Електродни котли: принцип на действие, плюсове и минуси, съвети за инсталиране

Начало / Електрически котли

Обратно към

Публикувано: 31.05.2019

Време за четене: 4 минути

0

913

Компактният електроден електрически котел осигурява топлина в помещението и дава възможност за дистанционно управление на температурата. Малкият му размер позволява да бъде инсталиран в съществуваща отоплителна система.

• 1 Как работи електродният котел
• 2 Как работи
• 3 Възможно ли е да се спести с електроден котел
• 4 Преглед на най-добрите модели електрически електродни котли

Принципът на работа на електродните котли

Когато се описват предимствата на електродните котли, основният акцент е върху липсата на посредници при преноса на енергия от електрическата мрежа към охлаждащата течност. Основният аргумент, на който се залага маркетинговата стратегия за популяризиране на електродни бойлери, е директното нагряване на течността под действието на електрически ток, което се получава поради голямото му съпротивление.
При използване на този тип оборудване се елиминира влиянието върху топлопредаването на образуваната на повърхността на традиционните тръбни нагревателни елементи кора на котлен камък. Ниската инерция на системата също се счита за очевидно предимство: охлаждащата течност започва да се нагрява веднага след подаване на напрежението върху електродите, докато при използване на резистивни нагреватели е необходимо известно време, за да се загрее самата намотка и нейната диелектрична изолация.

Устройството на електродния котел: 1 - клеми за свързване към мрежата; 2 - уплътнител и изолация на електроди; 3 - подаване на охладен топлоносител; 4 - блок от електроди; 5 - охлаждаща течност; 6 - барабан на котела; 7 - изолационен слой; 8 - изход на нагрятата охлаждаща течност

Не всичко обаче е толкова розово. На първо място, съмнително е, че цялата охлаждаща течност е под влиянието на опасно висока потенциална разлика. По-специално, при нулево прекъсване, всички метални части на отоплителната система стават фатални за хората, а повреди са възможни и ако неутралата не е правилно заземена.

Струва си да се спомене фактът, че не всички течности имат достатъчно голямо съпротивление, за да преобразуват цялата приложена мощност за генериране на електричество. Определена част от текущото натоварване не среща съпротивление и следователно се влива свободно в земята. На този фон изявленията, че електродните котли имат ефективност по-висока от 100%, предизвикват снизходителна усмивка на хора, които са добре запознати с техническата част на проблема.

Механизмът на системата за отопление на водата

За по-нататъшно разбиране на статията е необходимо да се разбере структурата и механизмът на работа на котела с йонни електроди. Принципът на действие е много лесен за разбиране - топлоносителят (водата трябва да съдържа необходимото количество сол, ако процентът на сол надвишава нормата, тогава продуктът се разрежда с дестилирана вода) следва в съда, в който е електродът инсталиран. Ако някой има въпрос, след като прочете думата "електрод", тогава ще обясним: електродът е метален прът, който е фиксиран от двете страни на съда. Фазата е свързана с електрода, а нулевият проводник е свързан с предната страна на механизма.

Ако свържете системата за отопление на водата към мрежа от двеста и двадесет волта с честота петдесет Hz, тогава устройството активира хаотичен процес на движение от анода към катода. Този процес помага да се постигне основната цел - отоплението на водата. Много майстори са свикнали да наричат ​​такива устройства не електродни, а йонни - това се дължи на особеностите на отоплителния котел.Ако принципът на работа на йонните котли е много лесен за разбиране, тогава ефективността на системата показва много високи темпове - 96-99 процента.

Електродният котел допринася за факта, че е възможно да се спестят до четиридесет процента от електричеството в сравнение с котлите за комини. Принципът на действие позволява да не се използват комини, тъй като йонният котел не произвежда продукти от горенето.

Изисквания за охлаждащата течност

В допълнение към естествените загуби при нагряване на течност, електродните котли имат и друго неприятно свойство. В процеса на преминаване на електрически ток през вода се наблюдава явлението електролиза - разделянето на молекулата H2O на газообразни компоненти. Това, освен всичко друго, допълнително намалява енергийната ефективност на котела, тъй като в този случай електричеството се изразходва не за отопление, а за електролиза. Най-очевидното последствие от този ефект обаче е образуването на газови брави в тръбите и радиаторите.

Поради тези причини отоплителната среда за отоплителни системи на електродни котли трябва да бъде избрана с най-голямо внимание. За да се намали проводимостта на охлаждащата течност (да се увеличи съпротивлението), съдържанието на разтворени йони в използваната течност трябва да се нормализира. По принцип се използва дестилирана вода, към която се смесва електролит в пропорцията, препоръчана от производителя, отново фабрично производство.

Ситуацията е по-сложна, ако като топлоносител трябва да се използва антифризна течност. В този случай системата трябва да се напълни със специален антифриз, който не може да се разрежда с вода. При значително изместване, зареждането с гориво на системата може да струва доста пари, но това не отчита въпроса за трайността на охлаждащата течност. При наличието на метални части в системата, концентрацията на йони в течността се увеличава с течение на времето, докато все още не са изобретени ефективни методи за регенериране на охлаждащата течност за електродни котли. Но периодично поне част от охлаждащата течност ще трябва да се източва, тъй като всеки котел изисква почистване на електродите от налепи, а самата система трябва да се промие.

Последици от електролизата и действието на постоянен ток

Разделянето на водата на кислород и водород води до образуването на въздушни брави, които възпрепятстват нормалната циркулация на течността. Това обаче далеч не е основният отрицателен ефект. По-специално, по време на реален експлоатационен опит бяха открити прояви на електрохимична корозия на алуминиеви радиатори.

При наличие на чугунени батерии в отоплителната система първоначалните качества на охлаждащата течност намаляват, главно поради измиването на примеси от отворените пори на чугунените секции. Поради това тези, които желаят да използват електродни котли в такива условия, нямат друг избор, освен да подменят радиаторите или да промият цялостно цялата система.

Самият факт, че охлаждащата течност в системата е под напрежение, задължава внимателно да осигури заземяване за всеки метален елемент на системата. Ако на стоманена тръба все още може да се постави скоба с достатъчно ниско съпротивление, то висококачественото заземяване на чугунен радиатор, свързан чрез система от пластмасови тръби, изглежда много трудна задача. Засега можем да заключим, че всяка отоплителна система, в която се използва електроден котел, изисква строго индивидуален подход.

Как да го направите сами

Първо, трябва да вземете решение за вида електроден котел - едноконтурен за отопление или двуконтурен за захранване с топла вода. Във втория случай барабанът на котела е монтиран в резервоар с чешмяна вода.

Материали и инструменти за направа на електроден котел

Повечето заготовки, които са подходящи за размера, могат да бъдат намерени чрез ровене в гаража, а липсващите части могат да бъдат закупени в магазина. Не се изисква и сложен инструмент.За да сглобите стандартен котел с мощност до 10 kW, имате нужда от следното:

• Заваръчната машина, за предпочитане модерна инверторна, е по-лесна за работа с това и качеството на шевовете ще се окаже много прилично;
• Български;
• Пробивна машина;
• Парче стоманена тръба с дължина 20-30 см и диаметър 8-10 см, тя ще служи като тяло;
• Метален прът 1–2 cm в диаметър и 10–15 cm дълъг за централния електрод;
• Железен тройник с диаметър на корпуса на котела за закрепване на електрода и захранващите тръби (готовите се продават в водопроводните магазини);
• Съединител с адаптер за стандартна тръбна резба и подходящ диаметър към корпуса;
• Електроден изолатор, изработен от подходящ биметален щепсел или PTFE уплътнение;
• Контакти за нулева фаза и заземяване от подходящи болтове и гайки за M6 или M8;
• Уплътнител или специална уплътнителна лента;
• Ъгъл за направа на барабана на котела към стената или пода.

Технология на производство

Работим в следната последователност:

1. Готовият детайл на каросерията се изрязва по размер и острите ръбове се почистват. В единия край е монтиран готов тройник и връзката е внимателно заварена. Към противоположната страна е заварена втулка или стандартен резбован фланец за втулката. В този случай връзката е допълнително запечатана. Позволено е да се реже резба на тръба за тройник и съединител. Охлаждащата течност ще влезе в котела през тройник, а след това, след нагряване, в отоплителната система чрез съединител с кран.
2. Предварително заваряваме клема от подходящ болт към електрода. В изолатора пробиваме отвор за електрода. Самият електрод и изолаторът са най-критичните единици в котела. Всички връзки трябва да се правят внимателно и да се поставят върху уплътнител, за да се избегнат течове.

