Теплый пол электрический почему не работает


Не греет электрический теплый пол

Не редко случается, что исправно проработав один, два сезона электрический теплый пол внезапно перестает греть. Если он у вас выполнял роль дополнительного отопления, то с этим еще можно как-то повременить.

Вызвать специалиста, дождаться ремонтных работ. А вот когда, это единственный и основной источник отопления в доме, можно ли найти причину поломки своими руками и устранить ее самостоятельно?

В большинстве случаев можно, но многое зависит от места повреждения и причины. Вот основные три:
  • неисправность терморегулятора
  • выход из строя температурного датчика
  • повреждение кабеля

Ошибки при монтаже

Если теплый пол у вас все же греет, но плохо, слишком часто выключается, так и не набрав нужной температуры, проблема изначально может заключаться в неправильном расположении температурного датчика.

Получается, что еще на стадии монтажа, вы его разместили слишком близко к греющему кабелю. Либо он сместился в момент укладки напольного покрытия.

Когда датчик согласно инструкции заложен в гофре, можно попытаться решить проблему, втолкнув или вытащив его из гофротрубки на 5см.

Если такие проблемы с недостаточным прогревом появились совсем недавно, вспомните, в каком месте заложен этот индикатор. Вполне возможно, что именно на него кто-то передвинул и поставил какую-нибудь мебель или положил коврик.

Из-за этого, датчик стал прогревать пол в этом месте быстрее, и соответственно отключаться раньше обычного.

Еще слабый прогрев может быть вызван пониженным напряжением в сети у вас в квартире. Вольтметром сделайте замеры.

Какое напряжение по ГОСТу должно быть у вас в доме читайте в статье ”Что такое реле напряжения и всегда ли оно нужно в квартире”.

Выход из строя терморегулятора

Когда электрический теплый пол вообще не включается, поиск неисправности нужно начинать с терморегулятора. Для начала вытащите его из посадочного места, чтобы были видны все клеммы.

Если у вас электронный тип, при его демонтаже никогда не надавливайте пальцами на экран, иначе он может треснуть.

Первым делом мультиметром проверьте, а приходит ли на терморегулятор вообще 220В? Может быть дело и не в полу, а все проблемы в питающем кабеле.

Используйте именно мультиметр или вольтметр, а не простой индикатор, который показывает просто наличие фазы. Фаза то может и приходить, а вот ноля не будет – отсюда и не работоспособность всей системы.

На большинстве термостатов все клеммы производители подписывают и маркируют:

  • L и N – место куда подключается питание (фаза и ноль соответственно)

В определенных моделях рекомендуется строго соблюдать “полярность” и не путать ноль с фазой. Почему?

Для этого достаточно разобрать регулятор и тогда вы увидите, что ноль напрямую через дорожку подается на греющий кабель. Фаза же разрывается через реле. Например, именно так сделано в модели RTC 70.26.

То есть, если вы перепутаете ”полярность”, то фаза всегда будет дежурить у вас на теплом полу. Даже, когда встроенный выключатель отключен! Будьте внимательны.

  • L1 и N1 – отходящая нагрузка, греющий кабель или мат
  • Sensor – термодатчик

Конечно может быть и другое обозначение клемм:

Если напряжение на клеммах питания есть и оно в норме, то обязательно перепроверьте надежность контактов в остальных зажимах.

Бывает такое, что со временем контакт ослабляется и тонкий проводок просто выпадает и перестает контачить. В итоге программное обеспечение теплого пола выдает это как ошибку – ”Авария. Обрыв датчика теплого пола.”

Вроде бы, коснулись терморегулятора или включили-выключили общий автомат и все заработало. Начинаете искать проблему где-то глубоко, а она на поверхности – плохой контакт в клеммной колодке.

Повреждение и проверка датчика температуры

Когда проблем с контактами нет, нужно проверить работоспособность самого регулятора и датчика. Как это сделать, не ломая пол?

Для этого на те клеммы, куда подключается кабель теплого пола, подсоедините обычную лампочку с патроном. Подаете напряжение и начинаете выкручивать регулятор изменяя температуру.

При исправности прибора и достижении определенной (комнатной или ниже) температуры, произойдет щелчок и лампочка загорится.

Затем берете обычный фен и начинаете прогревать то место пола, где установлен температурный датчик.

Если он действительно исправный, то через пару минут (зависит от толщины стяжки), датчик должен сработать и лампочка отключится. Это означает, что причина скорее всего в повреждении самого греющего кабеля и контролирующая аппаратура здесь не причем.

Но иногда повреждаются и сами приборы. Если при включении теплых полов индикатор начинает моргать и тухнет, после чего кабель естественно не греет, то возможно у вас в схеме ”пересох” конденсатор.

Такое часто происходит при длительной эксплуатации теплого пола от 5 лет и более. Когда моргает зеленый светодиод, то это может свидетельствовать об обрыве датчика.

Встречается и обратная ситуация. Пол прогревается, а терморегулятор не выключается. То есть, постоянно горит красный индикатор. Как проверить, что не исправно?

Отсоединяете от клемм провода терморезистора и мультиметром замеряете его сопротивление, сравнивая с паспортными данными. Причем характеристики у разных производителей могут существенно отличаться. Начиная от 6кОм и заканчивая 100кОм и более.

Если получилось очень высокое или бесконечное сопротивление – то датчик не исправен. Терморегулятор думает, что пол холодный и соответственно греет его до максимума. То же самое происходит и при обрыве проводов идущих до датчика.

Еще многих пугают, что если нарастить длину проводов до термостата, то тем самым резко изменится общее сопротивление, и прибор будет работать не корректно.

Подумайте сами – сопротивление таких терморезисторов составляет несколько кОм. А вы, нарастив пару лишних метров, добавите всего несколько Ом. Погрешность при настройке температуры практически не поменяется.

Защита от короткого замыкания

Никаких предохранителей в терморегуляторах обычно не ставится, не ищите их внутри. Фактически функцию предохранителя в системах электрических теплых полов, должен выполнять автоматический выключатель + УЗО или дифф.автомат у вас в щитке.

В некоторых моделях регуляторов (например RTC 70), стоит встроенный выключатель. Им можно вручную, не бегая к электрощитку, отключить теплые полы.

Многие ошибочно думают, что именно через него проходит весь ток на греющий кабель. Это не так. Этот переключатель отвечает только за подачу питания на плату, отсюда и такой его малый рабочий ток – 6А.

Настройка работы теплого пола с неисправным датчиком

Электронные модели в отличие от механических, сами должны помогать пользователям в определении неисправностей. Например, при поломке датчика температуры, у них на экране должны будут высвечиваться не типичные значения или ошибка E5.

Чтобы дальше продолжать пользоваться теплыми полами, несмотря на неисправность, некоторые модели это позволяют, необходимо проделать следующее:

  • отключаете от клемм провода на датчик
  • терморегулятор переводите в режим таймера

Некоторые модели это делают автоматически, в других видах нужно зажать кнопки вверх-вниз одновременно.

  • на экране высвечивается номер программы
  • перебирая кнопками вверх-вниз можно подобрать комфортную температуру согласно программы

В механических марках, например DeviReg 130, такой способ тоже применим. Вытаскиваете провода от датчика и выкручиваете регулировочное колесико между положениями 3-4.

В этом режиме можно будет добиться оптимальной комфортной температуры теплых полов. Правда, включены они у вас будут постоянно.

А если явного обрыва нет, а мультиметр даже показывает какие-то значения, как узнать, что терморезистор неисправен? Нужно сравнить его паспортные данные с теми, что определяются фактически при замерах.

Например, заводские данные термостата – 15кОм при t=25С.

А вот, что показывает тестер при замерах: 

Здесь конечно нужно учитывать температурный коэффициент. Если он негативный, то при повышении t от 25С сопротивление будет падать. При более низкой температуре, сопротивление увеличивается.

То есть, будет выше 15кОм. Вот результат замера такого же исправного датчика при t уже 20С:
С качественными терморегуляторами, температурными датчиками и другими комплектующими ведущих фирм, а также с текущими ценами по теплым полам на сегодняшний день, можно ознакомиться здесь.

Повреждение греющего кабеля и нагревательного мата

Если вы проверили датчик, терморегулятор, все контакты и замечаний по их работе нет, а пол по-прежнему не греет, то остается искать повреждение в самом греющем кабеле.

Явное короткое замыкание диагностировать можно простым мультиметром. А вот чтобы установить его точное место, без специальных дорогостоящих приборов, увы не обойтись.

В начале диагностики тестером проверяете сопротивление между жил кабеля. Оно должно быть в пределах заводских данных – от 11 до 700 Ом, в зависимости от длины.

Поэтому всегда сохраняйте паспортную документацию на теплые полы. Вклеивайте туда шильдики с кабельной продукции, записывайте показания изначальных сопротивления изоляции и сопротивления жил.

Потом при возникновении проблем, легко можно будет определить, что за кабель уложен, его длину, заводское сопротивление. Также не мешает сделать фотографию или зарисовку зон укладки.

Если короткого замыкания между жил нет, значит дело в плохой изоляции, идем дальше. Проверяете сопротивление, опять же пока тестером, между жилой и экраном.

Здесь показания должны стремиться к бесконечности – или отображается единичка с левой стороны на экране токоизмерительных клещей. При нулевых показаниях все понятно – жила где-то явно замкнута на экран.

А вот если мультиметр показывает сопротивление в несколько сотен Ом или даже кОм, тогда подключаете мегаомметр на 2500В и подаете повышенное напряжение между оплеткой и нагревательной жилой.

И вот если у вас при этом сопротивление изоляции будет падать до ноля, то это и говорит, что кабель пробит и нужно искать место повреждения.

Причем при меньшем напряжении в 500В или 1000В этого можно и не узнать.

Для новых нагревательных кабелей от качественных производителей (Devi, Veria и др.) сопротивление должно быть не ниже 1 ГОм при напряжении 2,5кВ.

Например, нагревательные маты производители на заводе проверяют напряжением 3кВ с погружением в воду.

Прожиг кабеля и генератор сигналов

Чтобы найти точное место неисправности, нужно иметь специализированные приборы представляющие из себя:

  • трансформатор для прожига
  • генератор сигналов
  • эл.магнитный приемник сигналов
  • тепловизор

В домашних условиях никто таких приборов не имеет, поэтому придется вызывать специалиста. Как происходит поиск таких неисправностей можно ознакомиться в подробном видео с реального объекта:

Порядок такой:

  • прожигается место слабой изоляции

Для этого подается повышенное напряжение в точку пробоя (до 10кВ!). При одновременном напряжении на жилах до 350В, создается розжиг сварочной дуги.

Эта дуга, как бы наваривает углеродную дорожку в месте соединения проводников, током до 3А и образует замкнутый контур.

  • генератором подается сигнал в кабель
  • эл.магнитным датчиком, выступающим в качестве приемника, находится примерное место замыкания. Все это без вскрытия плитки или другого напольного покрытия.
  • тепловизором просматривается вся площадь более внимательно и визуально устанавливается точное место КЗ. Там, где делали прожиг, будет завышенная температура.

С нагревательными матами поиск проще, так как они расположены близко к поверхности. А вот с кабелем гораздо сложнее, особенно под толстой стяжкой. Она сильно ослабляет сигнал, и поиск КЗ может занять гораздо больше времени.

Если у вас еще на стадии проверки мультиметром, показало замыкание двух жил между собой, то здесь ничего и прожигать не нужно. Сразу подключаете на них генератор и ищите точку.

Обрыв жилы греющего кабеля

Ну и еще одна распространенная ситуация – обрыв жилы. Это одна из самых неприятных аварий. Кабель прожечь невозможно, замыкания никакого нет и даже тепловизор здесь бесполезен.

Чаще всего такое повреждение происходит в муфтах – начальной, соединительной или концевой.

Там нагревательные жилки очень тонкие, и нередко именно в этом месте, почему-то умудряются сделать поворот трассы.

При явном обрыве и мультиметр и мегаомметр покажут сопротивление между жил близкое к бесконечности. Но если какой-то неустойчивый контакт все еще остался, то тестер может показать вполне хорошие данные, например 200-300 Ом.

Вот только при включении под напряжение 220В никакого полноценного нагрева не будет, а рабочий ток составит максимум несколько миллиампер, вместо положенной нагрузки в несколько Ампер.

Кабель в итоге будет прогреваться еле-еле, и ни о каком нормальном отоплении естественно речи уже быть не может.

Зачастую даже прожиг здесь бесполезен. И все что остается – это разобрать самые подозрительные места, в первую очередь те плитки, под которыми установлены муфты.

Теоретически можно попробовать применить методы поиска проводки под штукатуркой. 

В соединительных муфтах кабель не будет полностью экранирован. И подав на жилу напряжение, можно попытаться засечь сигнал, там где пропадает фаза, т.е. как раз в месте обрыва. Но очень многое будет зависеть от глубины залегания и специфики повреждения.

Статьи по теме

Электронагреватель не работает: причины и решения

перейти к содержанию
  • Товары для дома
      • Все товары для дома
      • Электрооборудование
      • Сантехника
      • Плотницкие работы
      • Живопись
    • Сантехника

      Вам нужен сантехник? Понять возможные проблемы

    • Электрические

      Как починить базовый переключатель?

    • Плотницкие работы

      Лучшие советы начинающим плотникам

    • Плотницкие работы

      Как найти скидки на мебель в Интернете

    • Сантехника

      Идеи ремонта маленькой ванной

    • Электрические

      Как починить базовый переключатель?

    • Электрические

      10 ситуаций, когда вам нужен электрик

    • Электрические

      Под напольным отоплением или радиаторными системами? Или оба?

    • Электрические
.

6 Плюсы и минусы теплого пола, о котором вы не знали

Подогрев пола, также называемый лучистым отоплением, - это роскошная домашняя особенность и популярная тенденция в новом жилье, а также при ремонте, ориентированном на чистоту, комфорт и дизайн. вел живую. Хотя нельзя отрицать, что теплый пол - это самый удобный способ согреть пальцы ног, стоит ли это дополнительных затрат и хлопот? Или для обогрева дома лучше использовать традиционные радиаторы? В этом сообщении блога обсуждаются преимущества и недостатки теплого пола.Начнем с плюсов, а потом перейдем к минусам.

Коротко о плюсах и минусах:

(+) Энергоэффективное отопление (+) Легкость работы (+) Больше места и свобода дизайна (+) Работает со всеми напольными покрытиями (+) Безопасность и комфорт (+) Простота установки

(-) Стоимость установки (-) Время установки (-) Высота пола Проблема

Плюсы напольного отопления

1. Энергоэффективное отопление

Существует два типа лучистого отопления , электрические и водяные системы на базе .Оба обеспечивают обогрев помещения от пола вверх, обеспечивая постоянное и эффективное тепло. В системах горячего водоснабжения горячая вода проходит по трубам для создания тепла, тогда как электрические полы с подогревом нагревают проводку под полом для выработки тепла.

Традиционные радиаторы необходимо нагреть до высокой температуры (от 65 до 75 градусов Цельсия), чтобы эффективно обогреть комнату, тогда как напольное отопление должно работать только при температуре 29 градусов Цельсия или ниже, в зависимости от пола. отделка, чтобы согреть комнату, тем самым потребляя меньше энергии и значительно снижая счета за электроэнергию.

Кроме того, радиаторы нагревают ближайший к ним в первую очередь воздух, поэтому помещения, обогреваемые радиаторами, склонны к «холодным точкам», то есть воздух кажется холодным в середине комнаты и очень горячим рядом с радиаторами. . Обычно это приводит к открытию окна над радиатором, чтобы подать свежий воздух, и вот мы снова, позволяя всей энергии, потраченной на обогрев дома, ускользать из окна. Лучистое тепло обеспечивает теплом от пола вверх по всей комнате без каких-либо холодных пятен или духоты в обогреваемой зоне.

Подводя итог, в отличие от традиционных радиаторов, из-за которых в комнате иногда может быть холодно и слишком жарко в другое время, полы с подогревом не перегреваются - вместо этого они достигают желаемой температуры, установленной вами с помощью настенного термостата.

Лучистое тепло обеспечивает среднюю экономию в размере 15% на счетах за отопление благодаря эффективному способу обогрева дома

2. Легкость эксплуатации

После установки теплые полы практически не требуют обслуживания и имеют срок службы гарантия полного спокойствия.Контроллеры нагрева Warmup обеспечат наиболее эффективную работу вашего отопления либо автоматически с помощью термостата Smart WiFi, либо, если хотите, с помощью программируемого термостата, который можно запрограммировать на включение нагрева в определенное время, что дает вам возможность возможность выключить его в ночное время.

3. Больше места и свобода дизайна

Благодаря полам с подогревом вы можете наслаждаться всей комнатой без радиаторов на стенах.Даже самые современные радиаторы занимают место на стене, поэтому представьте, какую свободу дизайна вы имеете с полами с подогревом - вы можете украсить стены по своему желанию, чтобы действительно заявить о себе или просто добиться минималистского вида, независимо от вашего стиля, и бесплатно от необходимости планировать радиаторы.

4. Работает со всеми напольными покрытиями

Подогрев пола дает вам свободу спроектировать свой дом по вашему желанию, максимально используя пространство стен и пола.И вы по-прежнему можете выбрать тип пола, который вам нужен, поскольку пол с подогревом хорошо сочетается с ламинатом, деревом, плиткой, камнем, ковром и т. Д.

5. Безопасность и комфорт

Если у вас пол с подогревом, вам больше не нужно беспокоиться об острых краях или горячих поверхностях радиаторов, когда в доме находятся молодые члены семьи. Система обогрева надежно убрана в сторону и не будет слишком горячей на ощупь.

Лучистое тепло также намного лучше влияет на качество воздуха в помещении, поскольку оно сохраняет воздух свежим и богатым кислородом.С другой стороны, высокие температуры, вызванные радиаторами, усиливают дискомфорт и снижают уровень кислорода. Тепловая циркуляция от воздуха, поднимающегося к потолку, а затем обратно, заставляет всю пыль двигаться по кругу, чего не произойдет с системой подогрева пола.

6. Простота установки

Полы с подогревом легко установить, особенно если вы делаете их частью проекта строительства или ремонта. Например, решение StickyMat от Warmup можно установить в качестве самостоятельного проекта, так как его просто уложить, предварительно разложив электрический провод и легко прикрепив к сетке, чтобы его можно было развернуть на месте.Кроме того, есть даже дополнительное удобство уборки, так как поддерживать чистоту в комнатах проще без укромных уголков радиаторов.

Минусы теплого пола

1. Стоимость установки

Электрические системы предлагают быстрое время монтажа, многие системы могут быть установлены в ванной среднего размера всего за 1-2 дня. Стоимость установки будет варьироваться в зависимости от выбранной вами системы, размера помещения и оплаты вашего установщика; вы можете рассчитывать на оплату труда от 200 до 300 фунтов стерлингов в день.Вам также нужно будет вызвать квалифицированного электрика, чтобы подключить систему к источнику питания, это может занять несколько часов, и здесь также будут разные затраты.

Если вы ищете установщика для установки вашего нового электрического напольного обогревателя, свяжитесь с нами, и мы сможем порекомендовать одного из наших сертифицированных установщиков Warmup Pro, работающих в вашем регионе.

Системы на водной основе требуют больше времени для установки из-за более сложных требований к установке. Это означает, что установка системы водяного теплого пола будет стоить больше денег, однако более низкие эксплуатационные расходы, обеспечиваемые влажными системами, могут компенсировать эту начальную цену.Узнайте больше о расходах на установку водяного теплого пола и посмотрите, какая система лучше всего подходит для вас.

2. Время установки

В некоторых системах электрического теплого пола требуется нанесение самовыравнивающейся смеси, поэтому вы должны учитывать время, которое потребуется для полного высыхания перед укладкой напольного покрытия - это обычно день-два. Однако некоторые из наших систем, такие как система развязки с подогревом DCM-PRO, могут быть облицованы плиткой непосредственно, что делает установку очень быстрой - иногда менее чем за день в небольшом помещении.

Установка систем водяного теплого пола занимает больше времени, часто для полной установки требуется несколько дней, хотя обычно это не имеет большого значения, поскольку эти системы, как правило, устанавливаются в рамках более крупного проекта нового строительства или ремонта. Вы также должны знать, что если вы укажете систему, для которой требуется стяжка, время, необходимое для отверждения стяжки, также должно быть учтено в графике вашего проекта.

3. Высота пола Проблема

Ориентировочно системы подогрева пола увеличивают высоту пола в комнате в среднем на несколько сантиметров, в зависимости от выбранной вами системы.Кроме того, вы можете разместить теплоизоляционные плиты под нагревательным оборудованием, чтобы максимизировать потенциал энергоэффективности, гарантируя, что все тепло идет вверх, а не вниз. Изоляционные плиты увеличивают высоту еще немного, примерно на дюйм.

Однако, если потеря высоты в комнате является для вас проблемой, то система подогрева пола StickyMat electric от Warmup может быть идеальной - так как у нее очень тонкие кабели, прикрепленные к сетке, в результате этого она не будет значительно поднять высоту пола.

Резюме: стоит ли это теплых полов?

Полы с подогревом - это простой и энергоэффективный способ согреть ваш дом и сохранить ощущение комфорта. Хотя стоимость установки лучистого отопления выше, чем стоимость установки традиционных радиаторов, существует различных вариантов , соответствующих вашему бюджету, и стоит иметь в виду, что теплый пол обеспечивает значительную экономию на счетах за электроэнергию в долгосрочной перспективе.

При ремонте ванной комнаты особенно стоит подумать о теплом полу. Вы значительно сэкономите на трудозатратах, если пол все равно будет поднимать и менять. Комфорт и экономия затрат на использование системы на счетах за отопление принесут вам выгоду в долгосрочной перспективе.

> СМЕТЬ ваш теплый пол ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ СТОИМОСТЬ ЗДЕСЬ

> ПРОСМОТРЕТЬ теплые полы с подогревом АССОРТИМЕНТ ПРОДУКЦИИ ЗДЕСЬ

.

Основы системы отопления и охлаждения: советы и рекомендации

Когда воздух нагревается или охлаждается у источника тепла / холода, его необходимо распределить по различным комнатам вашего дома. Этого можно добиться с помощью систем с принудительной подачей воздуха, гравитации или излучения, описанных ниже.

Системы нагнетания воздуха

Система принудительной подачи воздуха распределяет тепло, производимое печью, или холод, производимый центральным кондиционером, через вентилятор с электрическим приводом, называемый нагнетателем, который нагнетает воздух через систему металлических каналов в комнаты в вашем доме.По мере того, как теплый воздух из печи втекает в комнаты, более холодный воздух в комнатах стекает через другой набор каналов, называемый системой возврата холодного воздуха, в печь для обогрева. Эта система регулируется: вы можете увеличивать или уменьшать количество воздуха, проходящего через ваш дом. В центральных системах кондиционирования воздуха используется та же система принудительной подачи воздуха, включая вентилятор, для распределения холодного воздуха по комнатам и возврата более теплого воздуха для охлаждения.

Объявление

Проблемы с системами принудительной подачи воздуха обычно связаны с неисправностью вентилятора.Воздуходувка также может быть шумной и добавляет стоимость электроэнергии к стоимости печного топлива. Но поскольку в ней используется воздуходувка, система принудительной подачи воздуха представляет собой эффективный способ направлять переносимое по воздуху тепло или холодный воздух по всему дому.

Гравитационные системы

Гравитационные системы основаны на принципе подъема горячего воздуха и опускания холодного воздуха. Следовательно, гравитационные системы нельзя использовать для распределения холодного воздуха из кондиционера. В гравитационной системе печь располагается рядом с полом или под ним.Нагретый воздух поднимается по воздуховодам и попадает в пол по всему дому. Если печь расположена на первом этаже дома, тепловые регистры обычно располагаются высоко на стенах, потому что регистры всегда должны быть выше печи. Нагретый воздух поднимается к потолку. По мере того, как воздух охлаждается, он опускается, входит в каналы возвратного воздуха и возвращается в печь для повторного нагрева.

Другой основной системой распределения для отопления является лучистая система.Источником тепла обычно является горячая вода, которая нагревается печью и циркулирует по трубам, встроенным в стену, пол или потолок.

Радиант Системс

Излучающие системы работают, обогревая стены, пол или потолок комнат или, чаще, обогревая радиаторы в комнатах. Затем эти предметы нагревают воздух в комнате. В некоторых системах используются электрические нагревательные панели для выработки тепла, которое излучается в комнаты. Как и гравитационные настенные обогреватели, эти панели обычно устанавливают в теплом климате или там, где электричество относительно недорогое.Системы излучающего излучения нельзя использовать для распределения холодного воздуха от кондиционера.

Радиаторы и конвекторы, наиболее распространенные средства распределения лучистого тепла в старых домах, используются в системах водяного отопления. Эти системы могут зависеть от силы тяжести или от циркуляционного насоса для циркуляции нагретой воды от котла к радиаторам или конвекторам. Система, в которой используется насос или циркулятор, называется гидравлической системой.

Современные системы лучистого отопления часто встраиваются в дома, построенные на фундаменте из бетонных плит.Под поверхностью бетонной плиты прокладывается сеть водопроводных труб. Когда бетон нагревается трубами, он нагревает воздух, соприкасающийся с поверхностью пола. Плита не должна сильно нагреваться; в конечном итоге он будет контактировать с воздухом по всему дому и нагревать его.

Системы Radiant - особенно когда они зависят от силы тяжести - подвержены ряду проблем. Трубы, используемые для распределения нагретой воды, могут забиться минеральными отложениями или наклониться под неправильным углом.Также может выйти из строя бойлер, в котором вода нагревается у источника тепла. В новых домах системы горячего водоснабжения устанавливаются редко.

В следующем разделе вы узнаете, как термостат и другие элементы управления используются для поддержания микроклимата в помещении, создаваемого вашими системами отопления и охлаждения.

.

Как работают электрические чайники?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 22 марта 2020 г.

Машины работают на бензине ... а люди бегают за чаем и кофе (по крайней мере, в моем доме)! Если пить кофе или чай ведром, то хоть раз порадуешься хватило смекалки изобрести сверхэффективный способ похолодать воду в горячую, а именно электрический чайник (также известный как электрочайник). Наполните его водой, включите, включите, и через пару минут у вас будет трубопровод горячей воды для пить или готовить.Как именно работает чайник? Почему это нужно так долго варить? И как он узнает, когда выключиться? Рассмотрим подробнее!

Фото: Электрический чайник - удобный способ получения тепловой энергии из электричества. Это водонагреватель, но это также устройство преобразования энергии, которое иллюстрирует один из самых основных законов физики: сохранение энергии (обсуждается ниже).

Что такое электрический чайник?

Чайники - одни из самых простых бытовых приборов.Поднимите крышку, загляните внутрь и вы увидите в самом низу емкости для воды катушку толстый металл называется ТЭНом. Когда вы включаете чайник в электрическую розетку, в нагревательный элемент поступает большой электрический ток. Элементы сопротивление (тенденция любого материала останавливать электричество протекающий через него) превращает электрическую энергию в тепло. В других словами, элемент становится горячим. Поскольку он находится в прямом контакте с холодной водой, тепло передается воде за счет теплопроводности и быстро нагревается. это тоже вверх.

Фото: вверху: нагревательный элемент в основании электрического чайника, показанный на нашем верхнем фото. Внизу: в некоторых чайниках элемент скрыт от глаз под внутренним полом, чтобы он не покрылся известковым налетом. Это более аккуратный дизайн, но он делает чайник намного шумнее.

Сколько времени нужно для кипячения чайника?

Вы можете кипятить воду разными способами - даже в простой кастрюле на открытом огне или плите - хотя закрытый чайник обычно работает намного быстрее: он предотвращает отвод тепла, позволяет давлению расти быстрее. (помните, что вода закипает, когда давление ее насыщенного пара равно атмосферному), и помогает воде закипеть быстрее.Но вы когда-нибудь расстраивались, сколько времени нужно вашему чайнику, чтобы закипеть? Не надо! Удивительно то, что ваш чайник закипает так же быстро, как и он - а вот Почему.

Если вы продолжаете накачивать тепловую энергию на дно чайника (быстрее, чем тепло уходит через верх и по бокам), рано или поздно вода внутри него закипит. Основной закон физики называется сохранение энергии говорит нам, что если вам нужно вскипятить литр воды, начиная с одной и той же температуры, вам всегда придется добавлять одинаковое количество энергии для этого.Используете ли вы костер или чайник, микроволновую печь или что-нибудь еще с устройством перемешивания, как у Джеймса Прескотта Джоуля (см. вставку ниже), количество энергии, которое вы должны вложить для кипячения воды, точно такое же.

Допустим, вы начали с 1 литра (примерно 1 килограмм, 2,2 фунта) холодной воды. примерно при 10 ° C (50 ° F), и вы хотите поднять его на 90 ° C до точки кипения (100 ° C или 212 ° F). Количество энергии, которое вам нужно: 4,2 × 1000 грамм × 90 градусы = 378000 джоулей или 378 кДж.

Загадочное "4.2 "- постоянная величина, называемая удельной теплоемкостью воды. Каждый материал имеет разную удельную теплоемкость, которая представляет собой просто количество энергии, которую вы должны вложить, чтобы поднять температуру одного грамма материал на один градус по Цельсию. Вам нужно добавить 4,2 джоуля энергии для повышения температуры 1 грамма воды на 1 ° C, поэтому Удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / г / ° C.

378 кДж для кипячения литра воды - гораздо больше энергии, чем вы думаете. Энергоэффективная лампа мощностью 10 ватт использует 10 джоулей энергии каждую секунду (потому что 1 ватт означает использование одного джоуля в секунду), так что это займет 37 800 секунд - около 10.5 часов - использовать столько энергии, сколько потребляет наш чайник на одно кипячение!

Работа: Чайники расходуют много энергии для кипячения воды, но делают свою работу быстро (примерно 2,5 минуты), потому что они работают на большой мощности. При том же количестве энергии вы можете включить микроволновую печь примерно на 8 минут, портативный компьютер на час 20 минут или энергосберегающую лампу примерно на 10,5 часов.

Если вы используете электрический чайник мощностью 2400 Вт, это означает, что он потребляет 2400 Вт. джоулей электрической энергии в секунду и полагая (примерно) то же самое количество энергии в воду в виде тепла каждую секунду.Делить 378000 на 2400, и вы обнаружите, что чайнику требуется около 160 секунд. делать работу, которая звучит примерно правильно - электрический чайник обычно закипает примерно за 2–3 минуты. Старая пословица говорит, что горшок (чайник), за которым наблюдают, никогда не закипает, но это датируется временем когда большинство людей кипятили воду на ужасно неэффективных открытых угольные пожары. Электрический чайник может вскипятить воду всего за пару минут, потому что это может добавить тепла энергия для воды намного быстрее и эффективнее, чем открытый огонь (который позволяет теплу выходить во всех направлениях).

Если мощность вашего чайника была примерно 2400 Вт (Вт), и вы использовали британский источник питания питание 240 вольт (В), это означает, что ток, проходящий через элемент будет 2400/240 или 10 ампер (A). По бытовым меркам это изрядная сила: для сравнения, маленькое зарядное устройство для моего iPod потребляет максимальный ток. 0,67 ампер - чайник потребляет в 15 раз больше! Итак, ответ на электрический чайник работает так быстро, если использовать относительно большой электрический ток. Количество произведенного тепла составляет пропорционально току (ток 10 А будет производить вдвое больше тепла, чем ток 5 А проходя через тот же нагревательный элемент, если напряжение было постоянным), поэтому больший ток производят больше тепла - и нагревают предметы гораздо быстрее, чем более мелкие.

Фото: Скрытый нагревательный элемент типичного современного чайника, вид снизу. Элемент запечатан в светло-серой центральной части, и (если вы присмотритесь) вы можете просто увидеть его два вывода, торчащие в правом нижнем углу. Темно-серый ободок (к которому прикасается мой большой палец) представляет собой резиново-пластиковую прокладку, которая закрывает нагревательный элемент внутри дна чайника и предотвращает просачивание воды. Длинная трубка наверху направляет пар из чайника вниз к термостату, который в нужный момент выключает элемент (как описано ниже).

Как работают водогрейные котлы быстрого приготовления?

Если вы устали ждать и хотите, чтобы чайник закипел быстрее, вы можете сделать только две вещи. Один использовать больше электрического тока - другими словами, купить более мощный чайник; другое использование - использовать меньше воды.

Водогрейные бойлеры / диспенсеры «мгновенного действия» (например, Breville Hot Cup и Morphy Ричардс Мено), который на самом деле может вскипятить всего лишь стакан воды. быстро объедините эти методы. Они используют более мощный нагрев элемент, чем обычный чайник (обычно 3000 Вт или более) и они разработаны таким образом, чтобы элемент мог безопасно работать в контакте с только небольшое количество воды.Если вы варите только (скажем) На четверть литра воды вам понадобится только четверть меньше энергии - скажем, 100 000 джоулей. И если вы снабжаете эту энергию элементом мощностью 3000 Вт, посчитайте, и вы обнаружите, что можете сделать это примерно за 30 секунд вместо 2,5 мин. Видите ли вы здесь еще одно большое преимущество? Если вы кипячение всего чайника, чтобы приготовить только один горячий напиток, вы эффективно тратя три четверти потребляемой энергии. Кипячение ровно столько воды, сколько вам нужно, значительно сэкономит вам денег - а также помогает окружающей среде.

Как чайник узнает, когда нужно выключиться?

Иллюстрация: Как выключается электрический чайник. Есть пароотводчик и трубка (желтый, 43 и 44), ведущие вниз от верхней части водяной камеры (серый, 38) к биметаллическому термостату и переключателю (оранжевый и красный, 1 и 2). Когда чайник закипает, по этой трубке вырывается пар, нагревает термостат и заставляет его открыться, отключая нагревательный элемент (зеленый, 39) и предотвращая кипение воды.Иллюстрация из патента США 4 357 520: Электрический контейнер для кипячения воды, имеющий включаемые сухие и чувствительные к потоку термочувствительные блоки управления от Джона К. Тейлора, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Ранние электрические чайники имели встроенную опасность: их было относительно легко включить, уйти и сделать одну или две работы по дому, а потом забыть о них. Если ты был повезло, когда вы вернулись через несколько минут, вы нашли свой кухня наполнена облаками пара. Если не повезло, чайник Элемент может перегореть, перегореть или даже вызвать пожар.

К счастью, практически все современные чайники отключаются. автоматически с помощью термостатов (механических, электрических или электронные устройства, реагирующие на изменение температуры). Многие из них по эскизам английского изобретателя Джон С. Тейлор, чей компании Otter Controls и Strix Ltd разработали более чем миллиардов таких термостатов по всему миру.

Как они работают? Самые простые из них механические и используют биметаллический термостат (описанный в нашей основной статье о термостатах), интегрированный в элемент в нижней части чайника.Он состоит из диска два разных металла, тесно связанных друг с другом, один из которых расширяется быстрее, чем другой, по мере повышения температуры. Обычно термостат изогнутый в одном направлении, но когда горячая вода достигает точки кипения, образующийся пар попадает на биметаллический термостат и внезапно щелкнуть и согнуть в противоположном направлении, немного как зонт выворачивается наизнанку на ветру. Когда термостат открывается, он нажимает на рычаг, который срабатывает. цепь, отключает электрический ток и безопасно выключает чайник.Более сложные термостаты для чайников (используются в системах такие как модный кофейный бойлер Marco Über) полностью электронные и позволяют нагревать воду до точной температуры и поддерживать ее в течение неопределенного времени путем многократного включения тока и выкл.

Фото: Вот как на самом деле выглядит типичный термостат-переключатель Strix. Я использовал точки того же цвета, что и на иллюстрации выше, чтобы показать ключевые детали этого старого разобранного чайника. Паровая трубка (желтая) направляет пар к биметаллическому термостату.Термостат (оранжевый) выключает чайник. Блок переключения (красный) и несколько проводов соединяют термостат, выключатель питания (розовый) и беспроводной разъем (темно-синий) с двумя клеммами нагревательного элемента (зеленый). Термостат и переключатель прикручены к нижней части светло-серого скрытого нагревательного элемента (показан на фото выше на этой странице).

Фото: крупный план биметаллического термостата (показан оранжевой точкой на другом фото).

«Механический эквивалент тепла»

Иллюстрация: эксперимент Джоуля по поиску механического эквивалента тепла.

Электрические чайники могут показаться ужасно обыденными, но их стоит прочитать и написать о том, потому что они блестяще иллюстрируют один из самых фундаментальные физические законы нашей Вселенной: вы можете преобразовывать один вид энергии в другой, но вы не можете создать энергию из воздуха или превратить ее в ничто. Эта чрезвычайно важная идея называется сохранением энергии, и английский физик Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) был одним из первых, кто проник в ее суть.

Джоуль разработал блестящий эксперимент.Он прикрепил тяжелый груз (1) к веревке, намотанной на шкив (2), так, чтобы груз падал, веревка вращала ось (3) и перемешивала лопастное колесо внутри емкости, полной воды (4). Он рассудил, что «механическая» энергия, которую он таким образом добавил к воде, превратится в тепловую энергию, слегка нагревая воду. После многократных экспериментов он успешно доказал, что энергия (или, как он это называл, vis viva), теряемая падающим грузом, в точности равна энергии, полученной при нагревании воды.Таким образом, Джоуль подтвердил, что механическая энергия (или работа) и тепловая энергия были взаимозаменяемыми, и результаты были опубликованы в известной статье под названием «Механический эквивалент тепла», которая до сих пор считается одним из наиболее важных подтверждений теория сохранения энергии.

Джоуль считал, что может найти доказательства в поддержку своих идей в реальном мире. Все, что ему нужно было сделать, это найти водопад и измерьте температуру вверху и внизу; падающая вода преобразует потенциал энергии в тепло, создавая разницу температур, которая, как он считал, подтвердит его теория.По его расчетам, могучий Ниагарский водопад будет на пятую градуса теплее. внизу, чем вверху, хотя измерить это было бы довольно сложно! Пытаясь уладить этот вопрос, Джоуль взял с собой в медовый месяц несколько термометров. в Шамони, Франция, в 1847 году, и попытался измерить водопад там, но не смог сделать это достаточно точно чтобы доказать свою точку зрения.

Узнать больше

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по схожей тематике:

Статьи

  • Пылающее желание эффективности Тома Мерфи.Как я объяснял выше, для нагрева определенного количества воды до той же температуры требуется такое же количество энергии, как бы вы это ни выбрали. Но одни методы более эффективны, чем другие. Как объясняет Том Мерфи в этом замечательном сообщении в блоге, электрические чайники значительно более эффективны, чем чайники с плитой и микроволновые печи.
  • Что более энергоэффективно - кипячение воды с помощью электрического чайника, чайника на газовой плите или микроволновой печи?: The Guardian, Notes & Queries, 2011.Читатели Guardian высказывают различные мнения об эффективности различных методов кипячения воды.
  • Fiddly, Fussy or Just Plain Ugly Kettles Алисы Роустхорн. The New York Times, 9 августа 2009 г. Почему чайники выглядят так плохо спроектированными? Эта писательница интересуется эстетикой, но, может быть, ей было бы лучше подумать о том, как наука и техника ограничивают дизайн машины, которая может быстро и эффективно вскипятить воду?

Патенты

Если вас интересуют настоящие технические подробности, почему бы не взглянуть на некоторые из множества патенты, описывающие принцип работы чайников? Вот четыре, которые я выбрал, но вы найти больше в записях.

  • Предохранитель от Мориса Ли Уорнера: модифицированный предохранитель, предотвращающий выкипание электрических перколяторов. Патент США 1794045, 24 февраля 1931 г.
  • Электрический кофейник от Амброуза Олдса. Электрический кофейный перколятор, поддерживающий установленную температуру заварки. Патент США 1998732. 23 апреля 1935 г.
  • Электрический резервуар для кипячения воды с включаемым сухим и чувствительным к потоку термочувствительным блоком управления от Джона К. Тейлора. Патент США 4,357,520, 2 ноября 1982 г.
  • Термочувствительное устройство управления для контейнеров, оснащенных электронагревателями John C.Тейлор и др. Патент США 4,621,186. 4 ноября 1986 г.

Видео

.

Смотрите также