Электродные котлы отопления – устройство, принцип работы, рекомендации. Электролизный котел отопления принцип работы

Электродные котлы отопления – устройство, принцип работы, рекомендации

С проблемой индивидуального обогрева жилища сталкивается большинство частных владельцев домов. Одним из вариантов решения вопроса являются энергосберегающие электродные котлы отопления, считающиеся высокоэффективными, надежными и безопасными в работе. Они дают возможность задавать нужную температуру нагрева радиаторов и окружающего воздуха, а также круглосуточно поддерживать микроклимат в помещении по заданным параметрам.

Немного истории

Электродные отопительные котлы было предложено использовать в бытовых условиях еще в 80-е годы прошлого столетия. Идея принадлежала Дмитрию Кункову, а изобретение получило патент. До этого момента подобное оборудование использовалось в военной промышленности и устанавливалось на подводных лодках и кораблях ВМФ. Российская компания ГАЛАН смогла усовершенствовать изобретение, разработав уникальный и принципиально новый водонагревательный котел электродного типа, который был представлен на рынке в 1992 году.

Уже через два года появилась серийная модель, эксплуатация которой в системе отопления подтвердила факт значительного снижения расхода энергии, используемой для обогрева помещений по сравнению с выпускаемыми ранее теплогенераторами. Сегодня отопительные приборы «Галан» широко используются в отдаленных от коммуникаций поселках и труднодоступных местах, на складах и железнодорожных полустанках, в районах стихийных бедствий и городских коттеджах.

Устройство электродных котлов

Электрические мини котлы «Галан» электродного типа выпускаются в трех модификациях:

однофазные ОЧАГ имеют мощность 2, 3, 5 и 6кВт;
трехфазные ГЕЙЗЕР и ВУЛКАН – 9, 15, 25 и 50кВт.

Они имеют компактные размеры и малый вес. Самый мощный прибор весит 11,5кг, а его диаметр составляет 180мм при длине 570мм, а обогреть пространство он может до 1650м3. Наиболее миниатюрный котел имеет диаметр всего 35мм и длину 275мм, его вес не превышает 0,9кг, а отапливаемое помещение может достигать 120м3.

Ионные котлы состоят из нескольких элементов. На металлическом корпусе располагаются входящие и отводящие патрубки, дающие возможность беспрепятственной циркуляции теплоносителя (воды или антифриза). Благодаря корпусу происходят ионные процессы, так как он выполняет функцию ионизатора. Сверху корпус защищен пластиковым кожухом, улучшающим электроизоляцию прибора и уменьшающим его теплоотдачу. Внутри однофазного котла располагается один электрод, а трехфазного – три электрода с выведенной наружу клеммной группой.

Электродные котлы «Галан» поставляются в сборе. Система автоматики, позволяющая управлять и контролировать отопительную систему, в комплект оборудования не входит, поэтому приобретается дополнительно. Кроме этого требуется купить расширительный бак и, при необходимости, насос.

Без установки автоматики компания ГАЛАН гарантийный срок на работу котла не дает.

Также производитель снимает с себя ответственность в случае неправильной установки, либо эксплуатации электродного теплогенератора, наличия механических повреждений и присутствия посторонних предметов в системе.

Преимущества электродного отопительного оборудования

Отопительные котлы «Галан» обладают несомненными достоинствами по сравнению с другими видами котельного оборудования:

высокий КПД (до 98%) получается благодаря прямому преобразованию электроэнергии в тепло непосредственно в теплоносителе;
экономия электричества до 40% происходит за счет использования автоматики и регулировки тепловых режимов;
простой монтаж обеспечивают малые размеры приборов и удобное подсоединение патрубков;
возможность встраивания в существующие отопительные системы устраняет необходимость перекладки труб;
допустимость параллельного подключения котлов позволяет многократно увеличить мощность обогревательной системы;
реальность установки резервного котла исключает внезапность остановки подогрева теплоносителя.

Принцип работы

Электродные, или ионные, котлы не нуждаются в специальных разрешениях на монтаж оборудования, чего не скажешь, к примеру, о газовых отопительных агрегатах.

При включении прибора «Галан» в электросеть происходит нагрев теплоносителя путем расщепления молекул жидкости на ионы с разной полярностью. Каждый из них стремится к положительно или отрицательно заряженной электродной пластине.

В процессе работы происходит постоянное изменение направления тока, поэтому пластины ионами не «обрастают».

В результате распада и движения частичек жидкой среды начинается выделение тепловой энергии и повышение давления, что приводит к быстрому нагреву воды или антифриза внутри системы. Теплоноситель, разогревшись, начинает выталкиваться вверх, а его место занимает остывшая порция жидкости. Создающийся напор позволяет в малоэтажных особняках обходиться без циркуляционного насоса.

Теплоноситель в ионном котле является одним из составляющих элементов электрической цепи, поэтому при его отсутствии процесс нагрева не происходит. Автоматика, в этом случае, отключает прибор, поэтому опасаться пожара не следует. Котел прекратит работу и при возникновении короткого замыкания, и при повышении температуры окружающего воздуха, либо радиаторов выше заданного уровня. Не зря ионные котлы «Галан» относят к системе «умный дом».

принцип работы, плюсы и минусы, вода для электродного котла

Как показала практика, отопление жилых и промышленных объектов с помощью обычной централизованной системы отопления не всегда является эффективным и практичным. Именно эта причина побуждает искать альтернативные источники тепла, которые были бы конкурентоспособными и экономичными.

Одним из ярких примеров такого оборудования являются электродные котлы отопления, которые позволяют быстро и качественно прогревать отапливаемое здание. На чем основан принцип их работы? Какие преимущества и недостатки они имеют? Как увеличить их экономичность? Рассмотрим эти вопросы подробнее.

Содержание

Принцип работы электродных котлов отопления

Данный тип котлов используют исключительно в системах отопления закрытого типа. Высокой скорости нагрева и КПД удается достигнуть, благодаря уникальной системе ионизации теплоносителя.

Суть этого способа нагрева заключается в прямой передаче энергии, которая находится в электрическом токе, молекулам воды. В результате этого, удается достичь определенных показателей, которые значительно влияют на скорость прогрева теплоносителя. А именно:

Скорость нагрева воды. Воздействие электрического тока нагревает теплоноситель практически моментально. Это свойство в значительной степени влияет на скорость нагрева помещения. В то время пока, к примеру, газовый котел еще разогревает жидкость в системе отопления, электродный уже отапливает помещение.
Выход на номинальную мощность. Несложные расчеты показывают, что для того, чтобы прогреть систему отопления, часто расходуется большое количество топлива с наименьшей теплоотдачей. В этом отношении электродный отопительный котел отличается от аналогичного оборудования. Высокая скорость нагрева теплоносителя обеспечивает выход узла на номинальную мощность очень быстро.

Пеллетные котлы разновидность твердотопливных отопительных котлов, быстро набирающая популярность благодаря своей дешевизне и эффективности.

Как правильно расчитывать мощность газового котла, читайте здесь.

Еще одной особенностью электродного оборудования является его защита от перегрева, которая часто отсутствует в системах, работающих на других видах топлива.

Если по любым причинам в котел перестает поступать теплоноситель, нагрев прекращается автоматически.

Преимущества устройств

Все отопительное оборудование имеет свои положительные и отрицательные стороны. Поэтому, при выборе наиболее подходящей модели электродного котла, стоит обращать внимание, как на плюсы, так и на минусы. Итак, основные преимущества:

Экономичность. Стоимость котлов ниже, чем у аналогичных отопительных приборов. Во время работы достигается достаточно высокий уровень теплоотдачи, КПД составляет не менее 96-98%. При установке дополнительного оборудования и использования специального теплоносителя можно добиться экономии расхода электроэнергии около 40%.
Компактность. Котел весит очень мало, что существенно отличает его от газового оборудования, вес которого может достигать 50-60 кг и больше. Промышленный электродный агрегат имеет вес около 6 кг.
Возможность увеличения мощности. Если номинальной производительности прибора не хватает для нагрева помещения, можно использовать несколько нагревательных узлов, подключая их в общую сеть. Максимальная мощность, в таком случае, составит 150 кВт. Блок управления электродным котлом одновременно будет управлять и контролировать работу всех отдельных узлов.

Целью испытаний водогрейных котлов является определение фактических эксплуатационных, теплотехнических и экологических показателей.

Схему водогрейной котельной смотрите тут.

Безопасность. Использование электродных котлов намного безопасней, чем эксплуатация газового или оборудования, работающего на твердом топливе.

Еще одним весомым преимуществом является то, что данное оборудование можно использовать практически для любых систем отопления промышленных и бытовых объектов, а также складов и других помещений.

Основные недостатки электродных отопительных котлов

Как уже отмечалось, каждый вид отопительной техники, имеет свои недостатки, и электродные котлы не являются в этом исключением. К минусам такого оборудования относятся:

Требовательность к качеству теплоносителя. В систему отопления нельзя залить обычную воду из-под крана. Запрещается и использование для этих целей тосола или жидкости из артезианских источников.
Регистрация. Еще один аспект, который существенно уменьшает количество желающих установить такой вид отопительного оборудования. Сроки регистрации могут растянуться до полугода и больше, а сбор сопроводительных документов потребует определенных финансовых затрат. Впрочем, все расходы обычно окупаются уже за первый год автономного отопления помещения.

Котлы на отработанном масле. Область применения и виды.

Об устройстве котла на отработанном масле, читайте здесь.

Недостатки не так уж и значимы, а выгоды и перспективы от его установки, а также быстрая окупаемость, делают электродный котел одним из наиболее экономически выгодных отопительных устройств.

Как увеличить производительность?

Кроме того, что электродные котлы сами по себе достаточно экономичны и производительны, с помощью дополнительных приборов и материалов можно увеличить их КПД еще больше. Для этой цели может использоваться:

Теплоноситель. Лучше всего заполнять систему отопления специальной жидкостью, которую продают производители данного оборудования. Обычная вода для электродного котла не подходит. В крайнем случае, для придания ей необходимых свойств, необходимо добавить обычную поваренную соль.
Блок управления. Автоматический регулятор, который самостоятельно устанавливает наиболее экономичный и производительный режим в рамках установленной программы. Преимущества от его применения очевидны в случае, если необходимо объединить несколько нагревательных котлов в единую сеть и управлять всеми одновременно.

Относительно небольшие материальные затраты могут существенно увеличить производительность оборудования. Вложения при этом окупаются достаточно быстро.

Электродные котлы для систем отопления являются удобным и практичным оборудованием, которое составляет серьезную конкуренцию газовым и твердотопливным аналогам.

kotlotech.ru

принцип работы, чертеж, инструкция по самостоятельной сборке

Вопрос об отоплении рано или поздно встает перед каждым объектом, как жилым, так и общественного пользования, на любом этапе строительства. Комфортные условия пребывания в помещении обеспечиваются дровяными, газовыми либо электрическими системами. Малоизвестные на сегодняшний день в России электродные котлы еще не смогли завоевать свою нишу на рынке. Их высокая стоимость, весьма ответственная схема монтажа и отсутствие достаточного количества отзывов по использованию вызывают сомнения у многих потребителей.

Оглавление:

Схема действия
Преимущества и недостатки
Инструкция по самостоятельной сборке
Подключение и эксплуатация

Принцип работы

Электродные котлы представляют собой устройства для отопления закрытого типа. Схему применения электродов предложил еще Н.Тесла, основываясь на нагревании за счет электрического сопротивления теплоносителя. Эффективность такого оборудования обусловлена использованием низкокалорийного топлива и хорошей амортизирующей системой, что сводит на нет необходимость в техническом обслуживании и дополнительные затраты на издержки эксплуатации.

Схема действия котла с накопителем и ТЭНом кардинально отличается от варианта с электродами. В первом случае нагревательный элемент располагается на дне емкости и обеспечивает прогрев теплоносителя постепенно, по всем законам физики снизу вверх. Принцип работы электродного котла подразумевает использование в качестве нагревательного элемента сам теплоноситель. В накопитель с объемом жидкости помещают электроды, пропускают через них малый стартовый электрический ток, система нагревается с выполнением определенного КПД.

Следует упомянуть, что мощность такого устройства прямо пропорциональна сопротивлению теплоносителя и температуре нагреваемой воды. Электродные отопительные котлы характеризуются более продолжительным сроком службы (до 30 лет) и экономией средств на электроэнергию, так как при малейших утечках или выкипании жидкости электрическая цепь размыкается, и автомат отключается сам.

Плюсы и минусы

Индукционное отопление предназначено для функционирования автономных систем обогрева и водоснабжения, а также некоторых технологических процессов, связанных с нагревом промежуточного теплоносителя. Это могут быть гальванические ванны, ректоры и другие объекты.

Электродные и теновые котлы одинаково применяются в основном в местах, недоступных к газификации. Чаще всего это частные дома и небольшие постройки, в некоторых случаях даже многоквартирные дома. Однако сфера использования электродов для отопления распространяется и на промышленные, сельскохозяйственные объекты, садово-огородные конструкции, ангары, автомастерские и прочие постройки. Также электродный обогрев может быть дополнительным или резервным источником тепла, если в доме есть газоснабжение.

К преимуществам использования электродного отопления можно отнести:

1. возможность монтажа в существующую схему;

2. КПД установки на уровне 98-99 %;

3. высокая теплоотдача оборудования при потреблении малой мощности;

4. автоматический контроль температуры теплоносителя и наличия воды в системе;

5. безопасность в эксплуатации;

6. экологически чистый обогрев;

7. быстрота нагрева в сравнении с аналогами;

8. малые габариты оборудования;

9. бесшумная работа прибора;

10. надежность и длительный срок службы;

11. возможность сборки своими силами;

12. отсутствие необходимости в газопроводе;

13. экономичность и безопасность при соблюдении всех правил монтажа и эксплуатации таких устройств.

Однако есть и свои незначительные устранимые минусы в работе электродных систем отопления:

высокие требования к качеству теплоносителя;
регистрация оборудования;
обязательное заземление котла и всей конструкции обогрева из-за возможного накопления статического электричества;
необходимость в ежечасной поддержке уровня сопротивления теплоносителя – при понижении показателя существует риск возникновения электродугового пробоя;
неудовлетворительная совместимость с радиаторами и другими комплектующими отопления.

Стоит отметить и необходимость дополнительной установки – автомата, контролирующего работу системы на случай утечки теплоносителя или перепадов напряжения. Этот фактор в значительной степени удорожает процесс монтажа оборудования, приравнивая его к стоимости твердотопливного котла. Однако таким образом происходит предотвращение возможных аварийных ситуаций и экономическая выгода использования, так как котел не будет работать «всухую».

Как сделать своими руками?

Инструкция по монтажу электродного котла своими руками достаточно проста и включает в себя детали, исключающие возможность поломки, отсюда и длительность в эксплуатации. Самодельное устройство будет значительно ниже в цене, чем его заводские аналоги и, по отзывам пользователей, ничем не хуже справляться со своей основной задачей.

Схема действий по сборке электродного котла состоит из следующих этапов:

1. Создание чертежей будущей системы с указанием всех деталей, а также количества контуров. В электродном оборудовании допускаются как двухконтурные, так и одноконтурные вариации.

2. Установка и надежное заземление котла согласно произведенному на свет чертежу. Сборка включает в себя минимальные сварочные работы и широкий простор для модификации с помощью подручных средств. Обязательным условием является изоляция электрода от внутренних стенок устройства. Не стоит также собирать оборудование из разных материалов для предупреждения образования «гальванической пары» и последующего роста накипи. Корпус готового изделия допускается покрыть термостойкой эмалью.

3. Подвод и настройка циркуляции воды в силу повышения ее температуры.

4. Подбор и применение подходящих материалов и радиаторов, положительно взаимодействующих с теплоносителем. Хорошо, если приборы состоят из биметаллов или первичного алюминия – наиболее безвредные, с меньшим количеством примесей, не оказывающие негативного влияния на электрокотел.

5. По необходимости установка автоматического оборудования для управления системой.

При сборке особое внимание стоит уделить герметичности сварных швов. Для тестирования нужно провести очистку от шлаков, натереть мыльной пеной, набрать в аппарат воды и в рабочем состоянии нагнетать избыточное давление при помощи компрессора. При некачественном соединении на линии сварки будут появляться пузырьки.

Выполненный своими руками электродный котел стабильно будет нагревать воду в пределах 120 °C. Плавная регулировка температурного режима в таком случае, к сожалению, отсутствует.

Особенности эксплуатации

Инструкция по подключению электродного котла достаточно строго определяет правила безопасности, обязательные для исполнения. В противном случае существует риск поражения электрическим током, вывода из строя всей установки. Поэтому заводские устройства рекомендуется монтировать под руководством профессионалов.

Схемы подсоединения электродного котла разнятся для проточного нагрева воды или же для отопительной конструкции. Существует несколько способов подключения электродов в действующую систему:

наравне с другими отопительными котлами;
однофазно;
для трехфазного котла;
подключение блоков регулировки и автоматического контроля.

Основной нюанс подсоединения заключается в следующем: выход у электродного котла и труба стояка должны быть одного и того же диаметра, без каких-либо сужающих переходников. Так же, как и в случае без принудительной циркуляции, но дополнительно строго соблюдаются углы наклона водопровода в 5-8°. Самодельные котлы, как правило, имеют ориентировочную мощность не выше 4 кВт, что соответствует силе тока в цепи в 18 А. Для настройки оборудования используют бытовой амперметр. Систему подключают к питанию для предварительного прогрева воды. Параллельно готовится рабочий раствор соды пропорцией 1:10.

Контролируя показания амперметра, в теплоноситель постепенно вводится содовый раствор шприцем или через расширительный бак. Манипуляции прекращаются, когда значение прибора окажется на уровне 16-17 А. В противном случае, при превышении допустимой концентрации может произойти выброс пара с разрывом трубопровода.

Допустимый расход теплоносителя – 8 л на 1 кВт мощности. При несоблюдении этого параметра значительно возрастает потребление электроэнергии. Для увеличения КПД системы отопления рекомендуется проводить подготовку жидкости либо покупать специальный состав у производителя. Иногда вполне пригодна дистиллированная вода или с добавлением обычной поваренной соли. Дело в том, что электроды подвержены наслоению накипи при использовании обычной жесткой воды из-под крана. Отсюда существует риск снижения номинальной мощности.

Потребность в дополнительной установке блока управления объясняется повышением эффективности работы прибора, особенно в случае, когда нужно объединить сразу несколько устройств в одну цепь. Необходимо помнить, что при нагревании воды электродами, происходит химическая реакция с выделением некоторого количества газа в процессе. Поэтому периодически следует спускать воздух, чтобы избежать завоздушивания системы с ее последующей поломкой. Для этого в верхней точке электродного оборудования монтируется клапан-воздушник и манометр.

obogrevguru.ru

Как сделать электродный котел своими руками: этапы изготовления и устройство

В электродном отопительном устройстве увеличение температуры теплового носителя происходит за счёт броуновского движения ионов. Подобная конструкция позволяет экономить расход электрической энергии и способствует её рациональному использованию. Как сделать электродный котёл своими руками? Ответив на этот вопрос, можно снизить затраты на сооружения системы отопления и попытаться изготовить её самостоятельно.

