Joninių katilų apžvalga – mes šildome vandenį elektros srove

Šiame straipsnyje: elektrodo katilas – gynybos įmonių smegenys; kaip veikia joninis katilas; ar įmanoma šildyti vandenį be šilumos šaltinio; mažesnis atsparumas omui – įpilkite druskos į vandenį; joninių katilų privalumai ir trūkumai; elektrodo katilo įtaisas; kaip tinkamai sumontuoti elektrodo katilą; kurie šildymo prietaisai gali būti naudojami grandinėje su jonų katilu ir kurie negali; gamintojai ir kainos; pabaigoje – joninių katilų įrengimo niuansai.

Ar žinote, kiek būdų šildyti namą elektra? Dažniausiai į galvą ateina katilas su vandens šildytuvu – turėdamas didelį pasipriešinimą, tokio šildytuvo viduje esantis nichromo siūlas įkaista, perduoda šilumą vamzdžio užpildui, tada metaliniam apvalkalui ir galiausiai vandeniui. Kodėl nesupaprastinus užduoties ir nešildžius aušinimo skysčio, nevažiuojant per tarpininką, nes tai galite padaryti naudodami primityvius elektrodus iš dviejų skustuvo mentių, jungdami laidus prie jų ir prijungdami prie maitinimo šaltinio? Būtent iš šios logikos ėmė formuotis pirmieji joninių (elektrodinių) katilų modeliai, iš pradžių sukurti SSRS karinio jūrų laivyno reikmėms..

Jonų (elektrodų) katilo istorija ir veikimo principas

Tokio tipo šildymo katilus praėjusio amžiaus viduryje sukūrė gynybos komplekso įmonės SSRS povandeninio laivyno reikmėms, ypač povandeninių laivų skyrių šildymui dyzeliniais varikliais. Elektrodo katilas visiškai atitiko povandeninių laivų užsakymo sąlygas – jis turėjo ypač mažus matmenis įprastiems šildymo katilams, jam nereikėjo išmetimo gaubto, darbo metu jis nekėlė triukšmo, efektyviai šildė aušinimo skystį, kuris buvo tinkamiausias įprastam jūros vandeniui..

Iki 90-ųjų dešimtmečio gynybos pramonei užsakymų skaičius smarkiai sumažėjo, be to, laivyno poreikis jonų katilams buvo sumažintas iki nulio. Pirmąją „civilinę“ elektrodo katilo versiją sukūrė inžinieriai A.P. Ilyinas ir D.N. Kunkovas, gavęs atitinkamą patentą už savo išradimą 1995 m.

Joninio katilo veikimo principas grindžiamas tiesiogine aušinimo skysčio, kuris užima vietą tarp anodo ir katodo, sąveika su elektros srove. Elektros srovės praleidimas per aušinimo skystį sukelia chaotišką teigiamų ir neigiamų jonų judėjimą: pirmieji juda link neigiamai įkrauto elektrodo; antrasis – į teigiamai įkrautą. Nuolatinis jonų judėjimas terpėje, kuri priešinasi šiam judėjimui, sukelia greitą aušinimo skysčio įkaitimą, kurį ypač palengvina vaidmenų pasikeitimas prie elektrodų – kas sekundę jų poliškumas keičiasi 50 kartų, t. kiekvienas elektrodas per vieną sekundę bus anodas 25 kartus, o katodas – 25 kartus, nes jie yra prijungti prie 50 Hz kintamos srovės šaltinio. Reikėtų pažymėti, kad būtent toks dažnas krūvis keičiant elektrodus neleidžia vandeniui skilti į deguonį ir vandenilį – elektrolizei reikalinga nuolatinė elektros srovė. Kylant temperatūrai katile, slėgis kyla, todėl aušinimo skystis cirkuliuoja per šildymo kontūrą.

Taigi jonų katilo rezervuare įtaisyti elektrodai tiesiogiai nedalyvauja vandens kaitinime ir patys nešildo – už vandens temperatūros padidėjimą atsakingi teigiamai ir neigiamai įkrauti jonai, suskaidyti veikiant elektros srovei iš vandens molekulių..

Svarbi efektyvaus joninio katilo eksploatavimo sąlyga yra ne didesnis kaip 3000 omų atsparumas vandeniui esant 15 ° C temperatūrai, kuriam esant šiame aušinimo skystyje turi būti tam tikras druskos kiekis – iš pradžių elektrodo katilai buvo kuriami po jūros vandeniu. T. y., Jei pilate distiliuotą vandenį į šildymo sistemą ir bandysite šildyti jonų katilu, šildymo nebus, nes tokiame vandenyje nėra druskos, vadinasi, tarp elektrodų nebus elektros grandinės..

Joninių (elektrodinių) katilų charakteristikos

Turėdamas teigiamų savybių, būdingų elektriniams katilams, šio tipo katilai taip pat turi nemažai savo. Pažymėsiu visus privalumus:

• didelis efektyvumas, beveik 100% (tačiau bet kurio elektrinio šildytuvo efektyvumas yra ne mažesnis kaip 96%);
• ypač maži matmenys, turintys didelę galią, palyginti su visais kitais katilais;
• nereikia dūmtraukio;
• gebanti savarankiškai padidinti slėgį šildymo kontūre;
• skirtingai nuo katilų su kaitinimo elementais, esant nepakankamam aušinimo skysčio kiekiui katilo bake nėra avarijos pavojaus – aušinimo skysčio trūkumas tik nutraukia katilo veikimą, nes tarp elektrodų nebus elektros grandinės;
• ypač mažas inertiškumas leidžia efektyviai valdyti temperatūros režimus katilo veikimo metu naudojant automatiką, todėl pasiekiamas mažiausiai energijos reikalaujantis šildymo sistemos veikimas – temperatūra šildomose patalpose visada bus tokio lygio, koks nustatytas automatiniam valdikliui;
• įtampos kritimai elektros tinkle nekenkia jonų katilui – keičiasi tik jo galia, darbas nesustoja;
• įrengimas kaip papildomas šiluminės energijos šaltinis, vienu metu leidžiama montuoti kelis jonų katilus;
• visiškai nėra jokio neigiamo poveikio aplinkai.

Elektrodo katilo trūkumai:

• vartoja tik kintamąją srovę, įvyks nuolatinė srovės vandens elektrolizė;
• aukšti reikalavimai aušinimo skysčio elektrolitinėms charakteristikoms; kai jie keičiasi, darbo (šilumos gamybos) kokybė smarkiai blogėja. Būtina kontroliuoti aušinimo skysčio elektrinį laidumą;
• reikalauja privalomo įžeminimo (tačiau, kaip ir bet kuris šildymo prietaisas su vandens šildytuvu). Tuo pačiu metu elektros smūgio rizika, sugedus izoliacijai, yra didesnė nei kaitinimo elementų;
• aušinimo skysčio šildymo temperatūra neturi viršyti 75 ° C, kitaip katilo energijos sąnaudos rimtai padidės;
• masto susidarymas ant elektrodų sumažina katilo galią, nes apsaugo nuo aušinimo skysčio jonizacijos;
• aukšti reikalavimai šildymo prietaisų kokybės charakteristikoms;
• poreikis aprūpinti šildymo sistemą cirkuliaciniu siurbliu;
• elektrodų nusidėvėjimas, kurį sukelia kintama įtampa, kurią reikia periodiškai pakeisti;
• šildymo kontūre su oro kondicionieriumi, kuriame yra aušinimo skysčio-elektrolito, korozijos procesai daug kartų paspartės;
• vienos grandinės sistemoje šildytiną vandenį naudoti buitinėms reikmėms yra nepriimtina;
• paleidimo darbams atlikti reikalingi specialistai – beveik neįmanoma savarankiškai sumažinti vandens atsparumo omui, padidėjus jo laidumui iki optimalaus lygio;
• aušinimo skysčio elektrinis laidumas kinta eksploatacijos metu, būtina jį valdyti, todėl turėti atitinkamų žinių ir įrangos.

Įrenginys ir elektrodo katilo įrengimas

Jis turi gana paprastą dizainą, kuriame ypatingas dėmesys skiriamas apsaugai nuo elektros nuotėkio: kietai ištrauktas plieninis vamzdis, kaip korpusas, viršuje yra padengtas elektriniu izoliaciniu poliamido sluoksniu; aušinimo skysčio įleidimo ir išleidimo vamzdžiai; gnybtai, skirti tiekti dėklą ir žemę; specialus legiruotas elektrodas (trifaziuose katiluose yra trys elektrodai), izoliuojami poliamido veržlėmis; papildoma izoliacija su guminėmis tarpinėmis prie jungčių.

Išoriškai buitinis jonų katilas yra cilindro formos, jo skersmuo paprastai neviršija 320 mm, ilgis – 600 mm, o svoris – 12 kg Mažiausia galia – 2 kW (patalpai šildyti apie 80 m³), maksimalus – 50 kW (patalpos šildymas apie 1600 m³). Vienfazių katilų galia yra nuo 2 iki 6 kW, trifazių – nuo 9 iki 50 kW. Katilo energijos sąnaudos pasiekia nominalų lygį (gamintojo deklaruota galia kilovatų), kai temperatūra jo viduje siekia 75 ° C – esant žemesnei temperatūrai, energijos sąnaudos yra mažesnės, nes šaltesnio šilumos nešiklio srovės laidumas yra mažesnis. Reikėtų pažymėti, kad 75 ° C temperatūra yra optimali jonų katilams, nes esant aukštesnei temperatūrai katilų energijos sąnaudos viršys nurodytą duomenų lape..

Prie elektrodo katilo pridedama automatinė valdymo sistema (valdiklis), kurią sudaro elektroninis termostatas, automatinė apsauga nuo elektros srovės viršįtampių ir starterio. Kai kurie valdiklių modeliai leidžia tiesiogiai valdyti ir valdyti per gsm kanalus. Būtent valdiklis suteikia sutaupytą elektros energiją, kurią deklaruoja joninių katilų gamintojai – skirtingai nuo vandens šildymo naudojant kaitinimo elementus, elektrodinis šildymas leidžia per trumpesnį laiką pakeisti aušinimo skysčio temperatūrą, nes turi mažą inerciją.

Atviroje šildymo sistemoje su natūralia aušinimo skysčio cirkuliacija pastarasis dėl šiluminio išsiplėtimo ir slėgio joniniame katile juda vamzdžiais aukštyn, patenka į radiatorius ir atvėsta, tada per grįžtamąjį vamzdį grįžta į katilą, kur jis įkaista ir vėl kartoja ciklą. Uždaroje šildymo sistemoje papildomai įrengtas išsiplėtimo bakas-išsiplėtimo įtaisas ir cirkuliacinis siurblys, kurie būtini pradiniame aušinimo skysčio pašildymo etape..

Įrengiant elektrodo katilą, privalomas reikalavimas šildymo kontūrą aukščiausiame taške įrengti su saugos grupe – automatine oro išleidimo anga, manometru, sprogstamuoju (atgaliniu) vožtuvu. Atvirose sistemose valdymo ar uždarymo vožtuvai turėtų būti montuojami tik po išsiplėtimo baku, t. vamzdžio atkarpoje tarp katilo išleidimo angos ir iki išsiplėtimo bako neturi būti jokių uždarymo vožtuvų! Uždaro tipo sistemose uždarymo vožtuvai montuojami dujotiekio dalyje po išsiplėtimo baku ir prieš įeinant į katilą. Jei vis dėlto iš karto išėjus iš katilo yra sumontuota saugos grupė, tada uždarymo vožtuvus galima sumontuoti prieš išsiplėtimą – tokiu atveju išsiplėtimo bakas turi būti įrengtas grįžtamojoje dalyje..

Bet kurio modelio joniniai katilai šildymo sistemoje montuojami griežtai vertikaliai, su savo tvirtinimu prie sienos. Pirmieji aušinimo skysčio tiekimo katilui 1200 mm vamzdynai yra iš metalo ne cinkuoto vamzdžio, tada leidžiama naudoti metalo-plastiko vamzdžius.

Patikimas jonų katilo įžeminimas yra būtinas, nes, nutekėjus srovėms, šios problemos negalima išspręsti naudojant RCD. Įžemintos varinės vielos skerspjūvis turi būti nuo 4 iki 6 mm, jo ​​varža neturi būti didesnė kaip 4 omai – laidininkas yra prijungtas prie nulio gnybto, esančio katilo korpuso apačioje. Įžeminimas turi atitikti PUE reikalavimus.

Idealiu atveju planuojama elektrodinį katilą įrengti naujoje šildymo sistemoje, iš anksto nuplautą švariu vandeniu. Įstatant katilą į esamą grandinę, jis turi būti kruopščiai nuplaunamas vandeniu su specialiais priedais – prie jų sąrašo ir proporcijų aprašyta katilo techniniame pase, kiekvienas gamintojas reikalauja naudoti tam tikrus inhibitorius. Jei šios sąlygos nesilaikoma, druskos nuosėdos (skalė) trukdo tiksliai sureguliuoti aušinimo skysčio atsparumą omui..

Renkantis šildymo radiatorius sistemai su joniniu katilu, atidžiai atkreipkite dėmesį į jų aušinimo skysčio sunaudojimą litrais – turite sužinoti, kiek litrų sunaudoja vienas radiatorius, tada apskaičiuoti bendrą poslinkį pagal reikiamą radiatorių skaičių. Reikėtų pažymėti, kad ypač erdvūs šildymo prietaisai netinka, nes Tokia šildymo sistema sunaudos daugiau nei 10 litrų aušinimo skysčio vienam instaliuoto katilo galios kilovatui, todėl ji privers dirbti nepertraukiamai, o tai nėra pelninga elektros energijos vartojimo požiūriu. Idealiu atveju bendras šildymo sistemos poslinkis turėtų būti apie 8 litrus vienam kilovatui galios..

Pagal pagaminimo medžiagą šildymo sistemoms su elektrodo katilu labiausiai tinka bimetaliniai ir aliumininiai radiatoriai. Renkantis aliuminio šildymo prietaisus, svarbus kriterijus yra aliuminio kilmė – ar jis yra pirminis (t. Y. Gaunamas iš natūralių medžiagų – boksito, alunito, nefelino ir kt.), Ar antrinis, perdirbtas iš perdirbtų medžiagų. Problema ta, kad pigesni antriniai aliuminio radiatoriai yra pagaminti iš lydinio, kuriame yra daug priemaišų, kurios padidina aušinimo skysčio atsparumą omui..

Atvirose šildymo sistemose būtų teisinga šildymo įrenginius, pagamintus iš aliuminio, su vidine polimero danga, mažinančia koroziją, uždarose sistemose tokie radiatoriai nereikalingi – korozijos procesai suaktyvinami, kai aušinimo skysčio tūryje yra oras, t. jo druskos kiekis nesukelia korozijos.

Mažiausiai tinka ketaus radiatoriai šildymo sistemoms su aušinimo skysčio šildymu iš elektrodo katilo, nes jie yra stipriai užteršti iš vidaus, o nešvarumų dalelės turės įtakos dabartiniam laidumui. Be to, ketaus radiatoriai sunaudoja nemažą kiekį aušinimo skysčio, kuris gali viršyti šio joninio katilo modelio įrengtą galią – reikės galingesnių jo modelių. Elektrodų katilų gamintojai leidžia naudoti ketaus radiatorius, laikantis šių sąlygų: jie gaminami pagal Europos standartą (t. Y. Turkijoje ar Čekoslovakijoje); grįžtamojoje linijoje prieš įeinant į katilą vamzdyne sumontuoti purvo surinkimo rezervuarai (dumblo surinkėjai) ir šiurkščiavilnių filtrai.

Joninis katilas – kainos ir gamintojai

Rusijoje ir NVS šalyse pristatomi šių gamintojų elektrodiniai katilai – Rusijos CJSC „Firm“ Galan “(to paties pavadinimo prekės ženklas), Latvijos LLC„ Stafor EKO “(tuo pačiu pavadinimu) ir Ukrainos SPD-FO Goncharenko O.A. (prekės ženklas „EOU“ (energiją taupantis šildymo įrenginys)).

Elektrodo katilo kaina priklauso nuo jo galios – 2 kW galios katilas pirkėjui kainuos vidutiniškai 3000 rublių. Reikėtų nepamiršti, kad būtinos automatikos rinkinys, kaip taisyklė, parduodamas atskirai – jo kaina bus apie 6500 rublių, t. dvigubai brangesnis nei pats katilas.

Elektrodo katilo garantinis laikotarpis, priklausomai nuo gamintojo, svyruoja nuo vienerių iki dvejų metų. Vidutinis tokių katilų tarnavimo laikas yra apie 10 metų, jei laikomasi aušinimo skysčio eksploatavimo reikalavimų ir laiku keičiami elektrodai (maždaug kas 2–4 metus)..

Pabaigoje

Kuriant šildymo sistemą, pagrįstą aušinimo skysčio šildymu iš elektrodo katilo, reikia atsižvelgti į šiuos niuansus:

• katilo elektros energijos suvartojimas yra žymiai didesnis, jei jis įmontuojamas anksčiau naudotame šildymo kontūre. Jonų katilą geriau įdiegti į jam specialiai sukurtą grandinę;
• kai aušinimo skysčiu naudojamas antifrizas, reikia atkreipti ypatingą dėmesį į nuimamas jungtis, nes jo sklandumas yra didesnis nei vandens;
• visi vamzdžiai, kurie sudaro šildymo kontūrą, turėtų būti apvynioti šilumos izoliacijos sluoksniu – ši priemonė palengvins katilo užduotį pasiekti optimalų darbo režimą;
• jei šildymo radiatorių grupės yra skirtinguose pastato lygiuose (grindyse), tada efektyviau, nors ekonomiškai ne taip pelninga, įrengti nepriklausomus joninius katilus, kurių kiekvienai grupei reikalinga galia.

Joniniai (elektrodiniai) katilai netinka tokioms šildymo sistemoms kaip „šiltos grindys“ ar „šiltas cokolis“, nes juose cirkuliuojančio aušinimo skysčio temperatūra neturi viršyti 45 ° C – katilas negalės pasiekti reikiamos darbinės temperatūros.

Panašūs įrašai:

1. Kaip gerti vandenį norint numesti svorio – apžvalgos ir patarimai. Kaip gerti vandenį norint numesti svorio Jei norite, kad jūsų figūra būtų tobula, teisingai numeskite svorį! Vieni renkasi sunkų kelią per sunkų sportą, kiti pasirenka dietas, tačiau yra vienas slaptas komponentas, kuris nuves jus į norimą tikslą....
2. Koaksialinis katilų kaminas: už ir prieš Apskritai „bendraašio“ sąvoka vartojama ne tik dūmtraukiams. Tai yra visų konstrukcijų, susidedančių iš objektų, esančių išilgai vienos ašies, žymėjimas. Pavyzdžiui, yra bendraašiai kabeliai, turintys skydą ir centrinį laidininką, kurie yra išlyginti,...
3. Brazier su katilu: nuotraukos ir pavyzdžiai Labai paprastas variantas. Kaip jau kalbėjome, paprasčiau pasidaryti žalvarį su katilu iš vamzdžio ar geležinės statinės. Tuo tarpu tokio suvirinto kepsninės modelio su vieta katilui kaina prasideda nuo 6 tūkstančių rublių....
4. Dujinių katilų automatizavimas: uždegiklio uždegimo problemų pašalinimas Iš šio straipsnio sužinosite, kokios problemos gali kilti automatizuojant dujų katilus, kodėl negalima uždegti degiklio, dėl kurio katilas gali be jokios priežasties išsijungti, o svarbiausia – išsiaiškinsime, kokių veiksmų reikia imtis...

Skaityti daugiau  Vandens tiekimo sistemų hidraulinis akumuliatorius: įtaisas, membranos keitimas