Gennemgang Af Ioniske Kedler - Vi Opvarmer Vand Med Elektrisk Strøm

Indholdsfortegnelse:

Gennemgang Af Ioniske Kedler - Vi Opvarmer Vand Med Elektrisk Strøm
Gennemgang Af Ioniske Kedler - Vi Opvarmer Vand Med Elektrisk Strøm

Video: Gennemgang Af Ioniske Kedler - Vi Opvarmer Vand Med Elektrisk Strøm

Video: Gennemgang Af Ioniske Kedler - Vi Opvarmer Vand Med Elektrisk Strøm
Video: Hvad er elektrisk strøm? Hvad er effekt? - af Joe El. 2024, Marts
Anonim
  • Historie og funktionsprincip for ionkedlen (elektrode)
  • Egenskaber ved ionkedler (elektrode)
  • Enhed og installation af en elektrodekedel
  • Ionkedel - priser og producenter
  • I slutningen

Hvor mange måder at opvarme et hus med elektricitet ved du? Oftest kommer en kedel med en vandvarmer til at tænke på - med en høj modstand, den nichrome tråd inde i en sådan varmelegeme opvarmes og overfører varme til rørfylderen, derefter metalskallen og endelig vandet. Hvorfor ikke forenkle opgaven og ikke opvarme kølemidlet uden at gå gennem en mellemmand, fordi du kan gøre dette ved hjælp af primitive elektroder fra to barberblade, forbinde ledninger til dem og forbinde dem til strømforsyningen? Det var ud fra denne logik, at skaberne af de første modeller af ionkedler (elektrode), oprindeligt udviklet til USSR Navy's behov, fortsatte.

Historie og funktionsprincip for ionkedlen (elektrode)

Denne type varmekedler blev oprettet i midten af forrige århundrede af virksomheder i forsvarskomplekset til behovene for USSR-ubådsflåden, især til opvarmning af ubådsrum med dieselmotorer. Elektrodekedlen svarede fuldt ud til betingelserne for bestilling af ubåde - den havde ekstremt små dimensioner til konventionelle varmekedler, havde ikke brug for en udstødningsdæksel, skabte ikke støj under drift og opvarmede effektivt kølemidlet, som var mest egnet til almindeligt havvand.

I 90'erne faldt ordrer til forsvarsindustrien kraftigt i volumen, sammen med dette blev flådens behov for ionkedler reduceret til nul. Den første "civile" version af elektrodekedlen blev oprettet af ingeniører A. P. Ilyin og D. N. Kunkov, der modtog det tilsvarende patent for deres opfindelse i 1995.

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

Princippet om drift af ionkedlen er baseret på den direkte interaktion mellem kølemidlet, der optager rummet mellem anoden og katoden med en elektrisk strøm. Passagen af en elektrisk strøm gennem kølemidlet forårsager en kaotisk bevægelse af positive og negative ioner: førstnævnte bevæger sig mod en negativt ladet elektrode; det andet - til de positivt ladede. Den konstante bevægelse af ioner i et medium, der modstår denne bevægelse, forårsager en hurtig opvarmning af kølemidlet, hvilket især lettes ved rolleændring ved elektroderne - hvert sekund ændres deres polaritet 50 gange, dvs. hver af elektroderne inden for et sekund vil være anoden 25 gange og katoden 25 gange, da de er forbundet til en 50 Hz vekselstrømskilde. Det bør noteres,at det netop er en så hyppig ændring af ladningen ved elektroderne, der ikke tillader vand at nedbrydes til ilt og brint - en konstant elektrisk strøm er nødvendig til elektrolyse. Når temperaturen stiger i kedlen, stiger trykket og forårsager cirkulation af kølevæsken gennem varmekredsen.

Således deltager elektroderne, der er installeret i ionkedelens tank, ikke direkte i opvarmning af vandet og opvarmes ikke selv - positivt og negativt ladede ioner, opdelt under påvirkning af elektrisk strøm fra vandmolekyler, er ansvarlige for stigningen i vandtemperaturen.

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

En vigtig betingelse for en effektiv drift af en ionkedel er tilstedeværelsen af en ohmsk modstandsdygtighed over for vand på et niveau på ikke mere end 3000 Ohm ved 15 ° C, for hvilket dette kølevæske skal indeholde en vis mængde salte - oprindeligt blev der oprettet elektrodekedler under havvand. Det vil sige, hvis du hælder destilleret vand i varmesystemet og prøver at opvarme det med en ionkedel, vil der ikke være nogen opvarmning, da der ikke er nogen salte i sådant vand, hvilket betyder, at der ikke vil være noget elektrisk kredsløb mellem elektroderne.

Egenskaber ved ionkedler (elektrode)

Besidder de positive egenskaber, der er forbundet med elektriske kedler, har denne type kedler også et antal egne. Jeg vil bemærke alle fordelene:

  • høj effektivitet, tæt på 100% (dog har enhver elektrisk varmelegeme en virkningsgrad på mindst 96%);
  • ekstremt små dimensioner med høj effekt sammenlignet med andre kedler;
  • ingen skorsten påkrævet
  • i stand til uafhængigt at hæve trykket i varmekredsen;
  • i modsætning til kedler med varmeelementer er der ingen fare for en ulykke på et utilstrækkeligt niveau af kølemidlet i kedelbeholderen - mangel på kølemiddel vil kun føre til afslutning af kedlens drift, da der ikke vil være noget elektrisk kredsløb mellem elektroderne;
  • ekstremt lav inerti giver dig mulighed for effektivt at kontrollere temperaturforholdene under kedeldrift ved hjælp af automatisering, som et resultat opnås den mindst energiforbrugende drift af varmesystemet - temperaturen i de opvarmede rum vil altid være på det niveau, der er indstillet til den automatiske styring;
  • spændingsfald i det elektriske netværk skader ikke ionkedlen - kun dens effekt ændres, arbejdet stopper ikke;
  • installation som en ekstra kilde til termisk energi, installation af flere ionkedler på samme tid er tilladt
  • der er fuldstændig ingen negativ indvirkning på miljøet.

Ulemper ved elektrodekedlen:

  • forbruger kun vekselstrøm, med jævnstrøm vil elektrolyse af vand forekomme;
  • høje krav til kølemidlets elektrolytiske egenskaber; når de ændres, falder arbejdskvaliteten (varmeproduktion) kraftigt. Kontrol over kølemidlets elektriske ledningsevne er påkrævet;
  • kræver obligatorisk jordforbindelse (dog som enhver varmeanordning med vandvarmer). Samtidig er risikoen for elektrisk stød i tilfælde af isolationsnedbrud større end risikoen for varmeelementer;
  • kølemiddelets opvarmningstemperatur bør ikke overstige 75 ° C, ellers stiger kedelens energiforbrug alvorligt;
  • dannelsen af skala på elektroderne reducerer kedelkraften, da den forhindrer ionisering af kølemidlet;
  • høje krav til kvalitetsegenskaber ved varmeenheder
  • behovet for at udstyre varmesystemet med en cirkulationspumpe
  • slid på elektroder forårsaget af skiftevis spænding, der kræver periodisk udskiftning;
  • i et varmekredsløb med aircondition, der indeholder en kølemiddel-elektrolyt, vil korrosionsprocesser accelereres mange gange;
  • i et enkelt kredsløbssystem er brugen af opvarmet vand til husholdningsbehov uacceptabel;
  • idriftsættelsesarbejde kræver involvering af specialister - det er næsten umuligt at uafhængigt sænke vandets ohmske modstand med en forøgelse af dets ledningsevne til det optimale niveau;
  • Kølevæskens elektriske ledningsevne ændres under drift, det er nødvendigt at kontrollere det og derfor have den rette viden og det nødvendige udstyr.

Enhed og installation af en elektrodekedel

Det har et ret simpelt design, hvor der lægges særlig vægt på beskyttelse mod elektrisk lækage: et solidt trukket stålrør som et legeme, ovenpå er det dækket af et elektrisk isolerende lag af polyamid; indløbs- og udløbsrør til kølemiddel terminaler til strømforsyning til kassen og jorden; en speciel legeringselektrode (trefasekedler er udstyret med tre elektroder), isoleret med polyamidmøtrikker; yderligere isolering med gummipakninger ved konnektorerne.

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

Eksternt har en husholdningskedel en cylindrisk form, dens diameter overstiger normalt ikke 320 mm, længde - 600 mm og vægt - 12 kg. Den mindste effekt er 2 kW (til rumopvarmning ca. 80 m 3), den maksimale effekt er 50 kW (rumopvarmning er ca. 1600 m 3). Enfasede kedler har en effekt fra 2 til 6 kW, trefaset - fra 9 til 50 kW. Kedelens energiforbrug når det nominelle niveau (den effekt, der er angivet af producenten i kilowatt), når temperaturen indeni den når 75 ° C - ved lavere temperaturer er energiforbruget lavere, da den nuværende ledningsevne er lavere i den koldere varmebærer. Det skal bemærkes, at temperaturen på 75 ° C er optimal for ioniske kedler, da kedlernes energiforbrug med udviklingen af en højere temperatur vil overstige det, der er angivet i databladet.

Et automatisk styresystem (controller) er inkluderet i elektrodekedlen, som inkluderer en elektronisk termostat, automatisk beskyttelse mod strømstød i lysnettet og en starterenhed. Nogle modeller af controllere tillader både direkte kontrol og fjernbetjening via gsm-kanaler. Det er styreenheden, der giver de energibesparelser, der er angivet af producenterne af ioniske kedler - i modsætning til opvarmning af vand ved hjælp af varmeelementer giver elektrodeopvarmning dig mulighed for at ændre kølemiddelets temperatur på kortere tid, har lidt inerti.

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

I et åbent varmesystem med naturlig cirkulation af kølemidlet bevæger sidstnævnte rørene op på grund af termisk ekspansion og tryk i ionkedlen, går ind i radiatorerne og køler ned og vender derefter tilbage gennem returrøret til kedlen, hvor den opvarmes og gentager cyklussen igen. Det lukkede varmesystem er desuden udstyret med en ekspansionsbeholder-ekspansomat og en cirkulationspumpe, hvilket er nødvendigt i den indledende fase af opvarmning af kølemidlet.

Ved installation af en elektrodekedel er et obligatorisk krav at udstyre varmekredsen på sit højeste punkt med en sikkerhedsgruppe - en automatisk udluftning, en manometer, en forstyrrende (rygsikkerheds) ventil. I åbne systemer skal kontrol- eller lukkeventiler kun installeres efter ekspansionsbeholderen, dvs. rørafsnittet mellem kedeludløbet og op til ekspansionsbeholderen må ikke indeholde afspærringsventiler! I lukkede systemer installeres afspærringsventiler på en del af rørledningen efter ekspansionsbeholderen og inden de kommer ind i kedlen. Hvis der dog umiddelbart efter at have forladt kedlen er installeret en sikkerhedsgruppe, kan afspærringsventilerne installeres inden ekspansomaten - i dette tilfælde skal ekspansionstanken installeres i returafsnittet.

Ioniske kedler af enhver model er installeret i varmesystemet strengt lodret med deres egen fastgørelse til væggen. De første 1200 mm rør på kølemiddelforsyningen til kedlen er lavet af ikke-galvaniserede metalrør, hvorefter brugen af metal-plastrør er tilladt.

Pålidelig jordforbindelse af ionkedlen er bydende nødvendigt, da dette i tilfælde af strømudstrømning ikke kan løses ved hjælp af en RCD. Jordforbindelse af kobbertråd skal have et tværsnit på 4 til 6 mm, dens modstand må ikke være mere end 4 ohm - lederen er forbundet til nulterminalen i den nedre del af kedellegemet. Jordforbindelse skal overholde kravene i PUE.

Ideelt set er det planlagt at installere en elektrodekedel i et nyt varmesystem, forvasket med rent vand. Når en kedel indsættes i et eksisterende kredsløb, skal den skylles grundigt med vand med specielle midler tilsat den - deres liste og proportioner er beskrevet i det tekniske pas til kedlen, hver producent insisterer på brugen af visse hæmmere. Hvis denne betingelse ikke er opfyldt, vil saltaflejringer interferere med finjusteringen af kølemidlets ohmiske modstand.

Når du vælger varmelegemer til et system med en ionkedel, skal du være opmærksom på deres kølevæskeforbrug i liter - du skal finde ud af, hvor mange liter en radiator bruger, og derefter beregne den samlede forskydning baseret på det krævede antal radiatorer. Det skal bemærkes, at især rummelige opvarmningsanordninger ikke er egnede, fordi Et sådant varmesystem vil forbruge mere end 10 liter kølemiddel pr. Kilowatt installeret kedelkapacitet, hvilket vil tvinge det til at arbejde non-stop, hvilket ikke er rentabelt set fra elforbrugets synspunkt. Ideelt set bør den samlede forskydning af varmesystemet være ca. 8 liter pr. Kilowatt effekt.

I henhold til fremstillingsmaterialet er bimetal- og aluminiumsradiatorer mest velegnede til opvarmningssystemer med en elektrodekedel. Når du vælger aluminiumvarmeanordninger, er et vigtigt kriterium oprindelsen af aluminium - hvad enten det er primært (dvs. fremstillet af naturlige materialer - bauxit, alunit, nefelin osv.) Eller sekundært, omsmeltet af genbrugsmaterialer. Problemet er, at billigere radiatorer lavet af sekundært aluminium er lavet af en legering med et højt indhold af urenheder, der øger kølemidlets ohmiske modstand.

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

I åbne varmesystemer ville det være korrekt at installere varmeanordninger lavet af aluminium med en intern polymerbelægning, der reducerer korrosion; i lukkede systemer er sådanne radiatorer ikke nødvendige - korrosionsprocesser aktiveres, når der er luft i kølevæskens volumen, dvs. saltindholdet forårsager ikke korrosion.

Støbejernsradiatorer til opvarmningssystemer med opvarmning af kølemidlet fra en elektrodekedel er mindst egnede, da de er stærkt forurenede indefra og snavspartikler vil påvirke den aktuelle ledningsevne. Derudover forbruger støbejernsradiatorer en betydelig mængde kølemiddel, som kan overstige den installerede kapacitet i denne ionkedelmodel - dens mere kraftfulde modeller kræves. Producenter af elektrodekedler tillader brug af støbejernsradiatorer på følgende betingelser: de produceres i henhold til den europæiske standard (dvs. i Tyrkiet eller Tjekkoslovakiet); på returledningen installeres mudderopsamlere (slamfangere) og grove filtre i rørledningen, inden de kommer ind i kedlen.

Ionkedel - priser og producenter

Elektrodekedler fra følgende producenter præsenteres i Rusland og SNG-landene - den russiske CJSC "Firma" Galan "(mærket med samme navn), den lettiske LLC" Stafor EKO "(samme navn) og den ukrainske SPD-FO Goncharenko O. A. (mærke "EOU" (energibesparende varmeinstallation)).

Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm
Gennemgang af ioniske kedler - vi opvarmer vand med elektrisk strøm

Omkostningerne ved en elektrodekedel afhænger af dens effekt - en kedel med en kapacitet på 2 kW koster køberen i gennemsnit 3000 rubler. Det skal huskes, at sættet med nødvendig automatisering som regel sælges separat - dens omkostninger vil være omkring 6500 rubler, dvs. dobbelt så dyrt som selve kedlen.

Garantiperioden for en elektrodekedel afhænger af producenten fra et år til to år. Den gennemsnitlige levetid for sådanne kedler er ca. 10 år, forudsat at de operationelle krav til kølevæske overholdes og udskiftning af elektroder i tide (ca. hvert 2. - 4. år).

I slutningen

Når du opretter et varmesystem baseret på opvarmning af kølemidlet fra en elektrodekedel, skal følgende nuancer overholdes:

  • kedelens elforbrug er betydeligt højere, når det installeres i et tidligere anvendt varmekredsløb. Det er bedre at installere ionkedlen i et kredsløb, der er specielt oprettet til den;
  • når der anvendes frostvæske som kølemiddel, skal der tages særligt hensyn til aftagelige forbindelser, da dets flydende er større end vandet;
  • alle rør, der danner varmekredsen, skal pakkes med et lag varmeisolering - denne foranstaltning letter kedlens opgave at nå den optimale driftstilstand;
  • hvis grupperne af radiatorer er placeret på forskellige niveauer (gulve) i bygningen, vil det være mere effektivt, selvom det er mindre rentabelt økonomisk, at installere uafhængige ionkedler med den krævede effekt til hver gruppe.

Ioniske (elektrode) kedler er ikke egnede til opvarmningssystemer som "varmt gulv" eller "varm sokkel", da temperaturen på det kølemiddel, der cirkulerer i dem, ikke bør overstige 45 ° C - kedlen kan ikke nå den krævede driftstemperatur.

Anbefalet: