Revizuirea cazanelor ionice – încălzim apa cu curent electric

Conținutul articolului

• Istoricul și principiul funcționării cazanului cu ion (electrod)
• Caracteristicile cazanelor cu ion (electrod)
• Dispozitiv și instalarea unui cazan cu electrod
• Cazan cu ioni – prețuri și producători
• La sfarsit

În acest articol: un cazan cu electrod – creierul întreprinderilor de apărare; cum funcționează un cazan ionic; este posibilă încălzirea apei fără o sursă de căldură; rezistență ohmică mai mică – se adaugă sare în apă; pro și contra boilerelor cu ioni; dispozitiv de cazan cu electrozi; modul de instalare a cazanului electrodului; care dispozitive de încălzire pot fi utilizate într-un circuit cu un cazan ionic și care nu; producători și prețuri; la final – nuanțele instalării cazanelor cu ioni.

Câte modalități de a vă încălzi casa cu electricitate cunoașteți? Cel mai adesea, vine în minte un cazan cu element de încălzire a apei – având o rezistență ridicată, firul nichrom din interiorul unui astfel de element de încălzire se încălzește, transferând căldura în materialul de umplere a tubului, apoi către carcasa metalică și, în final, la apă. De ce să nu simplificați sarcina și să încălziți lichidul de răcire fără a trece printr-un intermediar, deoarece puteți face acest lucru folosind electrozi primitivi de la două lame de ras, conectând firele la ele și conectându-le la sursa de alimentare? Din această logică au pornit creatorii primelor modele de cazane cu ioni (electrod), dezvoltate inițial pentru nevoile Marinei URSS..

Istoricul și principiul funcționării cazanului cu ion (electrod)

Acest tip de cazane de încălzire a fost creat la mijlocul secolului trecut de către întreprinderile complexului de apărare pentru nevoile flotei de submarine a URSS, în special pentru încălzirea compartimentelor submarinelor cu motoare diesel. Cazanul cu electrozi a respectat în totalitate condițiile pentru comandarea submarinelor – avea dimensiuni extrem de mici pentru cazanele de încălzire convenționale, nu avea nevoie de capotă de evacuare, nu crea zgomot în timpul funcționării, încălzește eficient lichidul de răcire, care era cel mai potrivit pentru apa de mare obișnuită..

Până în anii 90, comenzile pentru industria de apărare au scăzut brusc în volum, odată cu aceasta, nevoile marinei pentru cazanele cu ioni au fost reduse la zero. Prima versiune „civilă” a cazanului cu electrod a fost creată de inginerii A.P. Ilyin și D.N. Kunkov, care a primit brevetul corespunzător pentru invenția lor în 1995.

Principiul de funcționare al cazanului cu ioni se bazează pe interacțiunea directă a lichidului de răcire, care ocupă spațiul dintre anod și catod, cu un curent electric. Trecerea unui curent electric prin lichidul de răcire determină o mișcare haotică de ioni pozitivi și negativi: prima mișcare spre un electrod încărcat negativ; al doilea – la încărcat pozitiv. Mișcarea constantă a ionilor într-un mediu care rezistă la această mișcare determină o încălzire rapidă a lichidului de răcire, care este în special facilitat de schimbarea rolurilor la electrozi – în fiecare secundă polaritatea lor se schimbă de 50 de ori, adică. fiecare dintre electrozi într-o secundă va fi anodul de 25 de ori și catodul de 25 de ori, deoarece sunt conectați la o sursă de 50 Hz AC. Trebuie remarcat faptul că este precis o schimbare de sarcină frecventă la electrozi, care nu permite apei să se descompună în oxigen și hidrogen – este necesară un curent electric constant pentru electroliză. Pe măsură ce temperatura crește în cazan, presiunea crește, determinând circulația lichidului de răcire de-a lungul circuitului de încălzire.

Astfel, electrozii instalați în rezervorul cazanului cu ioni nu participă direct la încălzirea apei și nu se încălzesc singuri – ioni încărcați pozitiv și negativ, împărțiți sub influența curentului electric din moleculele de apă, sunt responsabili de creșterea temperaturii apei..

O condiție importantă pentru funcționarea eficientă a unui cazan ionic este prezența unei rezistențe ohmice a apei la un nivel de cel mult 3000 Ohm la 15 ° C, pentru care acest lichid de răcire trebuie să conțină o anumită cantitate de săruri – inițial, cazanele cu electrozi au fost create sub apa de mare. Adică, dacă turnați apă distilată în sistemul de încălzire și încercați să o încălziți cu un cazan cu ioni, nu va exista încălzire, deoarece nu există săruri în astfel de apă, ceea ce înseamnă că nu va exista circuit electric între electrozi.

Caracteristicile cazanelor cu ion (electrod)

Deținând caracteristicile pozitive inerente cazanelor electrice, acest tip de boilere are, de asemenea, un număr propriu. Voi nota toate avantajele:

• eficiență ridicată, aproape de 100% (cu toate acestea, orice încălzitor electric are o eficiență de cel puțin 96%);
• dimensiuni extrem de mici, cu putere mare, în comparație cu alte cazane;
• nu este necesar un coș de fum;
• capabil să ridice independent presiunea în circuitul de încălzire;
• spre deosebire de cazanele cu elemente de încălzire, nu există pericolul de accident la un nivel insuficient al lichidului de răcire din rezervorul cazanului – lipsa lichidului de răcire nu va duce la terminarea funcționării cazanului, deoarece nu va exista circuit electric între electrozi;
• o inerție extrem de scăzută vă permite să controlați în mod eficient condițiile de temperatură în timpul funcționării cazanului, utilizând automatizarea, prin urmare, se obține cea mai mică operare cu energie a sistemului de încălzire – temperatura din încăperile încălzite va fi întotdeauna la nivelul stabilit pentru regulatorul automat;
• căderile de tensiune în rețeaua electrică nu dăunează cazanului de ioni – numai puterea sa se schimbă, lucrarea nu se oprește;
• instalarea ca sursă suplimentară de energie termică, este permisă instalarea mai multor cazane ionice în același timp;
• nu există absolut niciun impact negativ asupra mediului.

Contra de la cazanul electrodului:

• consumă doar curent alternativ, cu curent continuu se va produce electroliza apei;
• cerințe ridicate pentru caracteristicile electrolitice ale lichidului de răcire, atunci când se schimbă, calitatea muncii (producția de căldură) scade brusc. Este necesar să controlați conductivitatea electrică a lichidului de răcire;
• necesită împământare obligatorie (cu toate acestea, ca orice dispozitiv de încălzire cu încălzitor de apă). În același timp, riscurile de electrocutare în caz de izolare a izolației sunt mai mari decât cele ale elementelor de încălzire;
• temperatura de încălzire a lichidului de răcire nu trebuie să depășească 75 ° C, altfel consumul de energie al cazanului va crește serios;
• formarea scării pe electrozi reduce puterea cazanului, deoarece împiedică ionizarea lichidului de răcire;
• cerințe ridicate pentru caracteristicile de calitate ale dispozitivelor de încălzire;
• necesitatea dotării sistemului de încălzire cu o pompă de circulație;
• uzura electrozilor cauzată de tensiunea alternativă, necesitând înlocuirea periodică;
• într-un circuit de încălzire cu aer condiționat care conține un electrolit de răcire, procesele de coroziune vor fi accelerate de multe ori;
• într-un sistem cu un singur circuit, utilizarea apei încălzite pentru nevoile menajere este inacceptabilă;
• lucrările de punere în funcțiune necesită implicarea specialiștilor – este aproape imposibil să scădem independent rezistența ohmică a apei cu o creștere a conductivității acesteia la nivelul optim;
• conductivitatea electrică a lichidului de răcire se schimbă în timpul funcționării, este necesar să îl controlați și, prin urmare, să aveți cunoștințele și echipamentele corespunzătoare.

Dispozitiv și instalarea unui cazan cu electrod

Are un design destul de simplu, în care se acordă o atenție deosebită protecției împotriva scurgerilor electrice: o țeavă de oțel desenată solid ca un corp, deasupra acesteia este acoperită cu un strat izolant electric de poliamidă; conducte de intrare și ieșire a lichidului de răcire; terminale pentru alimentarea carcasei și la sol; un electrod special din aliaj (cazanele trifazate sunt echipate cu trei electrozi), izolate cu piulițe din poliamidă; izolare suplimentară cu garnituri de cauciuc la conectori.

În exterior, un cazan cu ioni de uz casnic are o formă cilindrică, diametrul său nu depășește de obicei 320 mm, lungimea – 600 mm și greutatea – 12 kg. Cea mai mică putere – 2 kW (pentru încălzirea în spațiu aproximativ 80 m³), maxim – 50 kW (încălzirea în spațiu aproximativ 1600 m.)³). Cazanele monofazate au o capacitate de la 2 la 6 kW, trifazate – de la 9 la 50 kW. Consumul de energie al cazanului atinge nivelul nominal (capacitatea declarată de producător în kilowati) atunci când temperatura din interiorul acesteia atinge 75 ° C – la temperaturi mai scăzute, consumul de energie este mai mic, deoarece conductivitatea curentă este mai mică într-un lichid de răcire mai rece. Trebuie menționat că temperatura de 75 ° C este optimă pentru cazanele cu ioni, deoarece odată cu dezvoltarea unei temperaturi mai ridicate, consumul de energie al cazanelor va depăși cel menționat în fișa tehnică..

Cazanul cu electrod este inclus un sistem de control automat (controler), care include un termostat electronic, o protecție automată împotriva supratensiunilor la rețea și o unitate de pornire. Unele modele de controlere permit atât controlul direct, cât și telecomanda prin canale GSM. Controlerul este cel care asigură economiile de energie electrică declarate de producătorii de cazane cu ioni – spre deosebire de apa de încălzire cu ajutorul elementelor de încălzire, încălzirea cu electrozi vă permite să schimbați temperatura lichidului de răcire într-un timp mai scurt, deoarece are inerție scăzută.

Într-un sistem de încălzire deschis, cu circulație naturală a lichidului de răcire, acesta din urmă deplasează conductele din cauza expansiunii termice și a presiunii din boilerul cu ioni, intră în calorifere și se răcește, apoi revine prin conducta de retur în cazan, unde se încălzește și repetă din nou ciclul. Sistemul de încălzire închis este echipat suplimentar cu un expansom-rezervomat de expansiune și o pompă de circulație necesară în faza inițială de încălzire a lichidului de răcire..

Atunci când instalați un cazan cu electrozi, o cerință obligatorie este să dotați circuitul de încălzire în punctul său cel mai înalt cu un grup de siguranță – o aerisire automată, un manometru, o supapă explozivă (siguranță în spate). În sistemele deschise, supapele de comandă sau de închidere trebuie instalate numai după rezervorul de expansiune, adică. secțiunea de țeavă dintre orificiul de ieșire a cazanului și până la rezervorul de expansiune nu trebuie să conțină nicio supapă de închidere! În sistemele de tip închis, robinetele de închidere sunt instalate pe o secțiune a conductei după rezervorul de expansiune și înainte de intrarea în cazan. Dacă, însă, imediat după ieșirea din cazan, este instalat un grup de siguranță, atunci supapele de închidere pot fi instalate înaintea expansomatului – în acest caz, rezervorul de expansiune trebuie instalat în secțiunea de retur.

Cazanele ionice de orice model sunt instalate în sistemul de încălzire strict vertical, cu fixare proprie pe perete. Primele conducte de 1200 mm la alimentarea cu lichid de răcire la cazan sunt realizate dintr-o țeavă ne-galvanizată din metal, apoi este permisă utilizarea țevilor din metal-plastic.

Împământarea fiabilă a cazanului cu ioni este imperativă, deoarece în cazul unei scurgeri de curenți, această problemă nu poate fi rezolvată folosind un RCD. Firul de cupru de împământare trebuie să aibă o secțiune transversală de 4 până la 6 mm, rezistența sa nu trebuie să depășească 4 ohmi – conductorul este conectat la borna zero situată în partea inferioară a corpului cazanului. Pământul trebuie să îndeplinească cerințele PUE.

În mod ideal, este planificată instalarea unui cazan cu electrod într-un nou sistem de încălzire, spălat în prealabil cu apă curată. Când introduceți un cazan într-un circuit existent, acesta trebuie curățat complet cu apă cu agenți speciali adăugați la acesta – lista și proporțiile acestora sunt descrise în pașaportul tehnic pentru cazan, fiecare producător insistă asupra utilizării anumitor inhibitori. Dacă această condiție nu este îndeplinită, depozitele de sare (scara) vor interfera cu reglarea fină a rezistenței ohmice a lichidului de răcire..

Atunci când alegeți radiatoare de încălzire pentru un sistem cu un cazan ionic, acordați o atenție deosebită consumului lor de lichid de răcire în litri – trebuie să aflați câți litri consumă un radiator, apoi calculați deplasarea totală în funcție de numărul necesar de calorifere. Trebuie menționat faptul că dispozitivele de încălzire mai ales spațioase nu sunt potrivite, deoarece Un astfel de sistem de încălzire va consuma mai mult de 10 litri de lichid de răcire pe kilowatt din capacitatea instalată a cazanului, ceea ce îl va forța să funcționeze non-stop, iar acest lucru nu este profitabil din punctul de vedere al consumului de energie electrică. În mod ideal, deplasarea totală a sistemului de încălzire ar trebui să fie de aproximativ 8 litri pe kilowatt de putere..

Conform materialului de fabricație, caloriferele bimetalice și aluminiu sunt cele mai potrivite pentru sistemele de încălzire cu un cazan cu electrod. Atunci când alegeți dispozitivele de încălzire din aluminiu, un criteriu important este originea aluminiului – fie că este primar (adică obținut din materiale naturale – bauxită, alunit, nefinină etc.) sau secundar, remeltat din materiale reciclate. Problema este că caloriferele mai ieftine din aluminiu secundar sunt fabricate dintr-un aliaj cu un conținut ridicat de impurități care cresc rezistența ohmică a lichidului de răcire..

În sistemele de încălzire deschise, ar fi corect să instalați dispozitive de încălzire din aluminiu cu un strat de polimer intern care reduce coroziunea; în sistemele închise nu sunt necesare astfel de radiatoare – procesele de coroziune sunt activate atunci când există aer în volumul lichidului de răcire. conținutul său de sare nu provoacă coroziune.

Radiatoarele din fontă pentru sistemele de încălzire cu încălzirea lichidului de răcire dintr-un cazan cu electrod sunt cele mai puțin potrivite, deoarece acestea sunt puternic contaminate din interior, iar particulele de murdărie vor afecta conductivitatea curentă. În plus, caloriferele din fontă consumă o cantitate semnificativă de lichid de răcire, care poate depăși capacitatea instalată a acestui model de cazan cu ioni – modelele sale mai puternice vor fi necesare. Producătorii de cazane cu electrozi permit utilizarea caloriferelor din fontă, sub rezerva următoarelor condiții: sunt produse conform standardului european (adică, în Turcia sau Cehoslovacia); pe linia de întoarcere, înainte de a intra în cazan, colectorii de noroi (prizele de nămol) și filtrele grosiere sunt instalate în conductă.

Cazan cu ioni – prețuri și producători

Cazanele de electrozi ale următorilor producători sunt reprezentate în Rusia și în țările CSI – firma „Caută„ Galan ”CJSC din Rusia (marca cu același nume), LLC Letoniei„ Stafor EKO ”(același brand) și ucraineanul SPD-FO Goncharenko O.A. (marca „EOU” (instalație de încălzire cu economie de energie)).

Costul unei centrale cu electrozi depinde de puterea sa – un cazan cu o capacitate de 2 kW va costa cumpărătorul în medie 3000 de ruble. Trebuie avut în vedere faptul că setul de automatizări necesare este vândut, de regulă, separat – costul său va fi de aproximativ 6500 de ruble, adică. de două ori mai scump decât centrala în sine.

Perioada de garanție pentru un cazan cu electrod, în funcție de producător, variază de la un an la doi ani. Durata medie de funcționare a acestor cazane este de aproximativ 10 ani, sub rezerva respectării cerințelor operaționale pentru lichidul de răcire și înlocuirea la timp a electrozilor (aproximativ la fiecare 2-4 ani).

La sfarsit

La crearea unui sistem de încălzire bazat pe încălzirea lichidului de răcire dintr-un cazan cu electrod, trebuie să se respecte următoarele nuanțe:

• consumul de energie electrică al cazanului este semnificativ mai mare dacă este instalat într-un circuit de încălzire utilizat anterior. Este mai bine să instalați boilerul cu ioni într-un circuit special creat pentru acesta;
• atunci când folosiți antigel ca lichid de răcire, trebuie acordată o atenție specială conexiunilor detașabile, deoarece fluiditatea acestuia este mai mare decât cea a apei;
• toate conductele care formează circuitul de încălzire trebuie să fie învelite cu un strat de izolație termică – această măsură va facilita sarcina cazanului de a atinge modul de funcționare optim;
• dacă grupurile de radiatoare de încălzire sunt amplasate la diferite niveluri (podele) ale clădirii, atunci va fi mai eficient, deși mai puțin profitabil din punct de vedere economic, instalarea cazanelor ionice independente de puterea necesară pentru fiecare grup.

Cazanele ionice (cu electrod) nu sunt potrivite pentru sisteme de încălzire precum „podea caldă” sau „plinta caldă”, deoarece temperatura lichidului de răcire care circulă în ele nu trebuie să depășească 45 ° C – cazanul nu va putea atinge temperatura de funcționare necesară.

Intrări similare:

1. Scheme de conducte de încălzire a cazanelor pentru diferite tipuri de circulație și circuite Conținutul articolului Conectarea cazanului la surse de alimentare Cazane cu un singur circuit și cu dublu circuit Schema conductelor cazanului cu circulație naturală Schema conductelor cazanului cu circulație forțată Sistem de...
2. Cum să creezi o casă din camera cazanelor: un masterclass de la arhitecta americană Christie Azevedo Ea a proiectat transformarea unei cazangerii vechi și nefolosite, iar odată terminate lucrările, structura ultra-compactă a devenit o casă de oaspeți cu aspect plăcut. Deoarece site-ul în sine are o amprentă...
3. Revizuirea materialelor moderne pentru instalarea conductelor de apă Conținutul articolului Țevi din plastic armat Armături de compresie Fitinguri de presă Fitinguri sudate Fitinguri împingeți Țevi și fitinguri din plastic Țevi din oțel Fitinguri pentru țevi de oțel Robinete de...
4. Iaz, cascadă, curent pe site – 26 de idei originale Un loc pentru un iaz artificial poate fi găsit chiar și într-o cabană mică de vară. La alegerea locației rezervorului, principalul lucru de reținut este că comunicările vor trebui efectuate către...

Citește mai mult  Alarmați-vă pentru căsuțele de casă și de vară