Список материалов и инструментов

На начальном этапе следует внимательно изучить чертежи будущей отопительной системы и в соответствии с ними произвести подбор необходимых материалов и инструментов. Для изготовления обогревательного прибора понадобятся следующие элементы:

устройство для сварки. Лучше, чтобы аппарат имел инверторную конструкцию. Новичку проще с ним работать;
труба из стали. Из неё будет изготавливаться корпус котла. Оптимальный диаметр трубы составляет 10 см. Её длина не должна превышать 30 см;
металлический стержень будет выполнять роль электрода;
тройник для соединения корпуса обогревателя с батареями отопления;
муфта для крепления котла;
изоляционный материал для клемм и электродов;
клеммы для оборудования контура заземления;
болгарка.

Принцип действия

Работа электродного котла основана на протекании процесса электролиза. В воду опускают два разноимённо заряженных электрода. Ток, подаваемый на них, имеет постоянное значение. Результатом химического процесса является разнонаправленное движение ионов.

То же самое происходит в обогревательном устройстве. Только на контакты электродов подаётся переменное напряжение. Ионы с огромной частотой постоянно меняют направление своего движения. В результате этого и происходит нагревание теплового носителя.

Преимущества электродной конструкции

Электродные обогреватели обладают рядом преимуществ по сравнению с классическими котлами:

коэффициент полезного действия приближается к 100 %. Простая и надёжная конструкция позволяет практически всю используемую электрическую энергию преобразовывать в тепло;
отопительные устройства обладают небольшими габаритами. Их устанавливают непосредственно в отопительный контур. Не занимается дополнительное место в помещении.
Характерным представителем обогревателей подобного типа является электрокотел скорпион;
приборы имеют высокую надёжность. Если система запускается при отсутствии теплового носителя невозможен её выход из строя;
скачки напряжения не приведут к отключению отопления. Изменится лишь температура нагревания;
самодельный электродный котел для водяного отопления является более экономичным устройством, по сравнению с обычным электрическим нагревателем. При его работе расходуется меньше электрической энергии.

Недостатки

Качественная работа отопительного прибора возможна лишь при определённом составе воды. Отклонения от нормы приведут к уменьшению мощности устройства.

Котёл нельзя использовать без контура заземления. Существует вероятность поражения электрическим током. Электродную обогревательную конструкцию нельзя устанавливать на некоторые виды радиаторов.

Изготовление электродного обогревателя

Существуют различные схемы подключения электродного обогревателя к отопительной системе. При одноконтурном соединении отопление используется только для обогрева помещений. Если установить двухконтурное устройство, теплоноситель будет также использоваться в системе горячего водоснабжения.

Изготовление электродного отопительного устройства осуществляется в следующем порядке:

на стальную трубу, которая в дальнейшем будет использоваться в качестве корпуса котла, насаживается муфта;
на другой конец крепится тройник;
проверяется герметичность соединения, необходимо исключить вероятность возникновения утечек;
торец тройника соединяется с электродом. Его неподвижность обеспечивается с помощью используемого изоляционного материала. Электрод устанавливается в определённом положении и фиксируется;
перед проведением сварочных работ внутрь трубы наливается жидкость;
к трубе привариваются стальные болты. К ним будет крепиться провод заземления и нулевой. Места соединения тщательно изолируются;
На последнем этапе изделие соединяется с отопительным контуром и подключается. Следует учитывать, что для защиты системы нельзя использовать УЗО. В этом случае повышается вероятность поражения электрическим током.

Чтобы обеспечить безопасность работы нагревательного прибора конструкция дополняется следующими элементами:

предохранительным клапаном;
устройством, с помощью которого будет производиться удаление воздуха;
датчиком давления;
расширительным бачок.

Рекомендации по установке

Монтаж электродного обогревателя следует проводить с учётом определённых рекомендаций:

устройство крепится в вертикальной плоскости;
непосредственное соединение прибора с отопительной системой следует осуществлять с помощью металлических труб;
для заземления выбирается медный провод;
перед включением котла необходимо очистить систему с помощью специальных средств.

Регулировка работы обогревательного устройства

Жидкость для электродных котлов должна обладать определённым химическим составом. Для эффективной работы отопительной системы необходимо подобрать правильную концентрацию соли. В этом качестве используют обычную соду. Регулировка проводится следующим образом:

провода питания соединяют с амперметром;
включают отопительный прибор;
в жидкость добавляют соду и заливают её в расширительный бачок;
с помощью амперметра определяют силу тока. Она не должна превышать 18 А;
периодически раствор доливается в отопительную систему и измеряется сила тока. При достижении значения в 17 А доливка прекращается.

Выбор радиаторных батарей

При выборе радиаторов следует учитывать мощность отопительного устройства. 1 кВт мощности обогревателя должно соответствовать 10 л теплового носителя. Не стоит наливать жидкость с запасом. В этом случае будет расходоваться больше электрической энергии для её нагревания.

Лучше использовать биметаллические или алюминиевые радиаторные конструкции. Они содержат меньше примесей, которые при попадании в систему отопления, будут негативно влиять на её работу.

Особенности эксплуатации

В обогревательных приборах с электродным принципом действия образуются гидролизные газы. Поэтому в системе должны быть предусмотрено устройство для спуска воздушных масс.

Для подачи электрической энергии может использоваться ручной режим или автоматическая система управления. Чтобы увеличить силу тока обогревательного котла необходимо повысить концентрацию соды в жидкости. При изменении характеристик теплового носителя изменяется величина сопротивления. Для стабильной работы устройства следует контролировать состав жидкости, поддерживая определённые пропорции.

Электродные обогревательные устройства обладают высокой эффективностью и применяются для отопления небольших строений. При этом они имеют небольшие габариты и позволяют экономить свободное место в помещении.

ventkam.ru

Электродный котел отопления: конструкция и принцип работы

Среди различных приборов для нагрева воды существует одна, пока что еще малоизвестная на нашем рынке разновидность – электродный котел. К сожалению, этот интересный и перспективный прибор практически не знаком отечественному потребителю. Давайте исправим это недоразумение.

Система отопления не занимает много места

Накопительные водонагреватели

Не ошибусь, если скажу, что услышав слова «бытовой водонагреватель» четверо из пяти представят себе газовую колонку. Этот прибор долге годы служил верой и правдой обитателям первого массового жилья в СССР – легендарных хрущевок. Основным отличием колонок от предшественников – титанов, стала замена твердого топлива (угля) газом. Использование «голубого топлива» позволило массово осуществить принцип проточного нагревания. Вода в колонках нагревается не впрок, а непосредственно перед использованием. Специальный механизм, принимающий с помощью мембраны давление напора воды, открывает подачу газа в горелку, которая и нагревает воду до нужной температуры.

Безусловно, поточное нагревание воды перед использованием – это очень удобно, однако, когда на смену социалистическому способу хозяйствование пришел безжалостный рынок, вдруг выяснилось, что такой способ нагрева воды далеко не всегда экономически оправдан. К тому же проточное нагревание совершенно не подходит для системы отопления, а проблемы с централизованным отоплением также были характерны для «переходных времен».

Бойлер имеет похожий принцип работы как у котла

В результате 90-е и начало «нулевых» ознаменовались триумфальным возвратом в наш быт накопительных водонагревателей. Конечно, это уже не были старинные титаны, знакомые многим по старому кино и книжкам из детства. Их место заняли газовые и электрические бойлеры. Если газовые бойлеры большого распространения не получили (все-таки газ больше подходит для «проточников»), то электрические бойлеры наверняка знакомы если не каждому, то очень многим.

По принципу своего действия электробойлер похож на раздутый до неприличных размеров электрический чайник. В нижней части емкости для воды расположен ТЭН – трубчатый электронагреватель. Заключенная в слой диэлектрика нить из нихрома (сплава никеля с хромом), будучи подключенной к электросети, оказывает сопротивление прохождению электрического тока, за счет чего сильно нагревается. Насколько много тепла выделяет подключенная к электричеству нихромовая нить, легко убедиться на примере обычной лампы накаливания. При работе лампы нагреваются так сильно (лампа накаливания превращает в тепло гораздо больше электроэнергии, чем в свет), что их используют в качестве нагревателей, например в мини-инкубаторах.

Заполняющий трубки ТЭНа диэлектрик обладает теплопроводностью, достаточной для того, чтобы, во-первых, нихромовая нить не сожгла саму себя, во-вторых, достаточно тепла попадало на поверхность ТЭНа, а с нее – в воду.

Что такое электродный котел?

Почему нагревательный элемент располагается именно в нижней части объема воды? По физическим законам, нагретая вода (либо любой другой теплоноситель) имеет меньшую плотность, чем холодная, а значит, поднимется вверх, подобно тому, как менее плотное масло всегда скапливается на поверхности более плотной воды. Именно сверху котла происходит забор теплоносителя для использования, снизу же к нагревательному элементу подается холодный теплоноситель.

Таким образом, нагрев теплоносителя в электрическом бойлере происходит не по всему объему, а постепенно. Из-за этого накопительные нагреватели обладают достаточной инертностью, тем большей, чем больше объем накопительной емкости. Между включением бойлера и выходом его на рабочий режим должен пройти промежуток времени, достаточно значительный для бойлеров с большим объемом накопителя.

Принцип работы котла

Можно ли преодолеть инертность накопительных нагревателей, ведь законы природы не обманешь? Оказывается – можно, если нагревательным элементом будет выступать… сам теплоноситель. Несмотря на неожиданность такого решения, в нем нет совершенно ничего необычного. Ведь мы же знаем (на примере той же нихромовой нити) о свойстве материалов с повышенным электрическим сопротивлением нагреваться при прохождении через них электротока. Но ведь ровно теми же свойствами обладает большинство используемых в системах отопления теплоносителей, в том числе и обычная вода.

Остается только поместить внутрь накопителя два электрода и пустить через объем теплоносителя электроток, пусть он нагревает сам себя. Полученный таким образом прибор получил название электродный котел.

Особенности котла

Те читатели, которым довелось быть студентами (особенно технических специальностей) и проживать в общежитии, наверняка узнают в электродном котле старый добрый «студенческий кипятильник» — два провода, опущенные в стакан с водой и включенные в розетку. Иногда к проводам для увеличения площади припаивались бритвенные лезвия (лезвия «Шик» только для этого и годились).

Это устройство нарушало все возможные правила техники безопасности работы с электроприборами и пожарной безопасности, из-за чего становилось причиной многочисленных аварий электросети (сожженные пробки заменялись «жучками», что усугубляло ситуацию), пожаров и электротравм. Повышенная опасность электродных котлов и является главной их особенностью.

Трубчатый электронагреватель полностью изолирован, «пробой» электричества через исправный ТЭН исключается. В электродных котлах же электричество подается в накопительную емкость непосредственно, поэтому в электроизоляции нуждается как накопительная емкость, так и весь контур циркуляции теплоносителя. При использовании двухконтурной схемы (при применении котла для нужд горячего водоснабжения), в тщательной электрической изоляции нуждается и теплообменник.

Трубчатый электронагреватель — сердце котла

Естественно, чем больше площадь изоляции, тем выше вероятность утечки, поэтому электродный котел представляет повышенную опасность поражения жителей дома или квартиры электрическим током. Использовать же устройство автоматического отключения вместе с электродным котлом нельзя, УЗО будет постоянно отключаться из-за больших утечек тока. Необходимость надежного заземления при этом настолько очевидна, что ее даже нет смысла оговаривать отдельно.

Другой особенностью электродных котлов является необходимость точного контроля температуры теплоносителя. В отличие от обычных электронагревателей, сопротивление нагревательного элемента электродных котлов (которым, напомним, является сам теплоноситель) очень сильно зависит от температуры. С повышением температуры, растет и сопротивление, повышая потребляемую мощность котла. Экспериментально установлено, что оптимум отношения «теплоотдача/потребляемая мощность» достигается при температуре теплоносителя (независимо от его химического состава) 75 градусов Цельсия. Именно эту температуру теплоносителя необходимо поддерживать во время работы котла.

В электродных котлах теплоноситель является частью электросети – нагревательным элементом. Это предъявляет дополнительные требования к свойствам и качеству теплоносителя.

Ради чего же все эти сложности, какими преимуществами обладают электродные котлы?

чрезвычайно высокий КПД, превышающий 90%;
отсутствие опасности пожара при повреждении контура и вытекании теплоносителя. В этом случае котел просто отключится, так как электрическая цепь, частью которой является теплоноситель, разомкнется;
меньшая (близкая к нулю) инертность котла, позволяющая выходить на рабочий режим за короткое время;
кроме того, низкая инертность способствует лучшему автоматическому регулированию;
простая конструкция позволяет уменьшить габариты прибора и сократить его стоимость;
электродные котлы менее чувствительны к перепадам напряжения в электросети.

Отзывы об использовании электродных котлов существуют самые различные. Есть ли смысл связываться?

ЭВИК

Как видите, электродные котлы обладают рядом неоспоримых преимуществ, но и опасностями, возникающими при их использовании, пренебрегать нельзя. А можно ли использовать преимущества электродных котлов, сведя опасность к минимуму? Для этого служат устройство, успевшее собрать положительные отзывы и получившее название электродно-вихревой индукционный котел, или сокращенно ЭВИК.

В электродно-вихревых нагревателях емкость с теплоносителем помещена внутри индуктора – обмотки электрического провода. В обмотку подается ток высокой частоты, вследствие чего вокруг теплоносителя генерируется высокочастотное электромагнитное поле. Происходит так называемое наведение электромагнитным полем вихревых токов в теплоносителе, в результате чего теплоноситель нагревается.

Схема работы ЭВИК

Таким образом, в электродно-вихревых индукционных котлах (ЭВИК) отсутствует непосредственный контакт теплоносителя с электрической цепью, что практически решает проблему опасности обычных электродных котлов.

ЭВИК можно использовать в сети с подключенным УЗО;
ЭВИК не требует изоляции всего контура циркуляции теплоносителя;
требования к заземлению электронно-вихревых индукционных котлов не превышают требований к заземлению приборов аналогичной мощности.

