Recenzia iónových kotlov – ohrievame vodu elektrickým prúdom

Obsah článku

• História a princíp činnosti iónového (elektródového) kotla
• Vlastnosti iónových (elektródových) kotlov
• Zariadenie a inštalácia elektródového kotla
• Iónový kotol – ceny a výrobcovia
• Nakoniec

V tomto článku: elektródový kotol – hlavná myšlienka obranných podnikov; ako funguje iónový kotol; je možné ohrievať vodu bez zdroja tepla; nižší ohmický odpor – pridajte soľ do vody; klady a zápory iónových kotlov; elektródové kotlové zariadenie; ako správne nainštalovať elektródový kotol; ktoré vykurovacie zariadenia možno použiť v okruhu s iónovým kotlom a ktoré nie; výrobcovia a ceny; na konci – nuansy inštalácie iónových kotlov.

Koľko spôsobov viete vykurovať dom elektrinou? Najčastejšie prichádza na myseľ kotol s ohrievačom vody – s vysokým odporom sa nichrómové vlákno vo vnútri takéhoto ohrievača zahrieva, prenáša teplo do plniva trubice, potom do kovového obalu a nakoniec do vody. Prečo nie zjednodušiť úlohu a nevykurovať chladivo bez toho, aby ste prešli sprostredkovateľom, pretože to môžete urobiť pomocou primitívnych elektród z dvoch čepelí žiletky, pripojením káblov k nim a pripojením k napájaniu? Z tejto logiky tvorcovia prvých modelov iónových (elektródových) bojlerov, pôvodne vyvinutých pre potreby námorníctva ZSSR, postupovali.

História a princíp činnosti iónového (elektródového) kotla

Tento typ vykurovacích kotlov bol vytvorený v polovici minulého storočia podnikmi obranného komplexu pre potreby podmorskej flotily ZSSR, najmä na vykurovanie priestorov ponoriek dieselovými motormi. Elektródový kotol úplne vyhovoval podmienkam na objednávanie ponoriek – mal extrémne malé rozmery pre konvenčné vykurovacie kotly, nepotreboval odsávací kryt, nevytváral hluk počas prevádzky, účinne ohrieval chladivo, ktoré bolo najvhodnejšie pre obyčajnú morskú vodu..

V 90-tych rokoch došlo k výraznému zníženiu objemu objednávok pre obranný priemysel, čo viedlo k zníženiu potrieb námorníctva pre iónové kotly na nulu. Prvú „civilnú“ verziu elektródového kotla vytvorili inžinieri A.P. Ilyin a D.N. Kunkov, ktorý získal zodpovedajúci patent na svoj vynález v roku 1995.

Princíp činnosti iónového kotla je založený na priamej interakcii chladiva, ktoré zaberá priestor medzi anódou a katódou, elektrickým prúdom. Priechod elektrického prúdu chladivom spôsobuje chaotický pohyb kladných a záporných iónov: prvý sa pohybuje smerom k záporne nabitej elektróde; druhý – kladne nabitý. Konštantný pohyb iónov v médiu, ktoré tomuto pohybu bráni, spôsobuje rýchle zahriatie chladiacej kvapaliny, čo je obzvlášť uľahčené zmenou rolí na elektródach – každú sekundu sa ich polarita mení 50-krát, t.j. každá z elektród v priebehu jednej sekundy bude 25-krát anódou a 25-krát katódou, pretože sú spojené so zdrojom striedavého prúdu 50 Hz. Je potrebné poznamenať, že práve to je častá zmena náboja na elektródach, ktorá neumožňuje rozklad vody na kyslík a vodík – na elektrolýzu je potrebný konštantný elektrický prúd. Keď teplota v kotli stúpa, tlak stúpa a spôsobuje cirkuláciu chladiaceho média cez vykurovací okruh.

Elektródy inštalované v nádrži iónového kotla sa teda priamo nezúčastňujú na ohreve vody a samy sa nezahrievajú – za zvýšenie teploty vody sú zodpovedné pozitívne a negatívne nabité ióny, rozdelené pod vplyvom elektrického prúdu z molekúl vody..

Dôležitou podmienkou pre efektívnu prevádzku iónového kotla je prítomnosť ohmického odporu vody pri hladine maximálne 3 000 Ohmov pri 15 ° C, pre ktorú musí toto chladivo obsahovať určité množstvo solí – spočiatku boli pod morskou vodou vytvorené elektródové kotly. To znamená, že ak nalejete destilovanú vodu do vykurovacieho systému a pokúsite sa ju ohriať pomocou iónového kotla, nedôjde k zahrievaniu, pretože v takejto vode nie sú žiadne soli, čo znamená, že medzi elektródami nebude elektrický obvod..

Vlastnosti iónových (elektródových) kotlov

Tento typ kotlov má pozitívne vlastnosti, ktoré sú vlastné elektrickým kotlom, a má aj niekoľko vlastných. Poznamenám všetky výhody:

• vysoká účinnosť, takmer 100% (akýkoľvek elektrický ohrievač má však účinnosť najmenej 96%);
• extrémne malé rozmery s vysokým výkonom v porovnaní s inými kotlami;
• nevyžaduje sa žiadny komín;
• schopné nezávisle zvýšiť tlak vo vykurovacom okruhu;
• na rozdiel od kotlov s vyhrievacími prvkami nehrozí nebezpečenstvo nehody pri nedostatočnej hladine chladiva v nádrži kotla – nedostatok chladiva povedie iba k ukončeniu činnosti kotla, pretože medzi elektródami nebude elektrický obvod;
• extrémne nízka zotrvačnosť umožňuje efektívne regulovať teplotné podmienky počas prevádzky kotla pomocou automatizácie, čím sa dosiahne najmenej energeticky náročná prevádzka vykurovacieho systému – teplota vo vykurovaných miestnostiach bude vždy na úrovni nastavenej na automatický regulátor;
• poklesy napätia v rozvodnej sieti nepoškodzujú iónový kotol – iba zmeny jeho výkonu, práca nekončí;
• inštalácia ako dodatočný zdroj tepelnej energie, je povolená inštalácia viacerých iónových kotlov súčasne;
• neexistuje absolútne žiadny negatívny vplyv na životné prostredie.

Nevýhody elektródového kotla:

• spotrebováva iba striedavý prúd, pričom dochádza k elektrolýze vody jednosmerným prúdom;
• vysoké požiadavky na elektrolytické vlastnosti chladiva, keď sa menia, kvalita práce (výroba tepla) prudko klesá. Vyžaduje sa kontrola elektrickej vodivosti chladiva;
• vyžaduje povinné uzemnenie (rovnako ako akékoľvek vykurovacie zariadenie s ohrievačom vody). Riziko úrazu elektrickým prúdom v prípade poruchy izolácie je zároveň vyššie ako riziko vykurovacích telies;
• teplota ohrevu chladiacej kvapaliny by nemala prekročiť 75 ° C, inak dôjde k značnému zvýšeniu spotreby energie kotla;
• tvorba vodného kameňa na elektródach znižuje výkon kotla, pretože bráni ionizácii chladiva;
• vysoké požiadavky na kvalitatívne charakteristiky vykurovacích zariadení;
• potreba vybaviť vykurovací systém obehovým čerpadlom;
• opotrebenie elektród spôsobených striedavým napätím, ktoré si vyžaduje pravidelnú výmenu;
• v klimatizovanom vykurovacom okruhu obsahujúcom chladiaci elektrolyt sa korózne procesy mnohokrát urýchlia;
• v jednookruhovom systéme je použitie ohriatej vody pre domáce potreby neprijateľné;
• uvedenie do prevádzky si vyžaduje zapojenie odborníkov – je takmer nemožné nezávisle znížiť ohmický odpor vody so zvýšením jeho vodivosti na optimálnu úroveň;
• elektrická vodivosť chladiaceho média sa počas prevádzky mení, je potrebné ju kontrolovať, a preto musí mať príslušné znalosti a vybavenie.

Zariadenie a inštalácia elektródového kotla

Má pomerne jednoduchú konštrukciu, v ktorej sa osobitná pozornosť venuje ochrane pred elektrickým únikom: oceľová rúrka ťahaná tuhou hmotou ako teleso, na jej vrchnej strane je pokrytá elektrickou izolačnou vrstvou z polyamidu; vstupné a výstupné potrubia chladiacej kvapaliny; terminály pre napájanie puzdra a zeme; špeciálna legovaná elektróda (trojfázové kotly sú vybavené tromi elektródami), izolované polyamidovými maticami; dodatočná izolácia s gumovými tesneniami na konektoroch.

Navonok má domáci iónový kotol valcový tvar, jeho priemer obvykle nepresahuje 320 mm, dĺžka – 600 mm a hmotnosť – 12 kg. Najmenší výkon – 2 kW (na vykurovanie miestností asi 80 m³), maximálne – 50 kW (vykurovanie miestností asi 1600 m³). Jednofázové kotly majú kapacitu 2 až 6 kW, trojfázové kotly od 9 do 50 kW. Spotreba energie kotla dosiahne nominálnu úroveň (výkon deklarovaný výrobcom v kilowattoch), keď teplota vo vnútri dosiahne 75 ° C – pri nižších teplotách je spotreba energie nižšia, pretože prúdová vodivosť je nižšia v chladnejšom nosiči tepla. Je potrebné poznamenať, že teplota 75 ° C je optimálna pre iónové kotly, pretože pri vývoji vyššej teploty spotreba energie kotlov prekročí spotrebu uvedenú v údajovom liste..

Súčasťou elektródového kotla je automatický regulačný systém (regulátor), ktorý obsahuje elektronický termostat, automatickú ochranu proti prepätiu v sieti a štartovaciu jednotku. Niektoré modely radičov umožňujú priame aj diaľkové ovládanie prostredníctvom kanálov gsm. Je to regulátor, ktorý poskytuje úspory energie deklarované výrobcami iónových kotlov – na rozdiel od vykurovacej vody využívajúcej vykurovacie telesá, elektródové vykurovanie vám umožňuje zmeniť teplotu chladiacej kvapaliny v kratšom čase, pretože má nízku zotrvačnosť.

V otvorenom vykurovacom systéme s prirodzenou cirkuláciou chladiva sa chladivo pohybuje v dôsledku tepelnej rozťažnosti a tlaku v iónovom kotli nahor, vstupuje do radiátorov a ochladzuje sa, potom sa vracia späť cez spätné potrubie do kotla, kde sa ohrieva a opakuje cyklus znova. Uzatvorený vykurovací systém je dodatočne vybavený expanznou nádržou – expanzná nádoba a obehové čerpadlo, ktoré je potrebné v počiatočnej fáze ohrievania chladiacej kvapaliny..

Pri inštalácii elektródového kotla je povinnou požiadavkou vybaviť vykurovací okruh v jeho najvyššom bode bezpečnostnou skupinou – automatickým odvzdušňovaním, tlakomerom, výbušným (bezpečnostným) ventilom. V otvorených systémoch by sa regulačné alebo uzatváracie ventily mali inštalovať až po expanznej nádrži, t. časť potrubia medzi výstupom z kotla a do expanznej nádrže nesmie obsahovať žiadne uzatváracie ventily! V uzavretých systémoch sa uzatváracie ventily inštalujú na časť potrubia po expanznej nádrži a pred vstupom do kotla. Ak je však ihneď po opustení kotla nainštalovaná bezpečnostná skupina, je možné pred expanzným ventilom namontovať uzatváracie ventily – v tomto prípade musí byť expanzná nádrž nainštalovaná v spiatočnej sekcii..

Iónové kotly akéhokoľvek modelu sú inštalované vo vykurovacom systéme striktne vertikálne, s vlastným pripevnením k stene. Prvých 1 200 mm potrubia na prívode chladiva do kotla sú vyrobené z kovového pozinkovaného potrubia, potom je povolené použitie rúr z kovového plastu..

Spoľahlivé uzemnenie iónového kotla je nevyhnutné, pretože v prípade úniku prúdov sa tento problém nedá vyriešiť pomocou RCD. Uzemňovací medený drôt musí mať prierez 4 až 6 mm, jeho odpor nesmie byť väčší ako 4 ohmy – vodič je pripojený k nulovej svorke umiestnenej v dolnej časti telesa kotla. Uzemnenie musí spĺňať požiadavky PUE.

V ideálnom prípade sa plánuje inštalácia elektródového kotla do nového vykurovacieho systému, ktorý je predpraný čistou vodou. Pri vkladaní kotla do existujúceho okruhu musí byť dôkladne prepláchnutý vodou so špeciálnymi prísadami – ich zoznam a proporcie sú popísané v technickom liste pre kotol, každý výrobca trvá na použití určitých inhibítorov. Ak táto podmienka nie je splnená, usadeniny soli (stupnica) budú rušiť presné nastavenie ohmického odporu chladiacej kvapaliny..

Pri výbere vykurovacích telies pre systém s iónovým kotlom venujte zvýšenú pozornosť ich spotrebe chladiacej látky v litroch – musíte zistiť, koľko litrov spotrebuje jeden radiátor, a potom vypočítajte celkový objem na základe požadovaného počtu radiátorov. Je potrebné poznamenať, že najmä priestranné vykurovacie zariadenia nie sú vhodné, pretože takýto vykurovací systém spotrebuje viac ako 10 litrov chladiva na kilowatt inštalovaného výkonu kotla, čo ho núti pracovať nepretržite, a to nie je z hľadiska spotreby elektrickej energie výhodné. V ideálnom prípade by celkový výtlak vykurovacieho systému mal byť asi 8 litrov na kilowatt energie..

Podľa materiálu výroby sú bimetalické a hliníkové radiátory najvhodnejšie pre vykurovacie systémy s elektródovým kotlom. Pri výbere zariadení na ohrievanie hliníka je dôležitým kritériom pôvod hliníka – či už je primárny (t. J. Získaný z prírodných materiálov – bauxit, alunit, nefelín, atď.) Alebo sekundárny, pretavený z recyklovaných materiálov. Problém je v tom, že lacnejšie sekundárne hliníkové radiátory sú vyrobené zo zliatiny s vysokým obsahom nečistôt, ktoré zvyšujú ohmický odpor chladiva..

V otvorených vykurovacích systémoch bude správne inštalovať vykurovacie zariadenia vyrobené z hliníka s vnútorným polymérnym povlakom, ktorý znižuje koróziu, v uzavretých systémoch takéto radiátory nie sú potrebné – korózne procesy sa aktivujú, keď je v objeme chladiacej kvapaliny vzduch, t.j. jeho obsah soli nespôsobuje koróziu.

Liatinové radiátory pre vykurovacie systémy s ohrevom chladiva z elektródového kotla sú najmenej vhodné, pretože sú silne znečistené zvnútra a častice nečistôt ovplyvnia vodivosť prúdu. Okrem toho liatinové radiátory spotrebujú značné množstvo chladiva, ktoré môže prekročiť inštalovanú kapacitu tohto modelu iónových kotlov – budú potrebné jeho výkonnejšie modely. Výrobcovia elektródových kotlov umožňujú použitie liatinových radiátorov za nasledujúcich podmienok: vyrábajú sa podľa európskej normy (t. J. V Turecku alebo Československu); na spätnom potrubí pred vstupom do kotla sú v potrubí nainštalované nádrže na zachytávanie kalu (zachytávače kalu) a hrubé filtre.

Iónový kotol – ceny a výrobcovia

Elektródové kotly nasledujúcich výrobcov sú prezentované v Rusku a krajinách SNŠ – ruskej spoločnosti CJSC „Firma“ Galan „(rovnaká značka), lotyšskej LLC“ Stafor EKO „(rovnaká značka) a ukrajinskej spoločnosti SPD-FO Goncharenko O.A. (značka „EOU“ (energeticky úsporné vykurovacie zariadenie)).

Cena elektródového kotla závisí od jeho výkonu – kotol s kapacitou 2 kW bude stáť kupujúceho v priemere 3 000 rubľov. Malo by sa pamätať na to, že sada nevyhnutnej automatizácie sa spravidla predáva samostatne – jej náklady budú približne 6500 rubľov, t. dvakrát drahšie ako samotný kotol.

Záručná doba pre elektródový kotol sa v závislosti od výrobcu pohybuje od jedného roka do dvoch rokov. Priemerná životnosť takýchto kotlov je asi 10 rokov, pokiaľ sú dodržané prevádzkové požiadavky na chladivo a včasná výmena elektród (približne každé 2 až 4 roky)..

Nakoniec

Pri vytváraní vykurovacieho systému založeného na ohreve chladiacej kvapaliny z elektródového kotla je potrebné dodržiavať nasledujúce nuansy:

• spotreba elektrickej energie kotla je výrazne vyššia, ak je nainštalovaný v predtým používanom vykurovacom okruhu. Je lepšie nainštalovať iónový kotol do okruhu špeciálne vytvoreného pre tento účel;
• pri použití nemrznúcej zmesi ako chladiacej kvapaliny by sa osobitná pozornosť mala venovať odpojiteľným spojom, pretože jej tekutosť je vyššia ako tekutosť vody;
• všetky potrubia, ktoré tvoria vykurovací okruh, by mali byť obalené vrstvou tepelnej izolácie – toto opatrenie uľahčí úlohu kotla dosiahnuť optimálny prevádzkový režim;
• ak sú skupiny vykurovacích telies umiestnené na rôznych úrovniach (podlahách) budovy, potom bude efektívnejšie, aj keď menej hospodárne, inštalovať nezávislé iónové kotly s požadovaným výkonom pre každú skupinu..

Iónové (elektródové) kotly nie sú vhodné pre vykurovacie systémy ako „teplá podlaha“ alebo „teplý podstavec“, pretože teplota chladiacej kvapaliny v nich by nemala prekročiť 45 ° С – kotol nebude schopný dosiahnuť požadovanú prevádzkovú teplotu.