Trubkový elektrický ohřívač (TEH) je elektrické topné těleso ve formě kovové trubky libovolného tvaru, ve které je umístěna spirála z nichromového nebo fechromového drátu s vývody na koncích. Pro izolaci spirály a přenos tepla z ní je trubka naplněna křemičitým pískem. Topné těleso nemá žádnou polaritu, takže nezáleží na tom, ke které svorce je připojena fáze a nula.
Topné těleso vynalezl a patentoval 20. září 1859 Američan George Simpson.
Téměř všechna moderní elektrická topná zařízení, jako je rychlovarná konvice, žehlička, automatická pračka nebo topidlo, používají topná tělesa jako zdroj tepla.
Pokud nedojde k ohřevu elektrického spotřebiče, neznamená to, že došlo k poruše topného tělesa. Je docela možné, že příčinou poruchy může být spínač, termostat nebo jiné ovládací prvky. Obvykle se však nejprve kontroluje topný článek, protože kontrola není obtížná. Každý domácí mistr, který si přečetl tento článek, i bez zkušeností s kontrolou a výměnou topných prvků, se s tímto úkolem snadno vyrovná výběrem nejdostupnější metody kontroly.
Obsah
- Návrh trubkového elektrického ohřívače (TEH)
- Jaké jsou typy poruch topného článku?
- Jak zkontrolovat a zazvonit topné těleso
- Kontrola topného tělesa pomocí číselníku nebo multimetru
- Kontrola topného tělesa pomocí LED a baterie nebo zdroje napájení
- Kontrola topného článku pomocí indikátoru fáze
- Kontrola topného tělesa pomocí kontroly elektrikáře
- Nestandardní způsoby kontroly topných těles
Návrh trubkového elektrického ohřívače (TEH)
Jak je patrné z nákresu níže, topným článkem je kovová trubka z mědi, nerezové oceli nebo železa, v jejímž středu je nichromová spirála, stočená do tvaru pružiny.
Trubka uvnitř je zcela a těsně naplněna pískem, což umožňuje efektivně odstranit tepelnou energii ze spirály a zabránit jejímu kontaktu s trubicí. Konce spirály jsou spojeny svařováním s kontaktními tyčemi, které jsou upevněny uvnitř trubky pomocí keramických izolátorů. Pro napájení napájecího napětí se na koncích kontaktních tyčí vyřežou závity nebo se přivaří kontaktní desky.
Trubky pro výrobu topných těles se používají v různých průměrech a podle účelu dostávají různé tvary, až spirálovité. Dobrým příkladem je elektrický kotel.
Jaké jsou typy poruch topného článku?
Nejčastěji selhávají topná tělesa v důsledku přetržení nichromového spirálového závitu, ke kterému dochází v důsledku roztavení nichromového závitu v důsledku jeho přehřátí. K přehřátí dochází, pokud se na topném tělese vytvořila silná vrstva vodního kamene nebo je topné těleso, určené pro provoz v kapalném prostředí, zapnuto bez něj. Cívka se může spálit kvůli počáteční nízké kvalitě topného tělesa.
Spirála ve středu trubky topného tělesa je držena na místě díky své husté náplni pískem. Pokud byl při plnění pískem špatně zhutněný nebo se spirála posunula ze středu ke stěně trubky, tak se časem může spirála vlivem vibrací pohnout a dotknout se vnitřního povrchu trubky.
Pokud se spirála dotkne pouze v jednom bodě, pak při absenci připojení zemnícího vodiče RCD v elektrickém vedení bytu neztratí topné těleso svou funkčnost a rychlovarná konvice nebo jakékoli jiné topné zařízení bude nadále fungovat. Ale v tomto případě existuje možnost, že se fáze dostane do těla výrobku, a pokud je kov, pak existuje také možnost úrazu elektrickým proudem pro osobu při dotyku těla.
Je-li elektrospotřebič uzemněn, pak v důsledku zkrácení spirály výrazně vzroste uvolněný výkon a pokud nebude fungovat jistič, spirála se roztaví a topné těleso zcela selže.
Pokud se spirála dotkne trubky na dvou nebo více místech současně, jako na fotografii, pak při absenci uzemnění a RCD, pokud jistič nefunguje včas, spirála okamžitě vyhoří.
Topná tělesa tedy mohou mít jednu ze dvou poruch – přerušení nichromové spirály nebo zkrat kovového trubkového pláště. Žádnou z těchto poruch nelze odstranit a je nutné vyměnit topné těleso.
V moderních varných konvicích, multivarkách a žehličkách jsou topná tělesa přivařena k tělu výrobku, a když topné těleso selže, musíte si koupit nový elektrický spotřebič.
Jak zkontrolovat a zazvonit topné těleso
V závislosti na dostupnosti měřicích přístrojů můžete topné těleso zkontrolovat jedním z následujících způsobů. Změřte odpor spirálky a odpor mezi spirálkou a trubicí pomocí číselníkové zkoušečky nebo multimetru, zazvoňte pomocí indikátoru fáze nebo elektrikářskou kontrolou.
Kontrola topného tělesa
pomocí číselníku nebo multimetru
Chcete-li zkontrolovat, musíte zapnout zařízení v režimu měření minimálního odporu a dotknout se vodičů topného tělesa konci sond zařízení.
Pokud je spirála přerušena, pak tester ukazatele ukáže odpor rovný nekonečnu a multimetr ukáže „1“ místo skutečného odporu, který je ekvivalentní nekonečnému odporu.
Jaký odpor by měla mít spirála topného tělesa v závislosti na jejím výkonu si můžete spočítat pomocí online kalkulačky.
| Online kalkulačka pro výpočet hodnoty odporu na základě spotřeby energie | |
|---|---|
| Napájecí napětí, V: | |
| Výkon, W: | |
Do oken kalkulátoru stačí zadat napětí, pro které je topné těleso navrženo a jeho výkon. Obvykle jsou tyto hodnoty vyraženy na trubici. Můžete použít informace o příkonu elektrického spotřebiče. Například odpor topného tělesa rychlovarné konvice o výkonu 2000 W bude 24,2 Ohmů.
Pokud je spirála neporušená, musíte se dotknout některého ze svorek topného článku jedním koncem sondy multimetru a kovové trubice druhým. Pokud nedojde ke zkratu mezi spirálou a trubicí, pak číselník ukáže nekonečný odpor a multimetr ukáže „1“. Pokud zařízení ukazuje hodnotu odlišnou od specifikované hodnoty, pak je zřejmý zkrat a takové topné těleso nepodléhá dalšímu provozu.
Kontrola topného tělesa
pomocí LED a baterie nebo zdroje napájení
Pokud nemáte tester nebo multimetr, nebo je baterie typu Krona v multimetru vybitá, tak pokud máte nějaké LED, a ty jsou téměř ve všech domácích elektrospotřebičích, a jakákoli baterie, i vybitá, s napětí od 3 V do 12 V můžete úspěšně zkontrolovat jakékoli topné těleso, včetně rychlovarné konvice.
Na fotografii vidíte, jak můžete použít vybitou baterii Krona vyjmutou z multimetru (napětí na jejích svorkách bylo pouze 5 V místo 9 V), odpor 51 Ohm a LED pro kontrolu integrity cívky topného článku. Pamatujte, že LED není žárovka a musí být zapojena se správnou polaritou. Vzhledem k tomu, že samotné topné těleso má odpor, při kontrole cívky pomocí staré baterie se obejdete bez odporu.
Pokud se LED rozsvítí, znamená to, že spirála je neporušená. Chcete-li zkontrolovat izolační odpor, musíte odpojit obvod od kterékoli kontaktní tyče topného tělesa a dotknout se trubky topného tělesa. LED by se neměla rozsvítit.
Nemáte-li po ruce baterii, můžete ji s úspěchem nahradit jakýmkoliv zdrojem střídavého nebo stejnosměrného proudu, poslouží i jakákoli nabíječka například od mobilního telefonu nebo notebooku. Na této fotografii je napájení dodáváno ze stejnosměrného zdroje pomocí krokosvorek. Při změně napětí z 2,5 na 12 V svítila LED spolehlivě.
Kontrola topného článku pomocí indikátoru fáze
Pozornost! Při kontrole topného článku pomocí indikátoru fáze a elektrikářského ovládání je třeba dávat pozor. Dotyk nechráněných částí obvodu připojeného k elektrické zásuvce může způsobit úraz elektrickým proudem. Jinými slovy, dotýkat se těla topného tělesa a jeho svorek rukou po připojení k zásuvce je nepřípustné.
Pokud máte po ruce elektrikářský indikátor fází, můžete jej použít také ke kontrole provozuschopnosti topného tělesa. V tomto případě bude izolační odpor (mezi nichromovou spirálou a trubicí) kontrolován s větší spolehlivostí, protože při kontrole pomocí multimetru je aplikováno napětí nejvýše 9 V a při kontrole pomocí indikátoru více než 220 V.
Chcete-li zkontrolovat, musíte nejprve určit, kde se fáze nachází v zásuvce (podle pravidel by měla být vpravo) a poté připojit jednu z kontaktních tyčí topného tělesa kusem drátu ke svorce fáze, jako zobrazeno na fotografii.
Dále se dotkněte bodcem indikátoru fáze nejprve protější kontaktní tyče topného tělesa (kontrolka by se měla rozsvítit) a poté trubice (kontrolka by neměla svítit).
Pokud se při dotyku na opačné svorce topného tělesa kontrolka nerozsvítí, znamená to, že spirála je přerušená, a pokud se rozsvítí, když se dotknete trubice, znamená to, že došlo k porušení izolace (tzv. spirála se dotýká trubky).
Kontrola topného tělesa pomocí kontroly elektrikáře
Téměř každý může zkontrolovat topné těleso pomocí elektrikářské kontroly, protože nejsou zapotřebí žádné měřicí přístroje. Podstatou testu je zapojení libovolné žárovky do série se spirálou topného tělesa s následným připojením obvodu k domácí elektroinstalaci 220 V.
Chcete-li se připravit na test, musíte vzít zástrčku s kabelem a připojit jeden konec k libovolné kontaktní svorce topného článku a druhý konec k elektrické patroně. Dále je k druhé svorce kazety připojen další kus drátu. Do objímky se našroubuje jakákoli žárovka dimenzovaná na 220 V.
Nejprve je volný vodič ze zásuvky připojen k volnému konci topného tělesa, jak je znázorněno na obrázku výše. Zástrčka se pak zasune do zásuvky. Pokud spirála funguje správně, žárovka by měla jasně svítit. Pokud nesvítí, spirála je zlomená a nemusíte ji dále kontrolovat, protože topné těleso není předmětem dalšího použití.
Dále se zástrčka vyjme ze zásuvky a pravá svorka ze zásuvky podle schématu se připojí k trubce topného článku, jak je znázorněno na fotografii. Zástrčka se zasune do objímky, pokud kontrolka nesvítí, znamená to, že izolační odpor mezi spirálkou a trubicí je vysoký a topné těleso funguje. Pokud žárovka začne svítit, dojde k porušení izolace a je nepřípustné provozovat takové topné těleso.
Nestandardní způsoby kontroly topných těles
Pokud není možné zkontrolovat topné těleso jedním z výše uvedených způsobů, můžete připojit vodiče ze šňůry zástrčkou přímo na svorky topného tělesa a zasunout zástrčku na několik sekund do zásuvky. Pokud se topné těleso začne zahřívat, pak je spirála neporušená. Při kontrole teploty ohřevu topného tělesa dejte pozor, abyste se nepopálili o ruku.
Pro kontrolu izolačního odporu musí být jeden z konců kabelu s vytaženou zástrčkou ze zásuvky odpojen od výstupu topného tělesa a připojen přes pojistku navrženou pro ochranný proud maximálně 5 A k topnému tělesu. trubka. Poté zasuňte zástrčku do domácí elektrické zásuvky. Není zde žádný časový limit. Pokud se pojistka okamžitě nespálí, nedochází ke zkratu mezi cívkou a pouzdrem a topné těleso funguje.
Vyjmenovat všechny možné způsoby kontroly topného tělesa je prostě nereálné. Topné těleso lze dokonce zkontrolovat pomocí pevného telefonu připojením k přerušení jednoho z vodičů, kterým je telefon připojen k síti. Pokud je po připojení signál v odstraněné trubici, pak topné těleso funguje. Telefon dokonce nemůžete zvednout, ale zavolat mu z mobilu. Přítomnost zvuku zvonku potvrdí integritu spirály topného článku.
