Вопрос

Как я могу уменьшить теплоотдачу этого нагревательного элемента?

Я бы хотел добавить в свою коптильню Bradley нагревательный элемент Brinkmann мощностью 1500 Вт, чтобы повышать температуру в холодную погоду.



введите описание изображения здесь



Я бы хотел ограничить количество выделяемого тепла. Есть ли регулятор напряжения или резистор, который можно использовать для снижения температуры? Может быть, что-то с возможностью регулировки?



Перевод вопроса с Cooking Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://cooking.stackexchange.com/questions/42569/how-can-i-reduce-the-heat-output-of-this-heating-element

17 Комментариев

  1. ВНИМАНИЕ: если у вас нет опыта работы с электричеством, особенно с сетями под напряжением, вы можете серьёзно пострадать или погибнуть. Вам следует обратиться за помощью к опытному специалисту.


    Лучше всего приобрести диммер на основе симистора, рассчитанный как минимум на 2000 Вт. На всякий случай выбирайте устройство, мощность которого как минимум на 30 % превышает максимальную мощность нагревательного элемента. Устройство, изображённое ниже, Leviton RNL06-10Z, рассчитано на 20 ампер, что составляет 2400 Вт при напряжении 120 В (P = VxA), чего более чем достаточно.


    В целях безопасности вам также следует приобрести пластиковый корпус, чтобы защитить устройство и себя. Вы можете использовать металлический корпус, но в целях безопасности обязательно заземлите его. Корпус, изображённый на фото, также произведён тем же производителем и должен подойти. Вам также понадобятся силовые кабели на 20 ампер, кабельные вводы для подключения кабелей к коробке и от неё, а также лицевая панель. Возможно, вам придётся отрезать вилку 🔌 от имеющегося шнура и подключить её к диммеру, так как у него есть разъём для нагревательного элемента.


    Это самый точный способ контроля? Нет, но для курильщика всё, что больше этого, — излишество.


    Накладной блок Leviton 42777-1WA, одинарный, белый


    Универсальный поворотный диммер Leviton RNL06-10Z Trimatron


  1. Устройство, которое вы хотите использовать, если вам не нужен термостатический контроль, — это диммер с импульсным управлением рассчитанный на такую мощность. Диммер с фазовым регулированием при такой мощности будет создавать электромагнитные помехи, резистор будет очень энергонеэффективным, громоздким и пожароопасным, а автотрансформатор — громоздким и дорогим.



    Обратите внимание, что обычные бытовые диммеры для освещения а) имеют фазозависимую конструкцию и б) слишком слабые.



    Однако более предпочтительным решением может быть использование термостата, который включает обогрев, когда требуется больше тепла, и выключает его, когда становится слишком жарко.



    Для ОЧЕНЬ простого понижающего трансформатора (тоже неэффективного, но более безопасного, чем резистор) последовательно с нагревательным элементом подключите очень мощные лампы накаливания (возможно, несколько ламп, соединённых параллельно), например строительные лампы. Установите их так, чтобы они работали безопасно, ведь эти лампы тоже нагреваются!



    Было бы неплохо установить в коптильне какое-нибудь устройство для защиты от перегрева, если только конструкция коптильни изначально не исключает возможность возгорания, даже если элемент работает на полную мощность. Это возможный вариант развития событий, если ваш метод контроля нагрева не сработает, а он не сработает, если вы этого не ожидаете.



    Если вы сомневаетесь в безопасности своей конструкции, обратитесь к профессиональному электрику.


  1. Фазорегулируемые нагреватели работают исправно, если они рассчитаны на правильную мощность. Они могут выдерживать довольно большую нагрузку.
  1. Это слишком дёшево для варистора на 20 ампер. Я бы внимательно изучил отзывы перед покупкой.
  1. Нужно быть маньяком, чтобы использовать варикап, когда можно просто использовать симистор и динистор. Если вы будете осторожны с моим. лайфхаком, то не будете собирать маргаритки или сирень.
  1. У кого, чёрт возьми, кроме меня есть вариак?
  1. Да, если автор хочет использовать удлинители для снижения напряжения, я бы порекомендовал 1) не скручивать их в гигантский горячий шар на высоте сотен футов, 2) не оставлять это устройство без присмотра. Но давайте посмотрим на это с другой стороны: сам нагревательный элемент гораздо опаснее удлинителя.
  1. В принятии решения вам помогут две формулы:
    V=IR, где V — напряжение, I — сила тока (именно она приводит к срабатыванию автоматического выключателя) и R — сопротивление;
    P=VI, где P — мощность (в ваттах), V — напряжение, а I — сила тока


    Если вы используете автотрансформатор, то можете снизить напряжение, что, в свою очередь, уменьшит силу тока в цепи. В данном случае у вас есть константа R. Для простоты вычислений предположим, что у вас есть нагреватель мощностью 1000 Вт:
    1000 Вт = 120 В x 8,33 А ---> Схема не требует изменений (это следует из второго уравнения)
    Исходя из этой информации, мы можем определить сопротивление нагревателя с помощью первого уравнения;
    120 В = 8,33 А x 14,4 Ом


    ЕСЛИ вы снизите напряжение с помощью автотрансформатора до 60 В и будете знать, что в этом случае сопротивление является постоянной величиной:
    60 В = 4,167 А x 14,4 Ом; 4,167 А x 60 В = 250 Вт


    ЕСЛИ вы последуете совету и добавите в цепь последовательное сопротивление (дополнительные лампы или удлинители), то произойдёт следующее (имейте в виду, что удлинители также снижают напряжение, но при увеличении расстояния выделяют тепло, что не очень хорошо — определённо не рекомендуется):
    Для этого примера давайте последовательно подключим 4 лампы по 100 Вт (при этом нагреватель будет работать на 1000 Вт).
    120 В = 0,2 А x 590,4 Ом (я рассчитал это сопротивление отдельно)
    . 24 Вт = 0,2 А x 120 В
    . По сути, вы отключили обогреватель и рассеиваете тепло через лампочки.
    . Вы можете подключить лампочки так, чтобы их можно было включать и выключать по последовательной/параллельной схеме, но для этого вам нужно хорошо разбираться в электротехнике.


    ШИМ- и ПИД-регуляторы довольно часто используются для экономичного управления температурой. Возможно, вам стоит обратить на них внимание. С помощью простого поиска в Google и YouTube можно найти подробные объяснения (даже о том, как их экономично собрать).


  1. Variac можно найти на радиолюбительских выставках или в магазинах, торгующих электронными компонентами. Большинство из них продаются навалом или без корпуса. Загляните в магазин под названием «Специалист по схемам». У них есть модели в корпусе, которые более безопасны и защищены от дождя. Я видел модель на 20 ампер за 89 долларов. Элемент представляет собой индуктивную нагрузку. Вы можете поискать в Google электронный контроллер мощностью 1500–2000 Вт. Другой способ решить эту проблему — установить термостат на нагревательный элемент с регулятором температуры, рассчитанный на мощность 1500 Вт. На Ebay можно найти электронные регуляторы температуры с цифровым дисплеем за 15 долларов, они рассчитаны на 10 ампер, можно добавить реле на 39 ампер. Таким образом, нагревательный элемент будет включаться только при необходимости, и не важно, что его мощность составляет 1500 Вт, он будет часто включаться и выключаться, но только при необходимости.


  1. Что касается трюка с удлинителем, то, если вы не будете осторожны, можете не только испортить еду, но и прокурить весь дом или гараж.
  1. Температурный диапазон контроллера Sous Vide может быть недостаточно высоким для копчения. Модель, на которую вы ссылаетесь, поддерживает температуру только до 93 °C. Но, возможно, у других моделей больше возможностей для регулировки?
  1. Используйте диммер для регулировки яркости света из местного строительного магазина.
  1. Можно ли использовать покрывало для гриля (я не выдумываю), чтобы сохранить уже накопленное тепло? Большинство коптилен практически не имеют теплоизоляции.
  1. Во-первых, вам нужно проверить проводку и предохранители в вашей нынешней коптильне, чтобы убедиться, что она выдержит мощность в 1500 Вт.



    Если предположить, что ваша проводка и предохранители рассчитаны на мощность в 1500 Вт, то в первую очередь нужно учитывать принцип работы системы. Нагревательный элемент управляется термодатчиком. Более мощный элемент всё равно отключится, как только будет достигнута заданная температура на датчике. Разница будет заключаться в том, насколько быстро он достигнет нужной температуры и в том, что ближе к элементу будет больше горячих точек.



    Для «переменных» параметров можно изменить напряжение или силу тока, подаваемого на нагреватель. Следует помнить, что источник питания для платы управления коптильни должен быть отдельным и неизменным.



    Изменение напряжения:



    Существует источник питания, называемый автотрансформатором или регулируемым трансформатором.



    Регулятор напряжения



    Плюсы:




    • Поскольку он подключается к домашней розетке и имеет стандартную розетку на выходе, это безопаснее с точки зрения соединения проводов. Имейте в виду, что вам понадобится регулятор мощности, способный выдерживать такую нагрузку.

    • Регулируя напряжение на таком оборудовании, вы будете выглядеть и чувствовать себя как командир подводной лодки времён холодной войны, так что это решение для тех, у кого высокий уровень тестостерона.

    • Это может быть полезно для ведения бесед на вечеринках.



    Минусы:




    • Потенциально опасная смерть в огне. При работе с устройствами высокой мощности необходимо уделять пристальное внимание деталям и тщательно следить за устройством.

    • Стоимость. Диапазон цен на них составляет от 180 до 400 долларов за модели мощностью 2000 Вт. Это может значительно увеличить общую стоимость вашей коптильни.

    • Блок управления коптильни, безусловно, может работать в определённом диапазоне напряжения при обычном напряжении 120 В, но может и не работать при более низком напряжении


    • Даже если всё работает как надо, вы, скорее всего, не захотите приглашать своего страховщика на ужин, если вас устраивают текущие тарифы.




    Изменение силы тока (путём добавления сопротивления):



    Вы можете добавить переменный резистор. Как и в предыдущем решении, вам понадобится устройство с более высокой номинальной мощностью.



    Омитовый реостат



    Плюсы:




    • Это действительно позволит регулировать силу тока, проходящего через ваш элемент.



    Минусы:




    • Потенциально мучительная смерть.

    • Этот резистор рассчитан на серьёзный ток, и у него нет корпуса. Вы же не хотите, чтобы ваша кошка задела его.

    • Такое решение требует соединения проводов и по своей сути менее безопасно для тех, кто не очень хорошо разбирается в электрических системах.

    • Стоимость. Это примерно 350 долларов

    • В зависимости от выбранной вами настройки температура может повышаться.



    Краткие сведения:



    Оба этих решения стоят дорого по сравнению с розничной ценой большинства курительных трубок. Для производства этих мощных устройств требуются дорогостоящие сплавы.



    Из этих двух вариантов я бы предпочёл более крутой и безопасный — с регулируемым напряжением, но имейте в виду, что для платы управления коптильней требуется обычное линейное напряжение 120 В. Она не будет работать при напряжении, сильно отличающемся от 120 В, и, что ещё хуже, может выйти из строя и не отключить элемент.



    Независимо от выбранного решения, если вы продолжите, то взломаете устройство мощностью более 1000 Вт. Пожалуйста, будьте очень осторожны.


  1. Пара простых вариантов:




    • Длинный удлинитель снижает напряжение на элементе и, следовательно, его выходную мощность. Например, 15-метровый шнур сечением 18 АWG снижает напряжение примерно на 10 % при использовании элемента на 15 А. Можно соединить несколько таких шнуров, чтобы получить большее снижение напряжения.

    • Вы можете приобрести механический таймер (убедитесь, что он рассчитан на 15 А), который можно настроить на включение и выключение элемента. Многие таймеры имеют разрешение 15 минут, что может быть слишком долго для вас, но у меня есть таймер с шагом в 5 минут.


  1. Вы можете использовать контроллер Sous Vide. Обычно они предназначены для управления нагревательным элементом, например мультиваркой, но я не вижу причин, по которым он не подойдёт для этой цели. На их веб-сайте указано, что он может выдавать ток до 15 ампер при напряжении 120 В, что составляет 1800 Вт. Он управляет элементом, включая его на 100 % только на некоторое время, а не постоянно на низкой мощности, но вы сможете добиться желаемого результата.



    Регулятор температуры Dork Food Sous Vide


  1. Вам понадобится резистор высокой мощности. — дорогой. Думаю, вы могли бы подключить обогреватель мощностью 1500 Вт последовательно с обогревателем мощностью 800 Вт, расположенным снаружи гриля. Варистор с такой выходной мощностью будет стоить целое состояние. Возможно, подойдёт импульсный источник питания, но полупроводниковый прибор такой мощности будет недешёвым. Я бы подключил обогреватель меньшей мощности последовательно с устройством, расположенным снаружи, чтобы получить дешёвое и эффективное решение. V = IR, а W = VI. Эти формулы помогут вам рассчитать необходимую мощность.
Вы уже ответили на этот вопрос