Нагреватель стиральной машины

Конструкции ТЭНов для нагревания воды в большинстве случаев схожи, разница лишь в мощности. Наиболее экономные потребляют мощность 750—800 Вт, а наиболее прожорливые — от 1200 до 3000 Вт.

Рассмотрим несколько интересных конструкций нагревательных элементов. Эти ТЭНы снабжены оригинальными системами защиты от перегрева и крайне редко окончательно выходят из строя. Даже если при продолжительной эксплуатации они покрываются толстым слоем «шубы» из накипи, защитная система отключит напряжение питания ТЭНа раньше, чем перегорит спираль, а ТЭНы обычной конструкции имеют внутри лишь предохранитель однократного действия: если он перегорает, ТЭН приходится заменять.

Итак, на рис. 1 показан один из ТЭНов с системой защиты.

Рис. 1. Нагревательный элемент с системой защиты

Крышка корпуса, в которой установлен элемент защиты, для наглядности снята.

Работает система защиты следующим образом: при перегреве растекается сплав, находящийся в торцах трубок (1). Внутри трубок находятся подпружиненные медные стержни — концы этих стержней фактически припаяны легкоплавким припоем к торцам трубок. Трубки закреплены хомутиками (2) из полосок стали. При перегреве один из стержней выталкивается пружиной и — через керамический плунжер (3) — размыкает контакты питания.

В данном ТЭНе система защиты дублирована, чаще встречаются конструкции, в которых только одна ступень защиты. Восстановить работоспособность такой конструкции очень легко: после очистки ТЭНа от накипи корпус защиты разбирают, предварительно рассверлив пластмассовые заклепки.

В сработавшей ступени защиты укорачивают керамический плунжер — отламывают отрезок 1—1,5 миллиметра и убеждаются, что контакты опять замкнуты. Затем крышку корпуса приклеивают с помощью  супер клея, и ТЭН снова пригоден к работе.

Можно совсем удалить плунжер, но если ступень защиты одна, то в следующий раз ТЭН неминуемо перегорит.

Еще одна конструкция представлена на рис. 2.

Рис. 2. Нагревательный элемент с биметаллической  системой защиты

Этот ТЭН имеет систему защиты не менее эффективную — на основе биметаллического стержня и микровыключателя. Микровыключатель укреплен шарнирно прямо на наружной скобе ТЭНа. При перегреве микровыключатель разрывает цепь питания ТЭНа. Для восстановления цепи необходимо сначала демонтировать ТЭН и очистить его от накипи. Затем нужно вытянуть кнопку микровыключателя, восстановив таким образом цепь питания.

Некоторые модели ТЭНов имеют отдельный термопредохранитель на температуру 157 °С. Этот предохранитель показан на рис. 3.

Рис. 3. Термопредохранитель с защитной изоляцией

Он вставлен в защитный термостойкий чехол, и в свою очередь чехол с предохранителем вставляется в металлическую тонкостенную гильзу, приваренную к наружной скобе ТЭНа и постоянно находящуюся в зоне нагрева в воде. Предохранитель также включен последовательно со спиралью ТЭНа.

Наряду с плавными и механическими предохранителями применяют и другие устройства защиты ТЭНов. Это специальные защитные термостаты на биметаллической основе, которые включаются последовательно со спиралью ТЭНа в цепь питания.

В некоторых моделях СМА для защиты ТЭНа применяют датчик давления (или одну его секцию). В такой системе невозможна подача напряжения на выводы ТЭНа, если в баке по каким-то причинам нет воды.

Рассмотрим еще одну интересную конструкцию. Это нагреватель проточного типа. Внешний вид показан на рис. 4, а внутреннее устройство — на рис. 5.

Рис. 4. Нагревательный элемент проточного типа корпус-рубашка

Рис. 5. Устройство нагревательного элемента проточного типа

 В этой конструкции тоже используется трубчатый нагреватель. Он намотан в виде спирали на металлическую трубку, через которую прокачивается вода. Вся конструкция заключена в корпус-рубашку, на котором расположен защитный термостат.

На рис. 6 представлена схема стиральной машины с проточным ТЭНом.

Рис. 6. Схема СМА с нагревательным элементом проточного типа

Для нормальной работы стиральной машины необходимо, чтобы вода (или моющий раствор) непрерывно, до необходимого нагрева, прокачивались через. ТЭН.

Для этой цели служит циркуляционный насос — точно такой же, как и сливной насос-помпа. Циркуляционный насос прокачивает моющий раствор через проточный нагреватель и заодно подает его в верхнюю часть бака для дополнительного орошения белья.

В порядке еще одного экскурса в историю вспомним, что в 70-х годах прошлого столетия в некоторых моделях применялся нагревательный элемент необычного типа. Это был нагреватель индукционного типа, представляющий собой трансформатор с первичной обмоткой и короткозамкнутым вторичным витком из алюминия.

Принцип работы основан на эффекте прогрева металла вихревыми токами электромагнитного поля. Индукционные нагреватели имеют более развитую поверхность теплообмена по сравнению с трубчатыми, поэтому перепад температуры между теплоносителем и поверхностью теплообменника индукционного нагревателя не превышает 20—30 °С. Это полезное свойство многократно замедляет процесс отложения накипи, и к тому же в подобных нагревателях нет элементов, подверженных износу. Их срок службы определяется только сроком службы электромагнитной катушки.

И еще одно полезное свойство следует упомянуть: по мере прогрева вторичного витка (именно от его поверхности и передавалось тепло в моющий раствор), потребляемая мощность снижалась примерно на 30 %, в то время как у обычных ТЭНов мощность потребления постоянна. К сожалению, в настоящее время индукционные нагреватели практически в бытовых СМА не применяются.

А теперь мы посмотрим, каким образом осуществляется крепление ТЭНов в баках стиральных машин. Во всех стиральных машинах — в баках или в крышках баков — делаются отверстия стандартной формы. Основание и резиновое уплотнение всех ТЭНов соответствуют этим отверстиям.

Взглянем на рис. 7, а и б, на нем показано в двух видах основание ТЭНа — без термистора и с термистором.

а)

б)

Рис. 7. Система закрепления нагревательных элементов в посадочном отверстии пластиковых баков

Как видим, крепление ТЭНа состоит из наружной и внутренней скоб. Между скобами резиновая прокладка — уплотнитель. Для прочности наружная скоба имеет отбортовку (загнутую внутрь кромку), а внутренняя скоба имеет ребра жесткости, также отогнутые. К внутренней скобе приклепан винт, который проходит насквозь через резиновое уплотнение и наружную скобу.

При установке ТЭНа в посадочное отверстие бака резиновая прокладка помещается в середине посадочного места. Затем, завинчивая гайку, мы сжимаем эту прокладку между двумя скобами, и прокладка заполняет все посадочное отверстие, предотвращая утечку воды из бака.

На рис. 8, а)  и б) мы показали, как закрепляется ТЭН в посадочном отверстии пластикового бака,

Рис. 8. Крепление ТЭНа в посадочном отверстии пластикового бака,

 а на рис. 9 видно, как удерживается ТЭН в посадочном отверстии металлических баков после затягивания гайки.

Рис. 9. Закрепление нагревательного элемента в металлическом баке

С другого конца ТЭН обычно фиксируется скобой, установленной на дне баков. Обратите внимание: в ТЭНах, предназначенных для установки в металлические баки, по краям резинового уплотнения есть дополнительная кромка, как на рис. 10, а в уплотнении ТЭНов для пластиковых баков — такой кромки нет.

Рис. 10. Устройство уплотнения в нагревательном элементе для металлических баков

Если возникает необходимость установить ТЭН для металлических баков в пластиковый, то следует острым ножом срезать кромку уплотнителя. При приобретении ТЭНа следует осмотреть ребра жесткости на скобах.

Вот, например, на рис. 11 показан бракованный ТЭН.

Рис. 11. Бракованный нагревательный элемент