Ионные электродные электрокотлы: Почему ионные электрические отопительные котлы эффективнее ТЭНовых аналогов

В чём отличия тэновых котлов от электродных

    Представить себе систему отопления или нагрева воды без котла практически невозможно. Перед потребителями чаще всего встает выбор между тэновыми и электродными моделями. Однако далеко не каждому человеку, тем более далекому от технической сферы, известно о том, чем отличаются эти виды оборудования друг от друга. Между тем, разобраться в данном вопросе достаточно просто.

    Эти котлы характеризуются высоким КПД и производительностью. В этом нет ничего удивительного, учитывая принцип их работы. Дело в том, что нагрев теплоносителя происходит напрямую, без какого-либо посредника. Электрический ток воздействует на специальный состав, в основе которого лежит соляной раствор. В нем находится множество различно заряженных ионов. Под влиянием электричества создается электромагнитное поле. Ионы начинают перемещаться, нагревая раствор.

    Благодаря этому тепло начинает выделяться практически моментально, что выгодно отличает такие котлы. Обычно поступление горячей воды в систему происходит всего через 1-2 минуты. По показателю КПД электродные модели превосходят тэновые почти на 50%. Однако следует учитывать, что у них имеются свои особенности эксплуатации. Дело в том, что в процессе работы в системе неизбежно скапливается электролизный газ. Он может повлиять на качество работы оборудования, поэтому следует регулярно стравливать воздух из каналов.

    При выборе электродного котла обращайте особое внимание на стержень электрода. Он должен быть изготовлен из материала, устойчивого к накипи, а также имеющего долгий срок службы. Бюджетные модели оснащаются графитовыми и стальными деталями. А в более дорогих установлен титановый стержень.

    В отличие от электродных, они нагревают теплоноситель опосредованно. По принципу работы они схожи с чайниками и бойлерами. Внутри тэновых котлов установлена спираль, которая по мере нагрева повышает температуру теплоносителя. Поскольку прямого воздействия нет, этот процесс постепенный. В большинстве случаев поступление горячей воды в систему начинается не ранее, чем через 5-10 минут. Это зависит от мощности котла.

    ТЭНы различаются по материалу изготовления. Наиболее распространенными и доступными являются детали, произведенные из металла. Как правило, используются сплавы из нихрома и мельхиора. Но все большую популярность набирают керамические ТЭНы. Их главным достоинством является устойчивость к коррозии Благодаря этому они служат гораздо дольше металлических, которым требуется замена уже через 5-6 лет.

    Главным недостатком тэновых моделей является то, что из-за принципа опосредованного нагрева они имеют такого же КПД, как электродные. Зато маломощные котлы (до 8-10 кВт) не требуют специально выделенной сети напряжения, так как ничем не отличаются от обычных нагревательных приборов. Кроме того, им не нужен особый теплоноситель, как электродным: в таком качестве может выступать простая вода.

    Таким образом, эти виды котлов имеют существенные различия. Перед принятием решения о покупке следует учесть их ключевые особенности. Это позволит подобрать модель, удовлетворяющую вашим требованиям. При желании купить котлы можно на нашем сайте.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Электрокотел для отопления — Индукционные системы отопления

Электрические отопительные котлы могут быть установлены только в системах с жидким теплоносителем, т.е. водой, либо антифризом. Котлы, работающие на электричестве, классифицируются по способу нагрева:

►См. Электрические отопительные котлы в каталоге

  • ТЭНовые – здесь применяются трубчатые электронагреватели, в которых основой является тонкая нить из нихромового или феррохромового токопроводящего сплава;
  • электродные (еще они называются электролизные или ионные) – нагревают теплоноситель за счет проходящего через него электрического тока. При этом используется специальный теплоноситель с содержанием солей в определенных пропорциях.
  • индукционные – здесь в качестве нагревательного элемента выступает теплообменник особой конструкции, который нагревается под воздействием индукционного тока.

 

 

 

ТЭНОВЫЕ ЭЛЕКТРОКОТЛЫ

Их конструкция во многом похожа на устройство обычного газового отопителя. Вместо горелки в теплообменной камере размещается несколько нагревательных элементов, которые (если речь идет о нагревателе большой мощности) объединены в блоки. Система автоматики может осуществлять регулировку работы оборудования в широком диапазоне величин по различным параметрам – давление внутри системы, температура теплоносителя, температура окружающей среды и т.д.

В группу предохранительной автоматики входит предохранительный срывной клапан, манометр, автоматический воздухоотводчик, расширительный бак и циркуляционный насос. В зависимости от мощности ТЭНовые котлы бывают однофазными (220В) или трехфазными (380В). Однофазные – имеют небольшую мощность (как правило, не более 5 кВт).

При установке электрокотлов высокой мощности возникает дополнительная нагрузка на электрическую сеть, поэтому для их монтажа необходима специальная техническая документация, разрешения и согласования энергоснабжающей организации. Оборудование должно устанавливаться в соответствии с ПУЭ. Впрочем, все вышесказанное относится не только к тэновым, но ко всем другим типам электрических котлов.

Достоинства:

  1. Относительно невысокая стоимость.
  2. Простота монтажа и подключения.
  3. В качестве теплоносителя может применяться как обычная вода так и незамерзающая жидкость.
  4. Регулировка мощности возможна с высокой точностью вручную или в автоматическом режиме во всем рабочем диапазоне.

Недостатки:

На ТЭНах может образоваться накипь, снижающая скорость и интенсивность нагрева, они выходят из строя и требуют периодической замены.

ЭЛЕКТРОДНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОТЛЫ

Электродные котлы, пожалуй, самые компактные из всего семейства систем электрического водяного отопления.

Они надежны, по причине простой конструкции. Принцип их работы отличается от нагрева в тэновом котле. Нагрев теплоносителя осуществляется при непосредственном прохождении через него электрического тока между двумя электродами, на которые и подается этот ток.

В качестве теплоносителя применяется электролит, отвечающий ряду требований. Теплоноситель должен иметь определенную плотность (количество солей) от которой зависит сопротивление электролита (чем выше это сопротивление – тем интенсивнее нагрев). Сам раствор солей должен быть чистым – свободным от механических примесей.

Производители рекомендуют использовать специализированные жидкости со строго определенными характеристиками, как правило, собственного производства. Иногда пользователи покупают концентрат, который разводят до необходимой консистенции. Электродные электрокотлы также бывают как одно- так и трехфазными.

Достоинства электродных технологий:

  1. Компактность: внешний диаметр корпуса ненамного превосходит диаметр основной магистральной трубы теплосистемы.
  2. Низкая стоимость: ионные котлы наиболее дешевы среди всех электрокотлов.
  3. В случае утечки теплоносителя и критического снижения его уровня электродный котел сохраняет работоспособность.
  4. Система отопления имеет низкую инертность. Это позволяет обогревать помещение более интенсивно, эффективно выполнять регулирование в автоматическом режиме.
  5. Оборудование имеет высокую устойчивость к изменениям напряжения в сети электроснабжения. Падение напряжения на величину критическую для других типов котлов просто приводит к снижению мощности.

Недостатки электродных котлов:

  1. Этот тип электрических отопителей невозможно подключить через устройство защитного отключения (УЗО), так как в результате эксплуатации возникают значительные токи утечки. Поэтому вероятность поражения электричеством более высокая, чем у ТЭНовых и, тем более, индукционных котлов.
  2. Необходимо контролировать уровень сопротивления жидкости. По этой же причине невозможно применять антифризы. Цена специального электролита или его концентрата высока.
  3. В результате эксплуатации происходит износ электродов, изменяются характеристики теплоносителя. Это требует периодической замены расходных материалов (иногда – до нескольких раз за сезон).
  4. В процессе электролиза образуется небольшое количество газов, которые выходят через автоматический воздухоотводчик. Некоторые из этих газов токсичны, поэтому в месте установки нагревателя необходимо организовать принудительную вентиляцию.

 

Потребление электроэнергии такого котла зависит от электропроводности жидкости. При повышении температуры увеличивается электропроводность, поэтому температура теплоносителя должна составлять 55°С-65°С. При ее превышении расход электроэнергии многократно возрастет. Это оборудование трудно контролировать по параметрам нагрева. Управление производится путем регулировки потребляемого тока.

ИНДУКЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОТЛЫ

Индукционные (или, как их еще называют, индуктивно-кондуктивные, вихревые) – наиболее экономичные котлы для отопления. Принцип действия основан на нагреве металлического теплообменника при помощи индукционного тока.

►См. Электрические отопительные котлы в каталоге

Существует несколько типов индукционных нагревателей, однако самым надежным зарекомендовали себя конструкции, наиболее приближенные по своему устройству к трансформаторам – в которых ферромагнитный сердечник находится не внутри нагреваемого теплообменника, а снаружи.

Как нетрудно догадаться, конструкция индукционного электрического котла напоминает трансформатор, где первичная обмотка и ферромагнитный сердечник являются индуктором, на который подается напряжение, а вторичную обмотку представляет теплообменник. Теплообменник имеет развитую поверхность теплообмена, что увеличивает величину теплоотдачи без перегрева самой поверхности.

Достоинства:

  1. Интенсивный нагрев теплоносителя, в качестве которого может быть использована любая жидкость (вода, антифриз, термическая смесь).
  2. Такая технология предотвращает образования накипи. Даже многолетняя работа отопителя не приводит к снижению КПД.
  3. В течение всего периода эксплуатации (а это более 20 лет) не требуется замена нагревательного элемента.

Недостатки:

  1. Высокая стоимость – индукционные нагреватели дороже ТЭНовых и электродных.
  2. Имеют довольно большие габариты и вес. Как правило, имеют напольное исполнение.

Индукционные котлы могут эксплуатироваться только в системах закрытого типа, имеющих избыточное давление, поэтому работают они только в системе с циркуляционным насосом.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Мощность

Основным параметром при выборе оборудования является требуемая мощность для отопления объекта. Она, в свою очередь, зависит от площади сооружения, которое необходимо обогреть. Следует учитывать интенсивность теплопотерь здания (регион, строительные характеристики объекта). Для самой приблизительной оценки, используют следующее правило: для обогрева 10м2 сооружения необходимо 1 кВт мощности котла.

В любом случае, если поставщик оборудования предоставляет услуги по подбору мощности, то пренебрегать этим не стоит.

Комплектация

Следует отдавать предпочтение тем моделям, которые в базовой конструкции имеют следующие элементы: циркуляционный насос, расширительный бак, систему безопасности и управления.

Безопасность

Кроме стандартной группы безопасности системы отопления требуются дополнительные защитные устройства. Это механизмы отключения оборудования при выходе за пределы рабочего диапазона давления и/или температуры. Желательно иметь предохранители, срабатывающие при перегреве нагревательного блока, замерзании теплоносителя, критическом изменении параметров электроэнергии и т.п.

Электродные котлы | Мощность пара

  • Высокая эффективность – более 99 %
  • Высокий динамический диапазон — безопасная работа при 1% выходного сигнала
  • Отсутствие движущихся частей исключает:
    • Простои из-за негерметичности уплотнения вокруг гидравлической системы позиционирования щита
    • Отсутствие риска выхода из строя внутренних механических экранов
    • Гидравлическая система не требуется
  • Диэлектрические барьеры не требуются
  • Без специальной обработки воды
  • Компоненты промышленного класса
Steam от: 3000 кВт до 34 000 кВт
(от 10 000 до 113 000 pph)
Давление от: 100 — 500 фунтов на кв.
Дюйм
Напряжения с: 4160 — 14,400 Вольт
HOL -WATER -WATERS с таковыми наборами.

Теория работы

Электродный котел Vapor Power обладает эксплуатационными преимуществами благодаря своей уникальной конструкции, которая обеспечивает высокую эффективность и высокое качество парового котла. Используя электричество в качестве чистого, эффективного и легко контролируемого топлива, вся подводимая к котлу энергия преобразуется в пар с 99% эффективности. Выход электродного генератора Vapor Power регулируется в диапазоне от 0 до 100 %, при этом нет ни ограниченного диапазона регулирования, ни возрастающей неэффективности при условиях низкой мощности, характерных для котлов, работающих на ископаемом топливе. Нет необходимости покупать дымовые трубы, и выбросы загрязняющих веществ нулевые.

Простота управления и продуманная конструкция котла значительно сокращают техническое обслуживание. Благодаря отсутствию движущихся частей внутри котла наши агрегаты требуют меньше обслуживания. Даже в условиях потери питательной воды, например, электрод является отказоустойчивым, так как низкий уровень воды сам по себе влияет на останов котла, предотвращая катастрофический отказ. Теплопередача через стенки труб отсутствует, и никогда не будет отказов труб из-за чрезмерной температуры стенок, плохой обработки воды или коррозии у очага, так как нет труб, которые могут выйти из строя. Теплопередача происходит непосредственно в воде в паровой камере, благодаря чему получается пар высокого качества 9Чистота 9,95 % во всем рабочем диапазоне.

Области применения

Благодаря более чем 100-летнему опыту работы в отрасли и тысячам действующих устройств компания Vapor Power готова помочь в любом конкретном применении. Общие области применения включают:

  • Пивоварня и дистилляция
  • Производство гофрокартона и бумаги
  • Здравоохранение
  • Технологический пар и тепло
  • Электростанция

Органы управления

Генератор электродов локально управляется системой на основе ПЛК, которая контролирует все аспекты работы котла, включая контроль уровня воды, давления и предела мощности. Все устройства безопасности также будут контролироваться ПЛК. Интерфейс оператора с ПЛК осуществляется через устройство ЧМИ, которое напрямую связывается с ПЛК котла. Удаленный сбор данных и управление доступны через ModBus, Ethernet, Bacnet или другой протокол связи.

Models

External Pumps: BBJ-300 to BBJ-1200L

Internal Pumps: BBJ-1200 to BBJ-3400

Documents

Electrode Steam Boiler Brochure

 


Electrode Boilers – Water Technology Отчет

Электродные котлы используются в промышленности, где большое количество воды необходимо преобразовать в пар, часто в кратчайшие сроки. Электродные котлы бывают двух основных типов:

     Погружной электрод тип

     Водоструйный или распылительный тип

В обычном котле погружного типа ток протекает через провод сопротивления, который выделяет тепло. Тепло передается через электродный пучок в воду за счет теплопроводности.

Эти типы котлов чаще всего используются для производства горячей воды и не будут подробно рассматриваться в этой статье, поскольку требования к очистке воды очень похожи на требования к обычному котлу.

ЭЛЕКТРОДНЫЕ КОТЛЫ СТРУЙНОГО ИЛИ РАСПЫЛИТЕЛЬНОГО ТИПА

Электродные котлы используют проводимость воды для передачи электрического тока и производства пара. Переменный ток течет от электрода одной фазы к электроду другой фазы, используя воду в качестве проводника. Сопротивление воды потоку тока непосредственно производит тепло. Вырабатываемое тепло пропорционально текущему расходу.

Котел состоит из вертикального цилиндрического сосуда высокого давления по стандарту ASME. В верхней части образуется пар, а в нижней части собирается котловая вода. Центральный вертикальный цилиндрический коллектор сопла или корзина расположен в центре верхней части сосуда. Несколько вертикальных электродных пластин расположены вокруг головки сопла.

Противоэлектрод расположен под каждым электродом в паровом пространстве.

Циркуляционный насос подает воду в головку сопла. Котловая вода распыляется через форсунки, ударяя по электродам и падая вниз на противоэлектроды
и затем в водяную секцию. Поток тока через воду генерирует тепло и производит пар. Только 3% потока воды преобразуется в пар. И, следовательно, ни одна часть котла не достигает температуры выше температуры воды.

Выходная электрическая энергия зависит от протекающего тока. Это, в свою очередь, зависит от количества воды, распыляемой на электроды. В паровых котлах высокого напряжения распылительного типа подвижная втулка используется для контроля количества струй воды, которые могут контактировать с электродами.

Электродные котлы очень эффективны при преобразовании энергии в тепло (3412 БТЕ·ч на кВт или 293 кВт·ч на миллион БТЕ). Сто процентов потребляемой электрической энергии преобразуется в тепловую энергию без потерь на теплопередачу. Для сравнения, обычные котлы на ископаемом топливе имеют эффективность сгорания в диапазоне от 70 до 85%.

Номинальная мощность котла указана в киловаттах (кВт) при рабочем давлении 125 фунтов на кв. дюйм. 1000 кВт эквивалентны паропроизводительности примерно 3300 фунтов в час.

Производители заявляют, что чистота пара составляет 99,95% по сухому веществу.

ВОПРОСЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ

Как и в случае с обычными котлами, качество воды и ее очистка являются важными аспектами технического обслуживания, чтобы продлить срок службы электродного котла.

Основными задачами при эксплуатации электродного парового котла являются:

1. Поддержание правильной электропроводности котловой воды, указанной производителем котла.

2. Предотвращает отложение накипи на электродах

3. Предотвратить коррозию и загрязнение распылительных форсунок

4. Свести к минимуму коррозию и загрязнение электродов

5. Предотвратить вспенивание котловой воды.

Контроль электропроводности

Регулирование электропроводности котловой воды является важным критерием, так как слишком высокая электропроводность может повредить корпус котла. Электроды могут быть повреждены в результате дугового разряда, если проводимость слишком высока.

Несмотря на ограничение эксплуатации котла с чрезмерно высокой электропроводностью, увеличение электропроводности в котлах на 600 вольт или меньше улучшит скорость реакции на изменения потребности в паре. Однако это достигается за счет сокращения срока службы электродов и увеличения риска коррозии котла.

Контроль проводимости также важен для котлов высокого напряжения (более 600 вольт). В условиях чрезмерно высокой электропроводности может возникнуть пенообразование. Это обеспечивает проводимость тока в паровом пространстве, что приводит к возникновению дугового разряда между электродами.

Защита от накипи

Защита от минеральных отложений является важным аспектом этой конструкции котла, так как отложения накипи на электродах служат изолятором, что приводит к уменьшению протекающего тока. Это снижает мощность котла. В низковольтном котле отложения накипи снижают выходную мощность при заданном значении проводимости. Если проводимость увеличить, чтобы компенсировать изолирующие свойства отложений накипи, это может создать условия высокой плотности тока, что, в свою очередь, вызовет коррозионное повреждение электродов.

В высоковольтных котлах накипь образуется в первую очередь на концах распылительных форсунок. Форсунки предназначены для формирования струи воды, поступающей на электроды. Если отложения накипи достаточно сильные, струя воды теряет проектную четкость, что часто приводит к дуговым перегибам. В этом случае котел отключается. Таким образом, необходима надлежащая предварительная обработка питательной воды котла для удаления образующих накипь примесей, таких как кальций и магний. Рекомендуемый диапазон регулирования жесткости в котлах низкого и высокого напряжения составляет не более 0,3 ppm. Общее железо должно быть 2,0 ppm или меньше.

Вспенивание

Вспенивание – еще одна потенциальная проблема. Это важное соображение для установок высокого напряжения, поскольку циркуляционный насос вызывает значительное перемешивание котловой воды. Вспенивание вызывает дуговые разряды, приводящие к внеплановым отключениям котла. Это также может привести к нарушению работы цепей электроснабжения и переключения передач. В котлах низкого напряжения условия пенообразования, как правило, способствуют уносу котловой воды в пар, хотя вероятность дугового разряда не так велика.

Щелочность котла

Регулирование щелочности котловой воды (карбонаты и гидроксиды) является важным фактором, поскольку чрезмерные концентрации могут привести к повреждению фарфоровых изоляторов, используемых в качестве проходных вводов для подачи электроэнергии в котел. . Если используются фарфоровые изоляторы, общая щелочность должна быть ограничена 400 ppm. Если для удержания кремнезема в растворе требуется более высокая щелочность выше 400 частей на миллион, то предпочтительны специальные изоляторы с высоким содержанием глинозема. Для изоляторов с высоким содержанием оксида алюминия общая щелочность может поддерживаться на уровне до 600 частей на миллион, поскольку они менее подвержены щелочному воздействию по сравнению с фарфором. Конечная щелочность в значительной степени будет определять рН, который должен находиться в диапазоне от 8,5 до 10,5.

Растворенный кислород

Из-за чувствительности электродов, противоэлектродов и внутренних частей котла к коррозии, содержание растворенного кислорода в питательной воде должно быть менее 7 частей на миллиард перед добавлением химического поглотителя кислорода. Сульфит натрия можно добавить в деаэратор для удаления последних следов растворенного кислорода, но это повысит проводимость котловой воды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *