miten sähkövastus toimii

Kuinka sähköinen uppolämmitin toimii?

Jos olet koskaan miettinyt, kuinka kotisi varakäyttövesijärjestelmä pystyy lämmittämään kokonaisen vesisäiliön ilman liekkejä tai kaasua, vastaus löytyy yleensä yllättävän yksinkertaisesta, mutta näppärästä laitteesta: sähkövastus. Usein lempinimeltään "jättiläinen vedenkeitin kaapissasi", se on yksi niistä asioista, joita useimmat meistä pitävät itsestäänselvyytenä, kunnes pääkattila hajoaa kylmänä talviaamuna.

Joten miten se tarkalleen muuttaa sähkön mukavaksi kuumaksi vedeksi suihkuusi? Puretaan se vaihe vaiheelta.

Perusperiaate: Joule-lämmitys (alias vastuslämmitys)

Pohjimmiltaan sähköinen uppolämmitin toimii samalla periaatteella kuin leivänpaahdin, vedenkeitin tai tilanlämmitin - jotain ns.Joule lämmitys(tai resistiivinen lämmitys).

Kun sähkövirta kulkee materiaalin läpi, jolla on vastus, elektronit törmäävät materiaalissa olevien atomien kanssa. Nuo törmäykset synnyttävät lämpöä - paljon. Mitä suurempi vastus ja mitä enemmän virtaa työnnät läpi, sitä kuumemmaksi se tulee. Siinä koko taikatemppu.

Uppolämmittimessä tämä lämmitys tapahtuu erityisesti suunnitellun elementin sisällä, joka upotetaan suoraan veteen.

Mitä tyypillisen uppolämmittimen sisällä on?

Useimmat kotitalouksien sähkövastukset näyttävät pitkältä metallitangolta (usein hieman U{0}}muotoinen tai suora malli), joka ruuvataan kuumavesisäiliön kylkeen. Tässä on mitä näkisit, jos voisit leikata yhden auki:

Tässä on muutama selkeä kuva siitä, miltä lämmityselementti ja yleinen kokoonpano todella näyttävät:

iqsdirectory.com

iqsdirectory.com

Ja tässä on leikattu näkymä, joka näyttää, kuinka lämmitin sijaitsee tyypillisen kuumavesisäiliön sisällä:

logan-inc.com

Vedenlämmittimen osat: täydellinen opas

Keskeisiä osia ovat:

Lämmityspatteri- Yleensä valmistettu nikromilangasta (nikkeli-kromiseos, joka kestää erinomaisesti virtaa ja tuottaa lämpöä).

Sähköeristys- Magnesiumoksidijauhe (MgO) ympäröi käämiä. Se eristää jännitteellisen johdon sähköisesti, mutta johtaa lämpöä erittäin hyvin.

Suojakuori- Metalliputki (useimmiten kupari, ruostumaton teräs tai joskus Incoloy kovempia vesialueita varten) peittää kaiken. Tämä on se osa, joka todella koskettaa vettä.

Termostaatti- Sisäänrakennettu-lämpötilan-anturisauva kulkee elementin rinnalla. Asetat sen (yleensä 50–60 astetta) ja se katkaisee automaattisesti tehon, kun vesi saavuttaa valitsemasi lämpötilan, mikä estää ylikuumenemisen ja säästää energiaa.

Pää/liitinlohko- Säiliön ulkopuolella oleva osa, johon sähköjohto liitetään.

Vaiheittaiset--vaiheet: mitä tapahtuu, kun kytket sen päälle?

Käännät kytkintä (tai ajastin käynnistyy).

Sähkö virtaa kotisi sähköverkosta (yleensä 230–240 V useimmissa paikoissa) lämmityspatteriin.

Kestävä nikromilanka kuumenee nopeasti - usein hehkuen punaisena-kuumana vaippansa sisällä, jos näet sen.

Lämpö siirtyy MgO-eristeen kautta metallivaippaan (johtuminen).

Vaippa siirtää sitten lämpöä suoraan ympäröivään veteen (jälleen johtuminen, plus jonkin verran konvektiota, kun vesi alkaa liikkua).

Lämmin vesi nousee (kuuma vesi on vähemmän tiheää), mikä luo luonnollisen kierron säiliössä.

Kylmä vesi pohjan lähellä laskeutuu kohti elementtiä, lämpenee ja kierto jatkuu.

Kun termostaatti havaitsee, että tavoitelämpötila on saavutettu, se avaa piirin ja lämmitys pysähtyy.

Vesi jäähtyy hitaasti ajan myötä (varsinkin jos säiliö ei ole hyvin eristetty), ja lämmitin käynnistyy tarvittaessa uudelleen.

Koko prosessi on yllättävän tehokas - lähes 100 % sähköenergiasta muuttuu lämmöksi vedessä (toisin kuin kaasukattilat, jotka menettävät jonkin verran energiaa savuhormien kautta).

Muutamia käytännön huomautuksia

Useimmat kotitalouksien sähkövastukset ovat noin 3 kW:n tehoisia, mikä tarkoittaa, että ne pystyvät lämmittämään tyypillisen 120–250 litran säiliön kylmästä 2–4 tunnissa koosta ja käynnistyslämpötilasta riippuen. Niitä käytetään harvoin ensisijaisena kuuman veden lähteenä nykyään (yhdistelmäkattilat tai järjestelmäkattilat ovat paljon kätevämpiä ja yleensä halvempia käyttää), mutta ne ovat edelleen uskomattoman arvokkaita varalähteenä.

Seuraavan kerran kun lämmityskattilasi on pois käytöstä ja sinulla on vielä kuuma suihku, muista -, että se on vain vanha kunnon vastuslämmitys, joka tekee hiljaista ja luotettavaa työtään tuuletuskaapin säiliön sisällä. Yksinkertaista, tehokasta ja yllättävän taitavaa suunnittelua.