Gennemgang af ionkedler – vi opvarmer vand med elektrisk strøm

Indholdet af artiklen

• Historie og princip for drift af ion (elektrode) kedel
• Egenskaber ved ion-kedler
• Enhed og installation af en elektrodekedel
• Ion kedel – priser og producenter
• I slutningen

I denne artikel: en elektrodekedel – forsvarsvirksomhedernes hjerneregn; hvordan en ionisk kedel fungerer; er det muligt at varme vand uden en varmekilde; lavere ohmisk modstand – tilsæt salt til vand; fordele og ulemper ved ionkedler; elektrode kedel enhed; hvordan man korrekt installerer elektrodekedlen; hvilke opvarmningsanordninger, der kan bruges i et kredsløb med en ion-kedel, og hvilke ikke kan; fabrikanter og priser; i slutningen – nuancerne ved installation af ionkedler.

Hvor mange måder at varme et hus med elektricitet kender du? Oftest kommer en kedel med en vandvarmer op i tankerne – med en høj modstand, nichromtråden inde i en sådan varmelegeme varmer op, overfører varme til rørfyldstof, derefter metalskallen og til sidst vand. Hvorfor ikke forenkle opgaven og ikke opvarme kølevæsken uden at gå gennem en mellemmand, fordi du kan gøre dette ved hjælp af primitive elektroder fra to barberblad, tilslutning af ledninger til dem og forbindelse til strømforsyningen? Det var fra denne logik, at skaberne af de første modeller af ion (elektrode) kedler, oprindeligt udviklet til behov for USSR Navy, fortsatte.

Historie og princip for drift af ion (elektrode) kedel

Denne type varmekedler blev oprettet i midten af ​​det forrige århundrede af virksomheder i forsvarskomplekset til behovene i USSRs ubådflåde, især til opvarmning af rum til ubåde med dieselmotorer. Elektrodekedlen opfyldte fuldt ud betingelserne for bestilling af ubåde – den havde ekstremt små dimensioner til konventionelle varmekedler, havde ikke brug for en udstødningshætte, skabte ikke støj under drift, opvarmede effektivt kølevæsken, som var bedst egnet til almindeligt havvand.

I 90’erne faldt ordrerne til forsvarsindustrien kraftigt i volumen, sammen med dette blev marinens behov for ionkedler reduceret til nul. Den første “civile” version af elektrodekedlen blev oprettet af ingeniørerne A.P. Ilyin og D.N. Kunkov, der modtog det tilsvarende patent for deres opfindelse i 1995.

Princippet for drift af en ionisk kedel er baseret på den direkte interaktion mellem kølevæsken, der optager rummet mellem anoden og katoden med en elektrisk strøm. Overførslen af ​​en elektrisk strøm gennem kølevæsken 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, bevirker en hurtig opvarmning af kølemidlet, hvilket især letter ved ændring af roller 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 vekselstrømskilde på 50 Hz. Det skal bemærkes, at det netop er en så hyppig ændring af ladning ved elektroderne, der ikke tillader vand at nedbrydes til ilt og brint – der kræves en konstant elektrisk strøm til elektrolyse. Når temperaturen stiger i kedlen, stiger trykket, hvilket medfører cirkulation af kølevæsken gennem varmekredsen.

Således deltager elektroderne, der er installeret i ionkedlets tank, ikke direkte i opvarmningen af ​​vandet og opvarmes ikke selv – positivt og negativt ladede ioner, der er delt under påvirkning af elektrisk strøm fra vandmolekyler, er ansvarlige for stigningen i vandtemperaturen..

En vigtig betingelse for effektiv drift af en ionisk kedel er tilstedeværelsen af ​​en ohmisk modstand af vand ved et niveau på højst 3000 Ohm ved 15 ° C, for hvilket dette kølervæske skal indeholde en vis mængde salte – oprindeligt blev der skabt elektrodekedler under havvand. Det vil sige, at hvis du hælder destilleret vand i varmesystemet og forsøger at opvarme det med en ion-kedel, vil der ikke være nogen opvarmning, da der ikke er nogen salte i sådan vand, hvilket betyder, at der ikke vil være noget elektrisk kredsløb mellem elektroderne.

Egenskaber ved ion-kedler

Denne type kedler har de positive egenskaber, der er forbundet med elektriske kedler, og har også et antal af sine egne. Jeg vil bemærke alle fordelene:

• høj effektivitet, tæt på 100% (enhver elektrisk varmelegeme har imidlertid en effektivitet på mindst 96%);
• ekstremt små dimensioner med høj effekt i sammenligning med andre kedler;
• ingen skorsten kræves;
• 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 kedeltanken – en mangel på kølemiddel vil kun føre til ophør af kedlets drift, da der ikke vil være noget elektrisk kredsløb mellem elektroderne;
• ekstremt lav inerti giver dig mulighed for effektivt at styre 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 regulator;
• spændingsfald i elnettet skader ikke ionkedlen – kun dens strøm ændres, arbejdet stopper ikke;
• installation som en ekstra kilde til termisk energi, installation af flere ion-kedler på samme tid er tilladt;
• der er absolut ingen negativ indvirkning på miljøet.

Ulemper ved elektrodekedlen:

• forbruger kun vekselstrøm med direkte strømelektrolyse af vand;
• høje krav til de elektrolytiske egenskaber ved kølevæsken; når de skifter, falder arbejdets kvalitet (varmeproduktion) kraftigt. Der kræves kontrol over den elektriske ledningsevne af kølevæsken;
• kræver obligatorisk jordforbindelse (dog som enhver varmeanordning med en vandvarmer). Samtidig er risikoen for elektrisk stød i tilfælde af isoleringsnedbrud større end risikoen for varmeelementer;
• kølevæskets opvarmningstemperatur bør ikke overstige 75 ° C, ellers øges kedelens energiforbrug alvorligt;
• dannelse af skala på elektroderne reducerer kedeleffekten, da det forhindrer ionisering af kølevæsken;
• høje krav til kvalitetsegenskaber på varmeenheder;
• behovet for at udstyre varmesystemet med en cirkulationspumpe;
• slid af elektroder forårsaget af vekslende spænding, som kræver periodisk udskiftning;
• i et klimatiseret varmekredsløb indeholdende en kølemiddelelektrolyt vil korrosionsprocesser blive accelereret mange gange;
• i et enkelt kredsløbssystem er brugen af ​​opvarmet vand til husholdningsbehov uacceptabel;
• idriftsættelsesarbejde kræver inddragelse af specialister – det er næsten umuligt at uafhængigt sænke vandets ohmiske modstand med en stigning i dets ledningsevne til det optimale niveau;
• når den elektriske ledningsevne af kølevæsken ændres under drift, er det nødvendigt at kontrollere det, og derfor have den nødvendige viden og udstyr.

Enhed og installation af en elektrodekedel

Det har et ret simpelt design, hvor der er særlig opmærksomhed mod beskyttelse mod elektrisk lækage: et massivt trukket stålrør som legeme, oven på det er dækket med et elektrisk isolerende lag polyamid; kølevæske ind- og udløbsrør; terminaler til strømforsyning til kassen og jorden; en speciel legeringselektrode (trefasekedler er udstyret med tre elektroder) isoleret med polyamidmøtrikker; ekstra isolering med gummipakninger ved stikene.

Eksternt har en husholdningsionskedel en cylindrisk form, dens diameter overstiger normalt ikke 320 mm, længde – 600 mm og vægt – 12 kg. Den mindste effekt – 2 kW (til rumopvarmning ca. 80 m.)³), maks. – 50 kW (rumvarme ca. 1600 m.)³). Enfasekedler har en kapacitet på 2 til 6 kW, trefasekedler fra 9 til 50 kW. Kedelens energiforbrug når det nominelle niveau (den effekt, der er angivet af fabrikanten i kilowatt), når temperaturen inde i den når 75 ° C – ved lavere temperaturer er energiforbruget lavere, da strømledningsevnen er lavere i et koldere kølemiddel. Det skal bemærkes, at temperaturen på 75 ° C er optimal for ionkedler, da med udviklingen af ​​en højere temperatur vil kedelernes energiforbrug overstige det, der er angivet i databladet..

Et elektronisk styresystem (controller) er inkluderet i elektrodekedlen, der inkluderer en elektronisk termostat, automatisk beskyttelse mod strømstød i lysnettet og en startenhed. Nogle modeller af controllere tillader både direkte kontrol og fjernbetjening via gsm-kanaler. Det er controlleren, der leverer de energibesparelser, der er erklæret af producenterne af ioniske kedler – i modsætning til at opvarme vand ved hjælp af varmeelementer, giver elektrodeopvarmning dig mulighed for at ændre temperaturen på kølemidlet på en kortere tid, fordi har lav inerti.

I et åbent varmesystem med naturlig cirkulation af kølevæsken bevæger sidstnævnte rørene op på grund af termisk ekspansion og tryk i ionkedlen, kommer ind i radiatorerne og afkøles, vender derefter tilbage gennem returledningen til kedlen, hvor den varmes op og gentager cyklussen igen. Det lukkede varmesystem er desuden udstyret med en ekspansionsbeholder-ekspansomat og en cirkulationspumpe, hvilket er nødvendigt i det indledende trin til opvarmning af kølevæsken.

Ved installation af en elektrodekedel er et obligatorisk krav at udstyre varmekredsen på det højeste punkt med en sikkerhedsgruppe – en automatisk luftventilation, en trykmåler, en forstyrrende (rygsikkerheds) ventil. I åbne systemer skal regulerings- eller afstandsventiler kun installeres efter ekspansionsbeholderen, dvs. rørsektionen mellem kedeludløbet og op til ekspansionsbeholderen må ikke indeholde nogen afstandsventiler! I systemer med lukket type installeres afstandsventiler på et afsnit af rørledningen efter ekspansionsbeholderen og inden kedlen kommer ind. Hvis der dog umiddelbart efter forladelse af kedlen er installeret en sikkerhedsgruppe, kan afstandsventilerne installeres før ekspansomaten – i dette tilfælde skal ekspansionsbeholderen installeres i returdelen.

Ioniske kedler af enhver model installeres strengt lodret i varmesystemet med deres egen fastgørelse mod væggen. De første 1200 mm rør på kølervæsketilførslen til kedlen er lavet af et ikke-galvaniseret metalrør, hvorefter brugen af ​​metal-plastrør er tilladt.

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

Ideelt set er det planlagt at installere en elektrodekedel i et nyt varmesystem, der er forvasket med rent vand. Når du sætter en kedel i et eksisterende kredsløb, skal det skylles grundigt med vand med specielle midler tilføjet til det – deres liste og forhold er beskrevet i det tekniske pas for kedlen, hver producent insisterer på brug af visse hæmmere. Hvis denne betingelse ikke er opfyldt, påvirker saltaflejringer (skala) den nøjagtige justering af kølemidlets ohmiske modstand..

Når du vælger opvarmningsradiatorer til et system med en ionisk kedel, skal du være nøje opmærksom på deres kølevæskeforbrug i liter – du skal finde ud af, hvor mange liter en radiator bruger, og beregn derefter 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 kølervæske pr. Kilowatt installeret kedelkapacitet, hvilket vil tvinge det til at arbejde non-stop, hvilket ikke er rentabelt set ud fra elforbruget. Ideelt set bør den samlede forskydning af varmesystemet være ca. 8 liter pr. Kilowatt kraft..

I henhold til fremstillingsmaterialet er bimetalliske radiatorer og aluminiumsradiatorer mest egnede til varmesystemer med en elektrodekedel. Når man vælger aluminiumsopvarmningsanordninger, er et vigtigt kriterium aluminiumets oprindelse – uanset om det er primært (dvs. opnået fra naturlige materialer – bauxit, alunit, nefelin osv.) Eller sekundær, omsmeltet fra genanvendte materialer. Problemet er, at billigere sekundære aluminiumsradiatorer er lavet af en legering med et højt indhold af urenheder, der øger den ohmiske modstand af kølevæsken..

I åbne varmesystemer vil det være korrekt at installere varmeindretninger fremstillet af aluminium med en intern polymercoating, der reducerer korrosion; i lukkede systemer er sådanne radiatorer ikke nødvendige – korrosionsprocesser aktiveres, når der er luft i kølevæskets volumen, dvs. saltindholdet forårsager ikke korrosion.

Støbejernsradiatorer til varmesystemer med opvarmning af et kølemiddel fra en elektrodekedel er det mindst egnede, da de er stærkt forurenet indefra, og snavspartikler vil påvirke strømstyrkenes ledningsevne. Derudover forbruger støbejerns radiatorer en betydelig mængde kølemiddel, hvilket kan overstige den installerede kapacitet i denne ion-kedelmodel – det er krævet med dens mere kraftfulde modeller. Producenter af elektrodekedler tillader anvendelse af støbejerns radiatorer under forudsætning af følgende betingelser: De er produceret i henhold til den europæiske standard (dvs. i Tyrkiet eller Tjekkoslowakien); på returlinjen, inden der kommer ind i kedlen, er mudderopsamlingstanke (slamfangere) og grove filtre installeret i rørledningen.

Ion kedel – priser og producenter

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

Prisen på en elektrodekedel afhænger af dens kraft – en kedel med en kapacitet på 2 kW koster køberen i gennemsnit 3000 rubler. Det skal huskes, at sættet med nødvendig automatisering sælges som regel separat – dets omkostninger vil være ca. 6500 rubler, dvs. dobbelt så dyre 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 under forudsætning af, at driftskravene til kølevæske og rettidig udskiftning af elektroder overholdes (ca. hvert 2-4 år).

I slutningen

Når der oprettes et varmesystem baseret på opvarmning af kølevæsken fra en elektrodekedel, skal følgende nuancer overholdes:

• kedlens elforbrug er markant højere, når den installeres i et tidligere brugt varmekredsløb. Det er bedre at installere ionkedlen i et kredsløb, der er specielt oprettet til den;
• når der anvendes frostvæske som et kølemiddel, skal man være særlig opmærksom på aftagelige tilslutninger, da dens fluiditet er højere end for vand;
• alle rør, der danner varmekredsen, skal omvikles med et lag varmeisolering – denne foranstaltning letter kedlens opgave for at nå den optimale driftsform;
• hvis grupper af varmelegeme er placeret i forskellige niveauer (gulve) i bygningen, vil det være mere effektivt, selv om det er mindre rentabelt økonomisk, at installere uafhængige ioniske kedler med den krævede effekt for hver gruppe.

Ioniske (elektrode) kedler er ikke egnede til varmesystemer som “varmt gulv” eller “varm sokkel”, da temperaturen på kølevæsken, der cirkulerer i dem, ikke bør overstige 45 ° С – kedlen vil ikke være i stand til at nå den krævede driftstemperatur.

Lignende poster:

1. Sådan leveres strøm til en byggeplads Med teknologien og infrastrukturen bag os, kan byggepladser nemt levere strøm til udstyr og maskiner. Strøm eksisterer i mange former på byggepladser, herunder generatorstrøm, kraftcentralstrøm, batteriløsninger og solcellepaneler. Dette giver...
2. Kul, brænde, brændstofbriketter: hvordan man opvarmer en fast kedel Kul, brænde, og brændstofbriketter er alle effektive måder at opvarme et fast kedelanlæg på. Fordelene inkluderer en økonomisk, sikker, og rentabel løsning, der er billigere og mere miljøvenlig end andre...
3. Netværksadapter – hvordan man vælger alt efter strøm, type, forbindelsesmetode, netværksstandard og pris Vælg den optimale netværksadapter til dit behov - forbindelsen, netværksstandarden, prisen og meget mere. Få det bedste ud af din adapter ved at vælge alt efter strøm, type, forbindelsesmetode og...
4. Sådan opvarmer du dit hjem på en miljøvenlig måde Opvar dit hjem på en miljøvenlig måde, uden at gå på kompromis med din økonomi! Gennem brug af vedvarende energi, solopvarmning og god isolering, er det muligt at reducere din...

Læs mere  Belysningsskema til 12V lamper: funktioner ved installation af lavspændingsnetværk