Нагрівальні електропобутові прилади

Електричні плити – енергоємні і універсальні нагрівні прилади, що використовуються для приготування їжі, випікання печив тощо. Електроплити переважно складаються з конфоркової панелі, де монтують 2 – 4 конфорки, і духовки для випікання печив чи приготування продуктів методом запікання. У конфорках вкладають спіралі нагрівача, які заповнюють електроізоляційною масою та закривають чавунними плитками, або ТЕНи. Кожна конфорка складається з двох або трьох нагрівних елементів. Перемикаючи схему їх з’єднань можна регулювати потужність від 0,1 до 1,0 від номінальної. Сучасні плити мають до 7 ступенів регулювання потужності конфорок. Сьогодні випускають також плити зі склокерамічною (ситаловою) суцільною варильною поверхнею, під якою встановлюють ТЕНи. Ситали мають мікрокристалічну структуру, направлено пропускають тепло. Такі плити гігієнічні і економічні.

У духовці встановлюють ТЕНи, сумарною потужністю до 2,0 кВт: один нагрівач встановлюють зверху, а інший знизу. Потужність верхнього нагрівача на 300 – 400 Вт менша. Іноді встановлюють також бокові нагрівачі до 1800 Вт та грилі до 1800 Вт, як , наприклад, у електроплитах ARDO C 604 EBX. Електроплита “ZANUSSI” зі склокерамічною поверхнею має дві конфорки ø140 мм потужністю 1200 Вт, дві конфорки ø180 мм потужністю 2000 Вт (сумарна потужність плити 6000 Вт), духовку з ТЕНами потужністю 900 та 1000 Вт, електролампочку освітлення (загальна потужність плити - 7925 Вт).

Для прикладу наведемо параметри електроплити типу “Электра 1001”, на робочому столі якої встановлені чотири чавунні електроконфорки. Кожна конфорка має по три спіралі, що дозволяє у широких межах регулювати їх потужність за допомогою позиційних перемикачів. У духовці розташовані три ТЕНи потужністю 0,8 кВт (верхній), 1,2 кВт (нижній) та 1,5 кВт (високотемпературний гриль). Високотемпературний гриль і верхній підігрівач знаходяться у верхній частині шафи, а нижній – під днищем. Позиційний перемикач духовки має три позиції: “О”- вимкнено, “увімкнена духовка ”та “увімкнений гриль ”. Одночасно вмикати гриль і ТЕНи духовки забороняється! У духовці є пристій для запікання м’яса чи птиці – рожен. Рожен обертається обертальним механізмом, що приводиться в рух двигуном-редуктором з частотою обертання 2 об/хв. Для його вмикання вмонтований клавішний вимикач.

Мікрохвильові печі використовують у домашніх умовах для швидкого приготування їжі, розморожування продуктів, підігрівання готових страв, випікання виробів (якщо встановлений також ТЕН). У мікрохвильовій печі для теплової обробки продуктів використовується енергія електромагнітних коливань надвисокої частоти (НВЧ), генерованих магнетроном. Під час приготування їжі енергія нагріву виділяється безпосередньо в усьому об’ємі продуктів, тому швидкість приготування страв у 4 – 8 разів вища ніж звичайним способом з зовнішнім нагріванням. Під час роботи печі не виділяються продукти згорання чи запахи – повітря залишається чистим. Електромагнітні хвилі багатократно відбиваються від стінок печі, тому опромінюють продукти зі всіх сторін. Оскільки енергія хвиль ослаблюється від поверхні до центру продукту, тому зовнішні шари можуть прогріватися сильніше, ніж внутрішні. Процес приготування їжі автоматизований і не потребує неперервного контролю. Для прискорення приготування та надання страві високих смакових якостей у мікрохвильових печах встановлюють додаткові нагрівачі: верхні (галогенові, ТЕНові чи керамічні) і нижні ТЕНові. Влаштовують також пристрої конвекції для рівномірного розподілу тепла у печі. Для прикладу наведемо технічні характеристики мікрохвильової печі НЕ: енергоспоживання у режимі мікрохвильової печі – 1200 Вт, у режимі конвекції – 950 Вт, у режимі гриль – 950 Вт. Робоча частота 2450 МГц.

Різновидністю духовок є електрогрилі – шафи з інфрачервоним нагріванням (від встановлених ТЕНів) для приготування м’ясних і рибних страв. Продукти не доторкаються до нагрівних поверхонь, тому нема потреби використовувати жири (товщі). Продукти глибоко прогріваються, тому приготування достатньо швидке. Потужність таких пристроїв близько 1200 Вт.

Водонагрівачі застосовують для забезпечення побуту гарячою водою, переважно там, де відсутнє централізоване водопостачання. Водонагрівачі бувають теплоакумуляційного (об’ємного) та протічного типів.

Теплоакумуляційні водонагрівачі розраховані на нагрівання та тривале використання гарячої води. Це тепло ізольовані баки, всередині яких встановлені нагрівні елементи та пристрої для регулювання й обмеження температури води. Швидкість нагрівання залежить від потужності нагрівача та ємкості бака. Ці водонагрівачі бувають місткістю від 5 до 120 літрів потужністю від 1,5 до 2 кВт. Час підігріву води до температури 75 ⁰С складає від 0,2 до 1,8 години. Акумуляційні нагрівачі часто вмикають у нічний час для використання дешевшої електроенергії.

Протічні водопідігрівачі випускають для однієї або кількох точок споживання: для кухні, для душу тощо. Продуктивність підігріву води на 25 ⁰С складає від 1,7 до 12 літрів за хвилину. Відповідно потужність коливається від 3,0 до 24 кВт. Підігрівачі на багато точок водокористування виконуються на живлення від трифазної електромережі.

Електропраски.Тепер використовуються переважно електропраски з терморегуляторами та з терморегулятором і зволожувачем. Нагрівним елементом прасок переважно є ТЕН, вмонтований у “підошву” (прасувальну частину) праски. Призначення терморегулятора праски полягає у регулюванні температури поверхні прасування стосовно вимог користувача. Зволоження поверхні під час прасування покращує якість оброблення та пришвидшує цей процес. Терморегулюванням і зволоженням досягається також економія електроенергії під час прасування. На рис 3.14 спрощено показана будова праски з терморегулятором.

У підошву 1 праски влаштований трубчастий нагрівач 2, напруга на який подається через терморегулятор, що складається з біметалевої пластини 3, що прикріплена до основи підошви 1, контактних пластин 4 і 5, ізоляційного штифта 6, ручки 7, що через гвинтову передачу 8-9 змінює положення контактних пластин 4-5. Гайка 9 закріплена на опорному кронштейні 10. Про увімкнений стан праски сигналізує лампочка 11, на яку подається спад напруги на резисторі 12, тобто лампа світиться коли проходить струм через спіраль нагрівача. Під час нагрівання біметалева пластина, що складається з двох спресованих пластин, матеріали яких мають різні коефіцієнти температурного розширення, згинається і штифтом 6 натискає на пластину 5 аж до розмикання контакту між пластинами 4 і 5. Чим більший проміжок δ між кінцем штифта і пластиною 5, тим до більшої температури треба розігріти пластину 3, щоб розімкнути контакт. Після розмикання контакту 4-5 припиняється подача електроенергії на нагрівач і підошва праски, а разом з нею пластина 3 охолоджується і повертається у попереднє положення. Частину часу праска використовується без споживання електроенергії. Цим досягається регулювання температури праски та зниження енерговикористання на прасування.

У теперішніх модифікаціях прасок влаштовуються розпилювачі холодної води та пристрої пароутворення для покращення режиму прасування. Пара утворюється пропусканням води через щілини (протоки) у підошві праски.

Потужність побутових прасок від 800 до 1800 Вт.

Рис. 3.14. Будова праски з терморегулятором: а – праска з влаштованим трубчастим нагрівачем і терморегулятором; б – терморегулятор у положенні найнижчої температури; в – терморегулятор у положенні найвищої температури

Електронагрівні прилади повинні нормально працювати в умовах відхилення напруги від +5% до – 10% від номінальної. Всі частини приладів, до яких прикладена напруга, ізольовані між собою та від корпуса приладу. Опір електричної ізоляції повинен бути не меншим 1 МОм. Ізоляція випробовується напругою 1000 В частотою 50 Гц протягом 1 хвилини. Нагрівні елементи повинні бути теплоізольовані від ручок керування та від поверхні, на яку встановлюється прилад.