Kotlovi s elektrodama: načelo rada, prednosti i nedostaci, savjeti za ugradnju

Početna / Električni kotlovi

Natrag na

Objavljeno: 31.05.2019

Vrijeme čitanja: 4 minute

0

913

Kompaktni elektrodni električni kotao pruža toplinu u sobi i omogućuje daljinsku kontrolu temperature. Njegova mala veličina omogućuje ugradnju u postojeći sustav grijanja.

• 1 Kako radi elektrodni kotao
• 2 Kako to radi
• 3 Je li moguće štediti pomoću elektrodnog kotla
• 4 Pregled najboljih modela kotlova s ​​električnim elektrodama

Načelo rada elektrodnih kotlova

Pri opisivanju prednosti elektrodnih kotlova, glavni naglasak je na odsutnosti posrednika u prijenosu energije iz električne mreže u rashladnu tekućinu. Glavni argument na koji se kladi marketinška strategija za promociju elektrodnih bojlera je izravno zagrijavanje tekućine pod djelovanjem električne struje, koje se događa zbog velike otpornosti.
Kada se koristi ova vrsta opreme, eliminira se utjecaj na prijenos topline kore od kamenca nastale na površini tradicionalnih cjevastih grijaćih elemenata. Niska inertnost sustava također se smatra očitom prednošću: rashladna tekućina počinje se zagrijavati odmah nakon što se napon nanese na elektrode, dok je kod upotrebe otpornih grijača potrebno neko vrijeme da zagrije samu zavojnicu i njezinu dielektričnu izolaciju.

Uređaj kotla s elektrodama: 1 - stezaljke za spajanje na mrežu; 2 - brtvilo i izolacija elektroda; 3 - dovod ohlađenog nosača topline; 4 - blok elektroda; 5 - rashladna tekućina; 6 - bubanj kotla; 7 - izolacijski sloj; 8 - izlaz zagrijane rashladne tekućine

Međutim, nije sve tako ružičasto. Prije svega, dvojbeno je da je cijela rashladna tekućina pod utjecajem opasno velike razlike potencijala. Konkretno, s nultim prekidom, svi metalni dijelovi sustava grijanja postaju kobni za ljude, a kvarovi su također mogući ako nula nije pravilno uzemljena.

Vrijedno je spomenuti činjenicu da nemaju sve tekućine otpornost koja je dovoljno velika da pretvori svu primijenjenu snagu u proizvodnju električne energije. Određeni dio trenutnog opterećenja ne nailazi na otpor i zato slobodno teče u zemlju. U tom kontekstu, izjave da kotlovi s elektrodama imaju učinkovitost veću od 100% izazivaju snishodljiv osmijeh kod ljudi koji dobro poznaju tehnički dio problema.

Mehanizam sustava grijanja vode

Za daljnje razumijevanje članka potrebno je razumjeti strukturu i mehanizam rada kotla s ionskom elektrodom. Načelo rada vrlo je jednostavno razumjeti - nosač topline (voda mora sadržavati potrebnu količinu soli, ako postotak soli prelazi normu, tada se proizvod razrijedi destiliranom vodom) slijedi u posudu u kojoj je elektroda instaliran. Ako netko ima pitanje, nakon čitanja riječi "elektroda", tada ćemo objasniti: elektroda je metalna šipka koja je učvršćena na obje strane posude. Faza je spojena na elektrodu, a neutralni vodič spojen je na prednju stranu mehanizma.

Ako sustav za grijanje vode spojite na mrežu od dvjesto dvadeset volti s frekvencijom od pedeset Hz, tada uređaj aktivira kaotičan proces kretanja od anode do katode. Ovaj postupak pomaže postići glavni cilj - zagrijavanje vode. Mnogi su majstori navikli nazivati ​​takve uređaje ne elektrodama, već ionskim - to je zbog osobitosti kotla za grijanje.Ako je princip rada ionskih kotlova vrlo jednostavan za razumijevanje, tada učinkovitost sustava pokazuje vrlo visoke stope - 96-99 posto.

Elektrodni kotao pridonosi činjenici da je moguće uštedjeti do četrdeset posto električne energije u usporedbi s kotlovima na dimnjake. Načelo rada omogućuje ne korištenje dimnjaka, jer ionski kotao ne proizvodi proizvode izgaranja.

Zahtjevi za rashladnom tekućinom

Pored prirodnih gubitaka pri zagrijavanju tekućine, kotlovi s elektrodama imaju još jedno gadno svojstvo. U procesu prolaska električne struje kroz vodu uočava se fenomen elektrolize - razdvajanje molekule H2O u plinovite komponente. To, između ostalog, dodatno smanjuje energetsku učinkovitost kotla, jer se u ovom slučaju struja ne troši za grijanje, već za elektrolizu. Međutim, najočitija posljedica ovog učinka je stvaranje plinskih brava u cijevima i radijatorima.

Iz tih razloga, grijaći medij za sustave grijanja na elektrodnim kotlovima mora se odabrati s najvećom pažnjom. Kako bi se smanjila vodljivost rashladne tekućine (povećao otpor), sadržaj otopljenih iona u korištenoj tekućini treba normalizirati. U osnovi se koristi destilirana voda u koju se miješa elektrolit u omjeru koji preporuča proizvođač, opet tvornička proizvodnja.

Situacija je složenija ako se tekućina protiv smrzavanja mora koristiti kao nosač topline. U tom slučaju, sustav se mora napuniti posebnim antifrizom koji se ne može razrijediti vodom. Uz značajan pomak, sustav za punjenje gorivom može koštati prilično lipe, ali to ne uzima u obzir pitanje trajnosti rashladne tekućine. U prisutnosti metalnih dijelova u sustavu, koncentracija iona u tekućini s vremenom raste, dok učinkovite metode za regeneraciju rashladne tekućine za elektrodne kotlove još nisu izumljene. Ali povremeno će se morati ispuštati barem dio rashladne tekućine, jer svaki kotao zahtijeva čišćenje elektroda od naslaga, a sam sustav treba isprati.

Posljedice elektrolize i djelovanja istosmjerne struje

Razdvajanje vode na kisik i vodik dovodi do stvaranja zračnih brava koje ometaju normalnu cirkulaciju tekućine. Međutim, to je daleko od glavnog negativnog učinka. Konkretno, tijekom stvarnog radnog iskustva pronađene su manifestacije elektrokemijske korozije aluminijskih radijatora.

U prisutnosti baterija od lijevanog željeza u sustavu grijanja, početne kvalitete rashladne tekućine smanjuju se, uglavnom zbog ispiranja nečistoća iz otvorenih pora lijevanih dijelova. Zbog toga onima koji žele koristiti elektrodne kotlove u takvim uvjetima ne preostaje drugo nego zamijeniti radijatore ili temeljito isprati cijeli sustav.

Sama činjenica da je rashladna tekućina u sustavu pod naponom obvezuje na pažljivo osiguravanje uzemljenja za svaki metalni element sustava. Ako se stezaljka s dovoljno malim otporom i dalje može primijeniti na čeličnu cijev, čini se da je visokokvalitetno uzemljenje radijatora od lijevanog željeza povezanog sustavom plastičnih cijevi vrlo težak zadatak. Do sada možemo zaključiti da bilo koji sustav grijanja u kojem se koristi elektrodni kotao zahtijeva strogo individualan pristup.

Kako to učiniti sami

Prvo trebate odlučiti o vrsti kotla za elektrode - jednokružni za grijanje ili dvokružni za opskrbu toplom vodom. U drugom slučaju, bubanj kotla ugrađen je unutar spremnika s vodom iz slavine.

Materijali i alati za izradu elektrodnog kotla

Većinu praznih mjesta prikladnih za veličinu možete pronaći prekopavajući u garaži, a dijelove koji nedostaju možete kupiti u trgovini. Složeni alat također nije potreban.Da biste sastavili standardni kotao snage do 10 kW, potrebno vam je sljedeće:

• Aparat za zavarivanje, po mogućnosti moderni inverterski, lakše je nositi s tim, a kvaliteta šavova će se pokazati vrlo pristojnom;
• Bugarski;
• Bušilica;
• Komad čelične cijevi duljine 20-30 cm i promjera 8-10 cm, služit će kao tijelo;
• Metalna šipka promjera 1-2 cm i dugačka 10-15 cm za središnju elektrodu;
• Željezna čajka s promjerom tijela kotla za pričvršćivanje elektrode i dovodnih cijevi (gotove se prodaju u vodovodnim trgovinama);
• Spojka s adapterom za standardni navoj cijevi i prikladnog promjera na tijelo;
• Izolator elektrode izrađen od prikladnog bimetalnog čepa ili PTFE brtve;
• Kontakti za nultu fazu i uzemljenje od prikladnih vijaka i matica za M6 ili M8;
• Brtvilo ili posebna brtvena traka;
• Kut za izradu bubnja kotla do zida ili poda.

Tehnologija proizvodnje

Radimo u sljedećem slijedu:

1. Gotovi obradak karoserije izrezuje se po mjeri, a oštri rubovi se čiste. Na jednom kraju ugrađuje se gotova čajna čaša i pažljivo se zavaruje spoj. Rukav ili standardna prirubnica s navojem za čahuru zavareni su na suprotnu stranu. U tom je slučaju veza dodatno zapečaćena. Dopušteno je rezati navoj na cijevi za čajnik i spojku. Rashladna tekućina ući će u kotao kroz čajnik, a zatim, nakon zagrijavanja, u sustav grijanja kroz spojku s slavinom.
2. Unaprijed zavarimo stezaljku od odgovarajućeg vijka na elektrodu. U izolatoru izbušimo rupu za elektrodu. Sama elektroda i izolator najkritičnije su jedinice u kotlu. Sve veze moraju biti pažljivo izvedene i postavljene na brtvilo kako bi se izbjeglo curenje.

Postupak izrade elektrodnog kotla ne uzrokuje posebne poteškoće.

To je važno! Mjesto spajanja faze s elektrodom mora biti pažljivo izolirano ili pokriveno zaštitnim poklopcem kako bi se izbjegao slučajni električni udar:

1. Na tijelo smo zavarili dva vijka - jedan za spajanje tla, drugi za napajanje nulte faze. Uzemljenje je obavezno od bakrene žice presjeka najmanje 4 mm2.
2. Čistimo ga od hrđe i bojimo bojom otpornom na toplinu.
3. Iz uglova izrađujemo pričvršćivače kotla i postavljamo ga na pravo mjesto. Zatvaramo ga ukrasnim zaslonom i spajamo na mrežu.

Dijagram spajanja kotla s elektrodama

Prije konačne instalacije sklopljenog kotla, testirajte ga na nepropusnost. Da biste to učinili, u nju ulijte petrolej ili sličnu tekućinu velike fluidnosti. Također možete provjeriti nepropusnost nanošenjem sapunice na zglobove i zavarene dijelove i dovod zraka u unutrašnjost kućišta pod tlakom od 3 atm., Na primjer iz automobilske pumpe. Zatim se kotao opere posebnim spojevima koji uklanjaju kamenac i hrđu iznutra.

Ugradnja domaćeg kotla u sustav grijanja

Rad elektrodnog kotla razlikuje se od indukcijskog ili grijaćeg elementa, pa će za njegov rad biti potreban vlastiti dijagram povezivanja. U procesu prolaska struje kroz rashladnu tekućinu ispušta se plin za elektrolizu (vodik), što narušava rad sustava. Da bi ga uklonio, u gornji dio sustava izrezan je poseban sigurnosni ventil za ispuštanje prekomjernog tlaka u sustavu.

Također ćete trebati:

• Ekspanzijska posuda;
• Manometar;
• Automatski ventil za rasterećenje zraka;
• Zaporni ventili.

Ugradnja ionskog kotla bilo koje vrste moguća je samo u okomitom položaju, a izlazna cijev mora biti uzeta od metala duljine do 1,5 m. Ostatak ožičenja izrađen je od kompozitnih ili bilo kojih drugih cijevi.

Uradi sam elektronski kotao

Radna temperatura rashladne tekućine u zatvorenom sustavu doseže 120 stupnjeva, stoga su potrebni zaštitni poklopci. Prednost zatvorenog kruga je u tome što se na zidovima cijevi dulje vrijeme ne stvaraju hrđa i kamenac.

Snaga kotla s elektrodama može se podesiti promjenom koncentracije otopljenih soli u rashladnoj tekućini. Da bi se dobila optimalna otpornost na tekućinu, koristi se sljedeća metoda:

• Uzimamo destiliranu vodu ili kišu (snijeg);
• Trebat će vam spremnik, ampermetar, velika šprica za vodu ili mjerna šalica, soda bikarbona;
• Prema Ohmovu zakonu izračunavamo struju u krugu (za kotao od 4 kW pri naponu od 220 V struja će biti 18A);
• Razrijedimo sodu u posudi u omjeru 1 do 10 i ulijemo je u sustav kroz ekspanzijski spremnik;
• Spojimo ampermetar na stezaljke kotla i gledamo očitanja na uključenom i zagrijanom kotlu;
• Dodajte vodu dok se ne prikaže željena trenutna vrijednost.

Mora se imati na umu da se postupak promjene koncentracije rashladne tekućine događa postupno, pa vrijedi pričekati konačno utvrđivanje struje na 16-17 ampera. U daljnjem radu trebali biste redovito provjeravati vrijednost struje u sustavu i po potrebi prilagoditi gustoću tekućine dodavanjem sode ili vode.

To je važno! Niska koncentracija elektrolita smanjuje učinkovitost kotla i dovodi do povećane proizvodnje plina.

Odabir radijatora za rad s elektrodnim kotlom

Zbog karakteristika nosača topline s velikom količinom otopljenih soli, nisu svi radijatori prikladni za rad u krugu grijanja. Za ovu vrstu uređaja za grijanje dopuštena je uporaba aluminijskih ili bimetalnih konstrukcija. Održavaju dobro zagrijavanje preko 100 stupnjeva i visoki tlak, a unutarnja površina ostaje čista i nakon nekoliko godina rada.

Aluminijski i bimetalni radijatori dobro zadržavaju toplinu

To je važno! Volumen i broj odjeljaka odabiru se na temelju sljedećeg pravila: za 1 kW instalirane snage treba biti 8-10 litara tekućine za prijenos topline. Prekomjerna količina tekućine neće poboljšati grijanje u kući, ali troškovi grijanja bit će veći.

Podaci o volumenu dijelova radijatora naznačeni su na pakiranju, a volumen tekućine koja cirkulira cijevima nalazi se po formuli: V = S * L (m3 ili litre), gdje je V ukupni volumen, S je križ -površina presjeka cijevi, L je ukupna duljina svih cijevi sustava grijanja.

Kotlovi s elektrodama male i srednje snage pokazali su se dobro za grijanje prostorija do 100 m2. Istodobno, mogu raditi iz javne mreže od 220 V, a maksimalna jakost struje ne prelazi 20 A. Takvi su uređaji idealni za grijanje ladanjske kuće ili garaže. Samoizrađeni kotao i rashladna tekućina donijet će značajne uštede, a po svojim performansama neće biti inferiorni od proizvoda s markom.

Izuzetni mitovi o učinkovitosti

Proučavajući reklamne materijale elektrodnih kotlova, stječe se dojam da se potrošači smatraju gluhim neznalicama. Navodno "ionski" kotlovi crpe toplinu doslovno niotkuda, odajući toplinsku energiju u iznosu od 120-150% primijenjene električne energije. Istodobno, zakoni fizike, a posebno toplinske tehnike, ignoriraju se na svaki mogući način.

Izjave da je elektrodni kotao sposoban mitski umnožiti energiju u njega apsolutno su neutemeljene. Srećom, danas je ovaj trend u reklamnim kampanjama počeo opadati, ali njegov se početni razvoj može pripisati aktivnom širenju toplinske opreme koja radi na račun dizalica topline s pozitivnim koeficijentom COP.

Čak su i tvrdnje da se 100% električne energije pretvara u toplinu izravna obmana. Gubici tijekom formiranja još uvijek se ne mogu izbjeći, čak ni pri zagrijavanju rashladne tekućine zbog vlastitog električnog otpora, jer će se najmanje 2-3% potrošiti na zagrijavanje ožičenja, isto toliko će se odvoditi u sustav uzemljenja zbog smanjenja energija nosača naboja zbog nedovoljne tekućine kemijske čistoće u sustavu ili zbog stvaranja plaka na elektrodama. Zaključak: elektrodni kotlovi mogu pokazati koeficijent pretvorbe blizu 100% samo u uvjetima demonstracijskog postolja, koji su, kao što znate, daleko od stvarnog.

Izvodljivost korištenja

Uz sve svoje nedostatke, elektronski kotlovi nemaju samo pravo na život, oni zauzimaju vlastitu nišu, gdje rješavaju određeni niz problema. U osnovi se njihova upotreba svodi na zagrijavanje malih površina, gdje je ciklički način rada posebno važan. Zbog male inercije, sustavi grijanja na elektrodnim kotlovima odmah se puštaju u rad, što znači da se grijanje može izvesti u strogo određenom vremenskom razdoblju.

Uz to, ne možemo ne spomenuti male dimenzije elektrodnih kotlova. Oni zapravo predstavljaju malu tikvicu koja se lako može integrirati u kompaktnu tehničku nišu. Ako trebate zagrijati mali prostor, a ne postoji način za opremanje odvojene kotlovnice, ovakvi kotlovi će vam dobro doći.

Međutim, treba imati na umu da ova klasa opreme najbolje radi u sustavima zatvorenog tipa s malim pomakom. Kotlovi s elektrodama mogu se koristiti u kombinaciji sa sustavima podnog grijanja, te kada se griju radijatorima. Međutim, ponavljamo, potrebno je pravilno pripremiti rashladnu tekućinu i koristiti napredne elektroničke krugove toplinske regulacije.

Shema spajanja kotla s elektrodama: 1 - kuglasti ventil; 2 - filtar; 3 - cirkulacijska pumpa; 4 - odvodni ventil; 5 - elektrodni kotao; 6 - sigurnosna skupina; 7 - ekspanzijski spremnik; 8 - radijatori grijanja; 9 - trosmjerni ventil sa servo pogonom; 10 - cirkulacijska pumpa; 11 - kontura podnog grijanja; 12 - upravljačka jedinica podnog grijanja; 13 - upravljačka jedinica kotla s elektrodama; 14 - digitalni termostat; 15 - sklopnik; 16 - automatska zaštita

Dijagram spajanja na mrežu grijanja

Za normalan rad morat ćete instalirati cirkulacijsku pumpu, ekspanzijski spremnik, poseban filtar i jedinicu za automatizaciju. Najčešće se koriste 3 tipične sheme za spajanje električnog kotla na krug grijanja.

Standardni ili sekvencijalni

Najčešći shematski dijagram, u kojem se rashladna tekućina opskrbljuje odozgo prema dolje pomoću pumpe. Omogućuje vam povezivanje velikog broja radijatora grijanja.

Shematski dijagram priključka kotla je najčešći

Paralelni krug

Pogodno za male prostorije s 1-2 odjeljka za baterije. Cirkulacija tekućine u takvom krugu moguća je gravitacijom zbog konvekcije. Također se može priključiti drugi kotao ili centralno grijanje.

1 - kotao, 2 - radijatori sustava grijanja, 3 - ekspanzijski spremnik; 4 - ventil za punjenje / dopunjavanje sustava iz vodovoda

Priključak za podno grijanje

U kućama s centralnim ili plinskim grijanjem koriste se elektronski kotlovi male snage za podno grijanje. Takav pod duže zadržava toplinu i čini unutarnju klimu mekšom nego kod korištenja infracrvenih grijača.

Podno grijanje možete sami priključiti na kotao

Voda za grijanje u sustavu za opskrbu toplom vodom uključuje upotrebu posebnih kotlova s ​​2 kruga, koji se također mogu spojiti na zajednički sustav grijanja.

Prije početka rada na crtežu potrebno je naznačiti broj krugova, mjesto radijatora grijanja i ukupan broj cijevi, mjesto crpki i filtara. Osigurajte slavine za odvod vode i punjenje tekućine u krug.

Održavanje sustava grijanja na elektrodnim kotlovima

Tijekom rada elektrodni kotlovi ne stvaraju nikakve posebne probleme. Kompaktni su, tihi i zahtijevaju minimum zaštitnih uređaja u električnim i hidrauličkim cjevovodima. Ipak, i dalje će se morati provoditi povremena revizija i održavanje takve opreme.

Elektrode kotla uglavnom zahtijevaju pažnju. Tvrdnje o odsustvu stvaranja kamenca nisu neutemeljene, ali kao rezultat elektrolize, barem jedna od elektroda stvara tvrdu koru netopivog plaka. Mora se mehanički čistiti najmanje jednom godišnje.Osim toga, treba nadzirati gustoću i kemijski sastav rashladne tekućine: za različite sustave metode za utvrđivanje njegove prikladnosti mogu se razlikovati.

Ne zaboravite na električnu sigurnost. Uzemljenje sustava grijanja mora biti visokokvalitetno, najmanje jednom u dvije godine potrebno je provjeriti radne parametre kruga glavnih uzemljivača i otpor vanjskih spojnih elemenata. Bez odgovarajuće pažnje u ovom pitanju, elektronski kotlovi pretvaraju se u uređaje koji mogu biti opasni po život.

rmnt.ru

Prednosti i nedostatci

Pros:

1. Učinkovitost zahvaljujući principu rada i minimum detalja, približavajući se 95-98%.
2. Visoka efikasnost, zbog male potrošnje energije za grijanje i održavanje temperature rashladne tekućine do 75 stupnjeva.
3. Izuzetno mala šansa za hitne slučajeve, što automatizacija nije mogla spriječiti, voda je nastavak električnog kruga, stoga, čak i ako se cijev probije i rashladna tekućina procuri, krug će se sam otvoriti i odmah zaustaviti grijanje.
4. Malo vremena reakcija kruga grijanja na promjene postavki, vrlo brzo zagrijavanje do potrebne temperature.
5. Otporan na nagle skokove struje, što može dovesti samo do privremenog pada snage uređaja, ali ga uopće neće isključiti.
6. Lako se instalira.
7. Minimalne dimenzije i težina u usporedbi sa sličnim uređajima drugih vrsta, omogućuju im upotrebu u ograničenom prostoru privatne kuće ili ljetne vikendice.
8. Jednostavnost rada.
9. Ekološki prihvatljivost.

Minusi:

1. Povećani zahtjevi za kvalitetom vode u krugu, budući da stvaranje kamenca ili nedovoljna količina soli u njemu može značajno smanjiti njegovu vodljivost, a time i snagu cijelog sustava grijanja.
2. Kao hranu koristi samo izmjeničnu struju iz mreže, jer istosmjerna struja uzrokuje elektrolizu vode, što znači da u slučaju nestanka struje neće raditi, jer se ne može napajati iz baterije.
3. Standardi električne sigurnosti obavezno zahtijevaju uzemljenje, jer je u slučaju sloma izolacije šansa za strujni udar mnogo veća od one kod uređaja za grijanje.
4. Zagrijavanje rashladne tekućine na temperaturu veću od 75 stupnjeva negativno utječe na njegovu učinkovitost i u tom slučaju počinje trošiti prekomjernu električnu energiju.
5. Zrak zarobljen u komori za elektrode, može poslužiti kao katalizator korozivnih procesa u njemu, značajno smanjujući životni vijek opreme.
6. Voda iz jednokružnog sustava neprikladan za kućnu upotrebu, jer je zasićen slobodnim ionima.
7. Za tehnički ispravan rad potrebno je određeno znanje iz elektrotehnike da bi se pomoglo utvrditi i kontrolirati optimalna vrijednost električne vodljivosti vode u krugu tijekom njezina rada.