Тема: Выбор ТЭНа для перегонного куба
Данная статья является результатом практических и теоретических исследований, опять же не без помощи уважаемых форумчан, за что им отдельное спасибо.
Это повествование будет полезно для людей увлекающихся самогоноварением, но мало понимающих в электрике.Прошу уделить время на прочтение данной статьи, т.к. безопасность превыше всего.
Преимущество использования тэна заключается в отсутствии открытого огня, а так же в дополнительной высоте, если речь идет о рк/бк, но накладывает свои факторы риска, такие как:
-короткое замыкание
-утечка напряжения на массу
-оголение тэна.
По мере статьи я расскажу как решить вопросы возникающие при использовании тэна для куба.
Часть 1. Определяемся с максимальной мощностью тэна.
Расчет мощности тэна в ректификационной колонне + калькулятор
Исходя из опыта могу сказать что диапазон мощностей, используемых для самогоноварения (в большинстве случаев) колеблется в диапазоне от 1 кВт до 4 кВт.
Но качество домашней электропроводки накладывает свои ограничения на данное хобби. Ибо неправильный выбор мощностей может привести в лучшем случае к срабатыванию автомата в щитке, а худшем – к пожару и гибели людей. Поэтому необходимо провести (по возможности) диагностику электропроводки от места, куда будет коммутироваться куб, до автомата в щитке. Нам необходимо знать следующее:
Немного математики
Как перевести амперы в киловатты в однофазной сети
- Ватт = Ампер * Вольт: P =I * U
- Ампер = Ватты / Вольт: I = P/U
А также в интернете вы спокойно найдете справочные материалы по сечениям кабелей.
-сечение и материал кабеля электропроводки
Сечение кабеля оказывает прямое влияние на максимальный ток потребления. Это означает что на медном кабеле с сечением 2 квадрата максимально допустимый ток составляет – 19 ампер. Если подать ток превышающий допустимое значение для данного кабеля произойдет срабатывание автомата, а если он не исправен или отсутсвует- оплавление изоляции кабеля и короткое замыкание.
По советским нормам раньше на квартиру выдавалось не более 5 кВт мощности. Поэтому если в таком доме включить одновременно тэн 4 кВт, и эл. Чайник 1,8 кВт то сработает защита (при использовании одновременно нескольких потребителей мощность складывается)
-номинал автоматического выключателя в щитке
Что б узнать на какой ток рассчитан автоматический выключатель, необходимо взглянуть на него. На корпусе автомата всегда указывается его характеристика- нас интересует цифра написанная большим шрифтом, рядом с буквой. Если это С16- то это означает что автоматический выключатель рассчитан на ток в 16 ампер, если через него пойдет ток в 17 ампер- произойдет срабатывание.
-наличие различных соединений («скрутки»)
Наличие в проводке скруток кабеля так же может привести к КЗ и возгоранию. Такие места наиболее уязвимы, т.к. из меньшего сопротивления скрутки могут нагреваться.
Пример диагностики проводки.
Итак, мы определились с местом для куба – допустим это ванная. В ванной есть розетка с
кабелем. Открываем розетку обесточив ее, и смотрим сечение кабеля, допустим это 2,5 квадрата (или 21 А, или 4.6кВт). Кабель подключен к автомату на 16 ампер, (т.е. 3,5 кВт),скруток не имеет.
В итоге мы имеем следующее: максимальная мощность для конкретного подключения куба составляет 3.5 кВт. Поэтому в данном случае я советую использовать тэн на 3 кВт, с учетом что на данном кабеле не будет других работающих потребителей. Если учесть что на квартиру (к примеру) выделено 5 кВт, у нас остается 2 кВт в запасе (включить чайник, или микроволновку). Наилучшим вариантом является- отдельная выделенная линия под куб.
Часть 2. Выбираем непосредственно тэн.
2.1 Перед покупкой (по возможности) необходимо проверить тэн на следующее предметы:
-короткое замыкание
Проверяется обычным мультиметром. Прикладываем один щуп мультиметра на контакт тэна, а второй щуп на массу. Если мультиметр не подал никаких сигналов, кз не должно произойти (на тене).