Процесът на изработване на електроден котел не създава особени трудности.

Важно е! Мястото, където фазата е свързана с електрода, трябва да бъде внимателно изолирано или покрито със защитно покритие, за да се избегне случаен токов удар:

1. Заваряваме два болта към тялото - един за свързване на земята, втори за захранване на нулевата фаза. Заземяването е задължително от медна тел с напречно сечение най-малко 4 mm2.
2. Почистваме го от ръжда и го боядисваме с топлоустойчива боя.
3. Ние правим крепежни елементи на котела от ъглите и го поставяме на правилното място. Затваряме го с декоративен екран и се свързваме с мрежата.

Схема на свързване на електроден котел

Преди окончателното инсталиране на сглобения котел, тествайте го за течове. За да направите това, изсипете в него керосин или подобна течност с висока течливост. Можете също така да проверите херметичността, като нанесете сапунена вода върху фугите и заваръчните шевове и подадете въздух във вътрешността на корпуса под налягане от 3 атм., Например от автомобилна помпа. След това котелът се измива със специални съединения, които премахват котления камък и ръждата вътре.

Монтаж на самоделен котел в отоплителната система

Работата на електродния котел се различава от индукционния или нагревателния елемент, така че неговата работа ще изисква собствена схема на свързване. В процеса на преминаване на ток през охлаждащата течност се отделя газ за електролиза (водород), което влошава работата на системата. За да се отстрани, в горната част на системата се врязва специален предпазен клапан, за да се освободи излишното налягане в системата.

Ще ви трябват и:

• Разширителен резервоар;
• Манометър;
• Автоматичен въздушен предпазен клапан;
• Спирателни клапани.

Монтирането на йонен котел от всякакъв тип е възможно само във вертикално положение, а изходната тръба трябва да бъде взета от метал с дължина до 1,5 м. Останалата част от окабеляването е направена от композитни или всякакви други тръби.

Направи си сам електроден котел

Работната температура на охлаждащата течност в запечатана система достига 120 градуса, поради което са необходими защитни капаци. Предимството на запечатана верига е, че по стените на тръбите дълго време не се образуват ръжда и котлен камък.

Мощността на електродния котел може да се регулира чрез промяна на концентрацията на разтворени соли в охлаждащата течност. За да се получи оптимална устойчивост на течности, се използва следният метод:

• Взимаме дестилирана вода или дъжд (сняг);
• Ще ви трябва контейнер, амперметър, голяма водна спринцовка или мерителна чашка, сода за хляб;
• Според закона на Ом изчисляваме тока във веригата (за котел с мощност 4 kW при напрежение 220 V токът ще бъде 18А);
• Разреждаме содата в контейнер в съотношение 1 до 10 и я изливаме в системата през разширителен резервоар;
• Свързваме амперметъра към клемите на котела и гледаме показанията на включения и загрял котел;
• Добавете вода, докато се появи желаната текуща стойност.

Трябва да се помни, че процесът на промяна на концентрацията на охлаждащата течност протича постепенно, така че си струва да се изчака окончателното установяване на тока при 16-17 ампера. При по-нататъшна работа трябва редовно да проверявате стойността на тока в системата и, ако е необходимо, да регулирате плътността на течността чрез добавяне на сода или вода.

Важно е! Ниската концентрация на електролит намалява ефективността на котела и води до повишено производство на газ.

Избор на радиатор за работа с електроден котел

Поради характеристиките на топлоносителя с голямо количество разтворени соли, не всички радиатори са подходящи за работа в отоплителния кръг. За този тип отоплителни устройства е разрешено използването на алуминиеви или биметални конструкции. Те поддържат добре нагряване над 100 градуса и високо налягане, а вътрешната повърхност остава чиста дори след няколко години експлоатация.

Алуминиевите и биметалните радиатори поддържат топлината добре

Важно е! Обемът и броят на секциите се избират въз основа на следното правило: за 1 kW инсталирана мощност трябва да има 8-10 литра течност за пренос на топлина. Прекомерното количество течност няма да подобри отоплението в къщата, но разходите за отопление ще бъдат по-високи.

Информация за обема на радиаторните секции е посочена на опаковката, а обемът на течността, циркулираща през тръбите, се намира по формулата: V = S * L (m3 или литри), където V е общият обем, S е кръстът -площ на сечението на тръбата, L е общата дължина на всички тръби на отоплителната система.

Електродните котли с малка и средна мощност са се доказали добре за отопление на помещения до 100 m2. В същото време те могат да работят от обществена 220 V мрежа, а максималната сила на тока не надвишава 20 А. Такива устройства са идеални за отопление на селска къща или гараж. Самостоятелно направеният котел и охлаждаща течност ще донесат значителни икономии и по отношение на тяхната производителност те няма да отстъпят на марковите продукти.

Изключителни митове за ефективност

При изучаване на рекламните материали на електродни котли се създава впечатлението, че потребителите се считат за глухи невежи. Твърди се, че "йонните" котли извличат топлина буквално от нищото, отделяйки топлинна енергия в размер на 120-150% от приложената електрическа мощност. В същото време законите на физиката и по-специално топлинното инженерство се игнорират по всякакъв възможен начин.

Твърденията, че електродният котел е способен митично да умножи вложената в него енергия, са абсолютно безпочвени. За щастие днес тази тенденция в рекламните кампании започна да намалява, но първоначалното й развитие може да се отдаде на активното разпространение на топлинното оборудване, работещо за сметка на термопомпи с положителен коефициент на COP.

Дори твърденията, че 100% от електричеството се превръща в топлина, са откровена измама. Загубите по време на формирането все още не могат да бъдат избегнати, дори при нагряване на охлаждащата течност поради собственото му електрическо съпротивление, тъй като поне 2-3% ще бъдат изразходвани за отопление на захранващата кабелна мрежа, същото количество ще изтече в системата за заземяване поради намаляване на енергията на носителите на заряд поради недостатъчна течност с химическа чистота в системата или поради образуването на плака върху електродите. Заключение: електродните котли са способни да демонстрират коефициент на преобразуване близо до 100% само при условия на демонстрационен щанд, които, както знаете, далеч не са реални.

Възможност за използване

Въпреки всичките си недостатъци, електродните котли не просто имат право на живот, те заемат собствена ниша, където решават определен набор от проблеми. По принцип тяхното използване се свежда до отопление на малки площи, където цикличният режим на работа е особено важен. Поради ниската инерция, отоплителните системи на електродните котли незабавно се пускат в експлоатация, което означава, че отоплението може да се извърши за строго определен период от време.

Освен това не може да не се споменат малките размери на електродните котли. Те представляват всъщност малка колба, която може лесно да се интегрира в компактна техническа ниша. Ако трябва да отоплявате малко пространство и няма начин да оборудвате отделно котелно помещение, този вид котли ще ви бъдат полезни.

Трябва обаче да се помни, че този клас оборудване работи най-добре в системи от затворен тип с малка денивелация. Електродните котли могат да се използват в комбинация със системи за подово отопление и при отопление с радиатори. Въпреки това, повтаряме, необходимо е правилно да се подготви охлаждащата течност и да се използват усъвършенствани електронни схеми за термично управление.

Схема на свързване на електродния котел: 1 - сферичен кран; 2 - филтър; 3 - циркулационна помпа; 4 - дренажен клапан; 5 - електроден котел; 6 - група за сигурност; 7 - разширителен резервоар; 8 - отоплителни радиатори; 9 - трипътен клапан със серво задвижване; 10 - циркулационна помпа; 11 - контур за подово отопление; 12 - блок за управление на подово отопление; 13 - блок за управление на електроден котел; 14 - цифров термостат; 15 - контактор; 16 - автоматична защита

Схема на свързване към отоплителната мрежа

За нормална работа ще трябва да инсталирате циркулационна помпа, разширителен резервоар, специален филтър и блок за автоматизация. Най-често се използват 3 типични схеми за свързване на електрически котел към отоплителния кръг.

Стандартен или последователен

Най-често срещаната схематична диаграма, при която охлаждащата течност се подава отгоре надолу с помощта на помпа. Позволява ви да свържете голям брой отоплителни радиатори.

Схематичната схема на свързването на котела е най-често срещаната

Паралелна верига

Подходящ за малки помещения с 1-2 батерийни секции. Циркулацията на течност в такава верига е възможна чрез гравитация поради конвекция. Може да се свърже и втори котел или централно отопление.

1 - котел, 2 - радиатори на отоплителната система, 3 - разширителен резервоар; 4 - клапан за пълнене / захранване на системата от водопровода

Връзка за подово отопление

В къщи с централно или газово отопление се използват електродни котли с ниска мощност за подово отопление. Такъв под задържа топлината по-дълго и прави вътрешния климат по-мек, отколкото при използване на инфрачервени нагреватели.

Можете сами да свържете подовото отопление към котела

Отоплителната вода в системата за топла вода включва използването на специални двуконтурни котли, които също могат да бъдат свързани към обща отоплителна система.

Преди да започнете работа по чертежа, е необходимо да посочите броя на веригите, местоположението на отоплителните радиатори и общия брой тръби, местоположението на помпите и филтрите. Осигурете кранове за източване на вода и пълнене на течност във веригата.

Поддръжка на отоплителната система на електродни котли

По време на работа електродните котли не създават особени проблеми. Те са компактни, безшумни и изискват минимум защитни устройства в електрическите и хидравличните тръбопроводи. Независимо от това все още ще трябва да се извършват периодични ревизии и поддръжка на такова оборудване.

Електродите на котела обикновено изискват внимание. Твърденията за липсата на образуване на котлен камък не са безпочвени, но в резултат на електролиза поне един от електродите образува твърда кора от неразтворима плака. Той трябва да се почиства механично поне веднъж годишно.Освен това трябва да се следи плътността и химичният състав на охлаждащата течност: за различните системи методите за определяне на нейната годност могат да се различават.

Не забравяйте за електрическата безопасност. Заземяването на отоплителната система трябва да бъде с високо качество, поне веднъж на две години е необходимо да се проверяват работните параметри на веригата на основните заземителни проводници и съпротивлението на външните свързващи елементи. Без подходящо внимание по този въпрос, електродните котли се превръщат в потенциално животозастрашаващи устройства.

rmnt.ru

Предимства и недостатъци

Професионалисти:

1. Ефективност поради принципа на действие и минимум подробности, приближаващи се до 95-98%.
2. Висока ефективност, поради ниския разход на енергия за отопление и поддържане на температурата на охлаждащата течност до 75 градуса.
3. Изключително нисък шанс за извънредна ситуация, което автоматизацията не би могла да предотврати, водата е продължение на електрическата верига, следователно, дори да пробие тръба и да изтече охлаждаща течност, веригата ще се отвори и незабавно ще спре отоплението.
4. Малко време реакция на отоплителния кръг към промени в настройките, много бързо загряване до необходимата температура.
5. Устойчив на внезапни скокове на тока, което може да доведе само до временен спад на мощността на устройството, но изобщо няма да го изключи.
6. Лесен за инсталиране.
7. Минимални размери и теглото в сравнение с подобни устройства от други видове, позволяват да се използват в ограничено пространство на частна къща или лятна вила.
8. Лекота на работа.
9. Екологичност.

Минуси:

1. Повишени изисквания за качеството на водата във веригата, тъй като образуването на котлен камък или недостатъчно количество сол в него може значително да намали проводимостта му, а оттам и мощността на цялата отоплителна система.
2. Като храна използва само променлив ток от мрежата, тъй като постоянният ток причинява електролиза на водата, което означава, че в случай на прекъсване на електрозахранването той няма да работи, тъй като не може да се захранва от батерията.
3. Стандарти за електрическа безопасност те непременно изискват заземяване, тъй като в случай на повреда на изолацията шансът да получи токов удар е много по-висок от този на отоплителните устройства.
4. Загряване на охлаждащата течност до температура над 75 градуса влияе негативно на неговата ефективност и в този случай той започва да консумира прекомерна електроенергия.
5. Въздух, затворен в електродната камера, може да служи като катализатор за корозивни процеси в него, значително намалявайки живота на оборудването.
6. Вода от едноконтурна система неподходящ за домашна употреба, тъй като е наситен със свободни йони.
7. За технически правилна работа необходими са известни познания по електротехника, за да се помогне да се определи и контролира оптималната стойност на електрическата проводимост на водата във веригата по време на нейната работа.