Ioonkatelde ülevaade - Soojendame Vett Elektrivooluga

Sisukord:

Ioonkatelde ülevaade - Soojendame Vett Elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - Soojendame Vett Elektrivooluga

Video: Ioonkatelde ülevaade - Soojendame Vett Elektrivooluga

Video: Ioonkatelde ülevaade - Soojendame Vett Elektrivooluga
Video: cerbose katla probleemid 2 2024, Märts
Anonim
  • Ioon (elektrood) katla ajalugu ja tööpõhimõte
  • Ioon (elektrood) katelde omadused
  • Elektroodikatla seade ja paigaldus
  • Ioonkatel - hinnad ja tootjad
  • Lõpus

Mitut viisi saate maja elektriga kütta? Kõige sagedamini tuleb meelde veekütteelemendiga boiler - millel on kõrge takistus, sellise kütteelemendi sees olev nikroomniit soojeneb, kandes soojust toru täiteainele, seejärel metallkestale ja lõpuks veele. Miks mitte lihtsustada ülesannet ja mitte jahutada jahutusvedelikku ilma vahendajat läbimata, sest saate seda teha kahe žiletitera primitiivsete elektroodide abil, ühendades nendega juhtmed ja ühendades toiteallikaga? Sellest loogikast lähtudes algselt NSV Liidu mereväe vajadustele välja töötatud ioonide (elektroodide) katelde esimeste mudelite loojad.

Ioon (elektrood) katla ajalugu ja tööpõhimõte

Seda tüüpi küttekatlad loodi eelmise sajandi keskel kaitsekompleksi ettevõtete poolt NSV Liidu allveelaevastiku vajaduste jaoks, eriti allveelaevade sektsioonide kütmiseks diiselmootoritega. Elektroodikatel vastas täielikult allveelaevade tellimise tingimustele - selle mõõtmed olid tavapäraste küttekatelde jaoks äärmiselt väikesed, ei vaja väljatõmbekatet, ei tekitanud töötamise ajal müra ja soojendas tõhusalt jahutusvedelikku, mis oli tavalise merevee jaoks kõige sobivam.

90. aastateks vähenesid kaitsetööstuse tellimused järsult, koos sellega vähendati mereväe vajadused ioonkatelde järele nullini. Esimese "tsiviil" versiooni elektroodikatlast lõid insenerid A. P. Ilyin ja D. N. Kunkov, kes sai oma leiutise eest vastava patendi 1995. aastal.

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Ioonkatla tööpõhimõte põhineb anoodi ja katoodi vahelise ruumi hõivava jahutusvedeliku otsesel koostoimel elektrivooluga. Elektrivoolu läbimine jahutusvedeliku kaudu põhjustab positiivsete ja negatiivsete ioonide kaootilise liikumise: esimesed liiguvad negatiivselt laetud elektroodi suunas; teine - positiivselt laetud. Ioonide pidev liikumine keskkonnas, mis sellele liikumisele vastu peab, põhjustab jahutusvedeliku kiiret kuumenemist, mida eriti soodustab elektroodide rollide ümberpööramine - igal sekundil muutub nende polaarsus 50 korda, s.t. kõik elektroodid ühe sekundi jooksul on anood 25 korda ja katood 25 korda, kuna need on ühendatud 50 Hz vahelduvvooluallikaga. Tuleb märkida,et just nii sage laengu muutus elektroodidel ei lase veel hapnikuks ja vesinikuks laguneda - elektrolüüsiks on vajalik pidev elektrivool. Kui temperatuur tõuseb katlas, tõuseb rõhk, põhjustades jahutusvedeliku ringlust mööda küttekontuuri.

Seega ei osale ioonkatla paaki paigaldatud elektroodid otseselt vee soojendamisel ega kuumene ise - vee temperatuuri tõusu eest vastutavad veemolekulide elektrivoolu mõjul lõhenenud positiivselt ja negatiivselt laetud ioonid.

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Ioonkatla efektiivse töö oluline tingimus on vee oomilise takistuse olemasolu tasemel, mis ei ületa 3000 Ohmi temperatuuril 15 ° C, mille jaoks see jahutusvedelik peab sisaldama teatud koguses sooli - esialgu loodi elektroodikatlad merevee alla. See tähendab, et kui valate destilleeritud vett küttesüsteemi ja proovite seda ioonkatla abil soojendada, siis kütet ei toimu, kuna sellises vees pole soolasid, mis tähendab, et elektroodide vahel puudub elektriskeem.

Ioon (elektrood) katelde omadused

Võttes arvesse elektrikateldele omaseid positiivseid omadusi, on seda tüüpi kateldel ka mitmeid omaette. Märgin ära kõik eelised:

  • kõrge kasutegur, peaaegu 100% (siiski on mis tahes elektrikerise kasutegur vähemalt 96%);
  • üliväikesed suure võimsusega mõõtmed, võrreldes teiste kateldega;
  • korstnat pole vaja;
  • suudab iseseisvalt tõsta rõhku küttekontuuri;
  • erinevalt kütteelementidega kateldest pole katla paagi jahutusvedeliku ebapiisaval tasemel õnnetusohtu - jahutusvedeliku puudumine viib ainult katla töö lõpetamiseni, kuna elektroodide vahel puudub elektriskeem;
  • äärmiselt väike inertsus võimaldab teil automaatika abil tõhusalt kontrollida temperatuuri tingimusi katla töötamise ajal, mille tulemusena saavutatakse küttesüsteemi kõige vähem energiat tarbiv töö - soojendatavate ruumide temperatuur jääb alati tasemele, mis on määratud automaatjuhtimisega;
  • pingelangused elektrivõrgus ei kahjusta ioonkatelt - ainult selle võimsus muutub, töö ei peatu;
  • paigaldamine täiendava soojusenergia allikana, mitme ioonkatla samaaegne paigaldamine on lubatud;
  • negatiivset mõju keskkonnale ei ole.

Elektroodikatla miinused:

  • tarbib ainult vahelduvvoolu, alalisvooluga toimub vee elektrolüüs;
  • kõrged nõuded jahutusvedeliku elektrolüütilistele omadustele, kui need muutuvad, väheneb töö kvaliteet (soojuse tootmine) järsult. Vaja on kontrollida jahutusvedeliku elektrijuhtivust;
  • nõuab kohustuslikku maandamist (siiski nagu iga veesoojendiga kütteseade). Samal ajal on elektrilöögi oht isolatsiooni lagunemise korral suurem kui kütteelementidel;
  • jahutusvedeliku kuumutamistemperatuur ei tohiks ületada 75 ° C, vastasel juhul suureneb katla energiatarve tõsiselt;
  • katlakivi moodustumine elektroodidel vähendab katla võimsust, kuna see takistab jahutusvedeliku ioniseerimist;
  • kõrged nõuded kütteseadmete kvaliteedinäitajatele;
  • vajadus varustada küttesüsteem tsirkulatsioonipumbaga;
  • vahelduvpinge põhjustatud elektroodide kulumine, mis nõuab perioodilist asendamist;
  • jahutusvedelikku-elektrolüüdi sisaldavas konditsioneeritud küttekontuuris kiirendatakse korrosiooniprotsesse mitu korda;
  • üheahelalises süsteemis on kuumutatud vee kasutamine majapidamisvajaduste jaoks vastuvõetamatu;
  • tellimustöö nõuab spetsialistide kaasamist - peaaegu võimatu on iseseisvalt langetada vee oomilist takistust selle juhtivuse suurenemisega optimaalsele tasemele;
  • Jahutusvedeliku elektrijuhtivus töö käigus muutub, seda on vaja kontrollida ja seetõttu omada asjakohaseid teadmisi ja seadmeid.

Elektroodikatla seade ja paigaldus

Sellel on üsna lihtne disain, milles pööratakse erilist tähelepanu kaitsele elektrilekete eest: tahke terasest toru kui korpus, selle peal on kaetud polüamiidist elektriliselt isoleeriva kihiga; jahutusvedeliku sisse- ja väljalasketorud; klemmi ja korpuse toiteallikad; spetsiaalne sulamelektrood (kolmefaasilised katlad on varustatud kolme elektroodiga), isoleeritud polüamiidmutritega; pistikute korral kummist tihenditega täiendav isolatsioon.

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Väliselt on leibkonna ioonkatel silindrikujuline, selle läbimõõt ei ületa tavaliselt 320 mm, pikkus - 600 mm ja kaal - 12 kg. Väikseim võimsus on 2 kW (ruumi kütmiseks umbes 80 m 3), maksimaalne võimsus on 50 kW (ruumi soojendamiseks on umbes 1600 m 3). Ühefaasiliste katelde võimsus on 2 kuni 6 kW, kolmefaasiline - 9 kuni 50 kW. Katla energiatarbimine jõuab nominaalsele tasemele (tootja poolt deklareeritud võimsus kilovattides), kui selle temperatuur tõuseb 75 ° C-ni - madalamatel temperatuuridel on energiakulu väiksem, kuna praeguses juhtivuses on külmem soojuskandja madalam. Tuleb märkida, et ioonkatelde temperatuur on 75 ° C optimaalne, kuna kõrgema temperatuuri väljatöötamisel ületab katelde energiatarbimine andmelehel märgitut.

Elektroodikatla juurde kuulub automaatne juhtimissüsteem (kontroller), mis sisaldab elektroonilist termostaati, automaatset kaitset elektrivõrgu pingete eest ja starterit. Mõned kontrollerite mudelid võimaldavad nii otsest juhtimist kui ka kaugjuhtimist GSM-kanalite kaudu. Just regulaator tagab ioonkatelde tootjate deklareeritud energiasäästu - erinevalt vee soojendamisest kütteelementide abil võimaldab elektroodiküte jahutusvedeliku temperatuuri lühema aja jooksul muuta, sest on vähese inertsiga.

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Jahutusvedeliku loomuliku ringlusega avatud küttesüsteemis liigub viimane ioonkatla soojuspaisumise ja rõhu tõttu torudest ülespoole, siseneb radiaatoritesse ja jahtub, seejärel naaseb tagasivoolutoru kaudu katlasse, kus see kuumeneb ja kordab tsüklit uuesti. Suletud küttesüsteem on lisaks varustatud paisupaagi-paisupaagi ja tsirkulatsioonipumbaga, mis on vajalik jahutusvedeliku kuumutamise algfaasis.

Elektroodikatla paigaldamisel on kohustuslik nõue varustada küttekontuur selle kõrgeimas punktis ohutusgrupiga - automaatne õhutusventiil, manomeeter, häiriv (tagasiohutus) klapp. Avatud süsteemides tuleks juht- või sulgeklapid paigaldada alles pärast paisupaaki, s.t. toruosa katla väljalaskeava ja paisupaagi vahel ei tohi sisaldada sulgeventiile! Suletud tüüpi süsteemides paigaldatakse sulgemiskraanid torujuhtme sektsioonile pärast paisupaaki ja enne katlasse sisenemist. Kui aga kohe pärast katlast väljumist paigaldatakse ohutusgrupp, siis saab sulgemisklappe paigaldada enne laiendust - sel juhul tuleb paisupaak paigaldada tagasivoolu sektsiooni.

Mis tahes mudeli ioonkatlad paigaldatakse küttesüsteemi rangelt vertikaalselt, oma seina külge kinnitades. Esimesed 1200 mm torud jahutusvedeliku juurdevoolus katlale on valmistatud galvaniseerimata metalltorudest, seejärel on lubatud kasutada metallist plastist torusid.

Ioonkatla usaldusväärne maandamine on hädavajalik, kuna voolude lekke korral ei saa seda probleemi RCD abil lahendada. Maandatud vasktraadi ristlõige peab olema 4 kuni 6 mm, selle takistus ei tohi olla suurem kui 4 oomi - juht on ühendatud katla korpuse alumises osas asuva nullklemmiga. Maandus peab vastama PUE nõuetele.

Ideaalis on kavas elektroodikatel paigaldada uude, puhta veega eelnevalt pestud küttesüsteemi. Katla sisestamisel olemasolevasse vooluringi tuleb see põhjalikult veega loputada, lisades sellele spetsiaalsed ained - nende loetelu ja proportsioonid on kirjeldatud katla tehnilises passis, iga tootja nõuab teatud inhibiitorite kasutamist. Kui see tingimus ei ole täidetud, häirivad soolakogused (katlakivi) jahutusvedeliku oomilise takistuse täpset reguleerimist.

Ioonkatlaga süsteemi kütteradiaatorite valimisel pöörake erilist tähelepanu nende jahutusvedeliku tarbimisele liitrites - peate välja selgitama, mitu liitrit üks radiaator tarbib, seejärel arvutage kogu töömaht vajaliku radiaatorite arvu põhjal. Tuleb märkida, et eriti mahukad kütteseadmed ei sobi, sest Selline küttesüsteem tarbib katla paigaldatud võimsuse kilovati kohta rohkem kui 10 liitrit jahutusvedelikku, mis sunnib seda pidevalt töötama, mis pole elektritarbimise seisukohast tulus. Ideaalis peaks küttesüsteemi kogu veeväljasurve olema umbes 8 liitrit võimsuse kilovati kohta.

Valmistamismaterjali järgi on elektroodikatla abil küttesüsteemidele kõige sobivamad bimetall- ja alumiiniumradiaatorid. Alumiiniumkütteseadmete valimisel on oluline kriteerium alumiiniumi päritolu - olgu see siis primaarne (s.t. saadud looduslikest materjalidest - boksiit, aluniit, nefeliin jne) või sekundaarne, uuesti sulatatud ringlussevõetud materjalidest. Probleem on selles, et sekundaarsest alumiiniumist valmistatud odavamad radiaatorid on valmistatud sulamist, kus on palju lisandeid, mis suurendavad jahutusvedeliku oomilist takistust.

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Avatud küttesüsteemides on õige paigaldada alumiiniumist kütteseadmed korrosiooni vähendava sisemise polümeerkattega, suletud süsteemides pole selliseid radiaatoreid vaja - korrosiooniprotsessid aktiveeruvad siis, kui jahutusvedeliku mahus on õhku, s.t. selle soolasisaldus ei põhjusta korrosiooni.

Kõige vähem sobivad malmist radiaatorid küttesüsteemide jaoks, kus jahutusvedelikku soojendatakse elektroodikatlast, kuna need on seestpoolt tugevalt saastunud ja mustuseosakesed mõjutavad praegust juhtivust. Lisaks tarbivad malmist radiaatorid märkimisväärses koguses jahutusvedelikku, mis võib ületada selle ioonkatla mudeli paigaldatud võimsust - vajatakse selle võimsamaid mudeleid. Elektroodikatelde tootjad lubavad kasutada malmist radiaatoreid järgmistel tingimustel: need on toodetud vastavalt Euroopa standardile (st Türgis või Tšehhoslovakkias); tagasivooluliinil, enne katlasse sisenemist, paigaldatakse torujuhtmesse mudakollektorid (settepüüdjad) ja jämefiltrid.

Ioonkatel - hinnad ja tootjad

Venemaal ja SRÜ riikides esitletakse järgmiste tootjate elektroodikatlaid - Venemaa CJSC "Firm" Galan "(samanimeline kaubamärk), Läti OÜ" Stafor EKO "(sama nimega) ja Ukraina SPD-FO Goncharenko O. A. (kaubamärk "EOU" (energiasäästlik kütteseade)).

Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga
Ioonkatelde ülevaade - soojendame vett elektrivooluga

Elektroodikatla maksumus sõltub selle võimsusest - 2 kW võimsusega boiler maksab ostjale keskmiselt 3000 rubla. Tuleb meeles pidada, et vajaliku automaatika komplekti müüakse reeglina eraldi - selle maksumus on umbes 6500 rubla, st. kaks korda kallim kui boiler ise.

Elektroodikatla garantiiaeg on sõltuvalt tootjast üks aasta kuni kaks aastat. Selliste katelde keskmine kasutusiga on umbes 10 aastat, tingimusel et jahutusvedeliku käitamise nõuded on täidetud ja elektroodid õigeaegselt vahetatakse (umbes iga 2–4 aasta tagant).

Lõpus

Elektroodikatlast jahutusvedeliku kuumutamisel põhineva küttesüsteemi loomisel tuleb järgida järgmisi nüansse:

  • katla elektritarbimine on oluliselt suurem, kui see on paigaldatud varem kasutatud küttekontuuri. Ioonkatel on parem paigaldada spetsiaalselt selle jaoks loodud vooluringi;
  • antifriisi jahutusvedelikuna kasutamisel tuleb erilist tähelepanu pöörata eemaldatavatele ühendustele, kuna selle voolavus on suurem kui vees;
  • kõik torud, mis moodustavad küttekontuuri, peaksid olema mähitud soojusisolatsioonikihiga - see meede hõlbustab katla ülesannet optimaalse töörežiimi saavutamiseks;
  • kui kütteradiaatorite rühmad asuvad hoone erinevatel tasanditel (korrustel), on tõhusam, ehkki majanduslikult vähem kasumlik, paigaldada igale rühmale vajaliku võimsusega sõltumatud ioonkatelde.

Ioonilised (elektrood) katlad ei sobi sellistele küttesüsteemidele nagu "soe põrand" või "soe sokkel", kuna neis ringleva jahutusvedeliku temperatuur ei tohiks ületada 45 ° C - katel ei suuda saavutada vajalikku töötemperatuuri.

Soovitatav: