС, а в помещении 20 ºС. Это будет номинал. В конце, соответственно, 60 ºС и 23 ºС, это будет 37/40 номинала. Итого:

(2 + 37/40N) – N = 3 ºC;

Это характеристическое уравнение, которое нельзя решить, а послужит для показательных целей. Приводим выражение к тому виду, который пригоден для нахождения мощности батарей. От рабочей точки до пересечения с осью абсцисс ровно 20 ºС. И здесь высота графика равна полной мощности батарей. Получается:

N = 20/3 х ((2 + 37/40N) – N) или 1,5 N = 13,(3) кВт.

Формула расчёта мощности обогревателя

Из этого уравнения любознательный школьник найдет мощность батарей. Получается нечто вроде 8,9 кВт. Теперь знаем угол наклона характеристики, а значит, скажем, что при температуре -10 ºС за окном понадобится инфракрасный обогреватель мощностью ровно половину того, что дают батареи (разумеется, котел должен поддерживать температуру 60 ºС). Аналогично получим результат для значений температур комнаты, радиатора и улицы. А значит, есть возможность создания гибкой подсистемы подстройки оборудования под наши нужды. Работает термостат, который контролирует один из перечисленных параметров, а инструкция по подключению инфракрасного обогревателя иного и не предусматривает, но вольны сделать по вкусу. При температуре -10 ºС будет работать пара рулонов, а если холода прижмут, то включится остальное. Такой подход обеспечит гладкость выхода на режим, а кроме того одну секцию можно и вовсе назначить дежурной.

Для этого обе ветки включаем параллельно на один термостат. Ставим датчик на пол, подводим питание, удостоверяемся, что мощности прибора хватает. Дежурную ветку включаем через еще один термостат, который измеряет температуру за окном. Настраиваем согласно нашим расчетам по графику, наслаждаемся жизнью. Гладкие режимы благоприятны для оборудования, следовательно, приборы служат дольше, а при постепенном прогреве наверняка не произойдет случая, когда будет потрачена лишняя энергия. Такой метод используется в холодильниках с инверторным управлением компрессора. Тихие, экономные и долговечные. Недаром Samsung дает 10 лет гарантии на инверторный мотор!

Итак, стандартное подключение инфракрасного обогревателя через терморегулятор не является оптимальным вариантом. Зная законы физики, умея пользоваться формулами, понимая, что и для чего делается, создавайте собственные сборки из стандартных технических решений, работающие специфическим образом. А также помните, что подключение инфракрасного обогревателя к электросети определяет в некоторых случаях мощность, что используйте сообразно целям. Не забывайте, что приборы лишены заземления, поэтому встраивайте в схему дифференциальное устройство защиты. Подключение термостата к инфракрасному обогревателю никак не ограждает последствий утечки тока.

Для примера представьте себе случай. Изоляцию теплого пола ванной пробило в двух местах у порога, а туда накапало воды. Тот, кто встанет обеими ногами сразу в обе лужи, получит удар током. Это не случится, если поставлено корректно дифференциальное устройство защиты.
Класс приборов, основывающий принцип действия на вычитании входного и выходного тока, неработоспособен без обустройства ветки заземления. Используйте только евророзетки с характерными боковыми лепестками.

Читайте также:  Расчёт мощности обогревателя