-сопротивление
Выбираем предел измерения 200 Ом, и смотрим показания. Для тэна 3 кВт сопротивление должны быть в пределах 16-19 Ом.
-утечка на массу
ни в коем случае не повторять!!!!опасно для жизни!!! Материал только для ознакомления!!!
В данном случае нужен мегомметр. Но покупать его ради одного тэна - нецелесообразно. Поэтому есть другой способ. Для я использовал емкость не имеющую заземления (ни через металлоконструкции, ни через водоснабжение, вообще никакого заземления) - бутыль 20 литров. Наполнил ее водой, вставил туда тэн,подключил его напрямую к розетке, и к корпусу тэна прислонил отвертку индикатор- как видите напруга присутсвует на массе.
А мультиметр указал напряжение этой утечки, поставив предел в 750 вольт соединив щупами заземление (водопровод) и «массу» тэна. Значение в 175 вольт говорит об одном- тэн пробит, и его дальнейшее использование опасно для жизни.
Из своего опыта: купил как то тэн, на проверку он оказался пробитым, узнал я это задев подключенный тэн и батарею отопления руками, и получил удар эл.током. в немалом размере.
Поэтому при покупке тэна требуйте сертификат соответствия на изделие.
2.2 Форм-фактор тэна и куб
Учитывать данный параметр необходимо для того чтоб не оголить тэн в кубе на момент окончания дистилляции или ректификации. Если у вас появяться вопросы как это определить – спрашивайте, разьясню))
Часть 3. Коммутация, регулировка, защита.
Итак, мы выяснили что проводка у нас в норме,и нам подходит тэн на 3 кВт. Возникает насущный вопрос безопасности ,коммутации тэна, а так же регулировки во время перегонки.
3.1 Для коммутации тэна необходимо использовать кабель соответсвующий максимальной нагрузке на тэн или большего сечения (Ампер = Ватты / Вольт 3000:220=13.6 А – подойдет кабель с сечением 1.5 квадрата). Для большей уверенности рекомендую использовать кабель с сечением 2.5 квадрата для тэна 3 кВт. Все разьемы, вилки, клеммы, винтовые зажимы, ваги, клемные колодки- так же должны обеспечивать коммутацию тока не менее 16 ампер. Пример разьема для тэна
ссылки по теме - Переделываем тэн
3.2 Для регулировки нужен регулятор напряжения, обеспечивающий регулировку мощности не менее 3 кВт (для обозначенного выше тэна). Данный блок можно собрать самостоятельно, заказав комплектующие на сайте ибей, или обратиться в соотвествующий раздел форума, с просьбой собрать подобный блок.
ссылки по теме - Регуляторы мощности для ТЭНов
3.3 Защита - очень важный момент. Если домашняя электропроводка имеет отдельный контур заземления - то это очень хорошо, т.к. при пробое тэна ток утечки уйдет в «землю». И в этом случае нам потребуется обычный автоматический выключатель, защищающий проводку и сам тэн от короткого замыкания. Если же проводка выполнена без контура заземления- то при пробое мы можем получить удар эл. током. Данная проблема решается установкой в регулятор напряжения дифференциального автомата, отключающий напряжение при утечке тока на «массу» (пробое тэна, или обветшание изоляции кабелей), и от тока короткого замыкания). В наше время промышленность выпускает дифавтоматы, сообщающие по какой причине произошло срабатывание – кз или утечка.
Защита от оголения тэна необходима чтоб не спалить тэн. Такую защиту можно осуществить с помощью обычного гидроуровня, или же с помощью термостата внедряемого в куб чуть выше тэна. Например аристоновский тэн имеет трубку для штатного термостата,
(он нам не нужен) в эту трубку спокойно можно внедрить датчик термостата,
который отключит напряжение при превышении порога срабатывания, например при 100 градусах. Такую конструкцию в теории можно применять для затирки (выдерживать паузы) а так же для поддержания температуры в бродильной емкости, если емкость стоит в холодном помещении.
ссылки по теме - Термостат на STM8S003F3P6 для клапана отбора
На этом все. Прощу вас давать свои комментарии по поводу статьи, дабы повысить информативность оной на всеобщее благо)