Электродные и электродно-индукционные котлы – приборы сравнительно новые, практика их использования пока небольшая. Стоит ли верить отзывам и устанавливать такой прибор у себя дома – решать вам.

Рекомендуем также ознакомиться с индукционными водонагревателями.

klivent.biz

Статья Принципы работы электрокотлов в схемах

На что нужно обращать внимание при выборе типа электронагревателя для автономного отопления и горячего водоснабжения.

Каждый, кто сталкивался с множественным выбором, прекрасно знает, как непросто даются решения, особенно если цена их высока. Конечно, задачи, стоящие перед специалистом-энергетиком, может быть, и не такие ответственные, как перед авиадиспетчером, и от выбора типа нагревателя жизни людей непосредственно не зависят, но, осознавая это, принимать решение становится отнюдь не проще. Сегодня мы постараемся помочь разобраться, в чем же заключаются принципиальные отличия между наиболее широко распространенными типами электронагревателей. Причем постараемся сделать это в иллюстрациях. Надеемся, этот материал поможет, во всяком случае, упорядочить те моменты, которые нужно принять во внимание при выборе оборудования.

Нагреватель нагревателю рознь

Мы сознательно сузим охват типов нагревателей, так как редко когда встает задача сравнить, например, газовый и электрический котел. Топливо, по большому счету (а вернее, его доступность и цена), являются определяющими при выборе типа котла. Если рядом проходит нитка газопровода и есть условия для подключения, то редко кто будет рассматривать другие варианты. Если, конечно, вопросы эксплуатации не внесут критические изменения. Котельная «на краю» угольного бассейна тоже едва ли имеет альтернативы. До тех пор, пока вопросы экологической безопасности или автоматизации и обслуживания не внесут коррективы.

Так сложилось, что в нашей стране электронагреватели принято относить к бытовому сегменту. Жители больших городов, да и сельские жители, уже привыкли к бойлеру в ванне или на кухне. Многие выбирают электрический котел в качестве основной или резервной системы для отопления частного дома. Электрическая энергия, в пересчете на тепловую, обычно получается дороже, чем при сжигании газа, дров или угля. Но если говорить об удобстве, то электронагрев оказывается вне конкуренции. Ведь что может быть удобнее включения одной кнопкой и управления при помощи одной ручки? Вот и пробираются электронагреватели в наши дома. Однако на этом они не собираются останавливаться. Более того, у электронагрева в нашей стране (что уж говорить про «не наши» страны!), оказывается, очень богатая история. Промышленные электронагреватели (электрокотлы и электроводонагреватели) относительно большой мощности чрезвычайно распространены. Во многих обстоятельствах у них и вовсе нет альтернатив. Впрочем, не будем отвлекаться. Скажем так: там, где есть условия и целесообразность применения электронагревателей, обычно выбор делается в пользу одного из следующих типов электронагревательного оборудования: электродный, ТЭНовый или индукционный электрический котел.

Хорошо подкованный в теме читатель может спросить: а как же инфракрасные нагреватели?! А мы этот тип пока исключим из рассмотрения, поскольку инфракрасные установки не применяются в системах отопления с жидким теплоносителем и таким образом, к котельному оборудованию не имеют никакого отношения и выступают, если так можно выразиться, в другой весовой категории.

Трубчатый электронагреватель. ТЭН. Просто ТЭН.

Трубчатые электронагреватели исторически являются первыми приборами, приспособленными к преобразованию электрической энергии в тепловую. ТЭН был изобретен в США, о чем свидетельствует патент 1859 года. С тех пор этот вид электронагревательного прибора является самым распространенным, главным образом, по причине относительной простоты конструкции. Надо отметить, что принципиально в конструкции этого устройства практически ничего не поменялось с момента изобретения:

ТЭН состоит из тонкостенной (0,8 — 1,2 мм) металлической трубки (корпуса), внутри которой находится спираль из проволоки большого удельного электрического сопротивления. За счет этого сопротивления спираль и накаляется. Материалом трубки может быть углеродистая сталь, если температура поверхности ТЭНа в рабочем режиме не превышает 450 °С, и нержавеющая сталь при более высоких температурах или при работе ТЭНа в агрессивных средах. На металл может накладываться химическое или электрохимическое покрытие — лужение, никелирование, фторопласт.

Спираль чаще всего делают из хромоникелевого сплава (чаще можно встретить другое его название – «нихром») или феррохромового сплава. Концы спирали соединены с контактным стержнем, наружная часть которого подключается к питающей электросети. Спираль изолируется от корпуса наполнителем, имеющим высокие электроизоляционные свойства и хорошо проводящим теплоту. В качестве наполнителя, чаще всего, применяют периклаз (оксид магния) или кварцевый песок. После заполнения наполнителя трубку ТЭНа опрессовывают. Под большим давлением кристаллы периклаза спаиваются, фиксируя спираль по оси трубки ТЭНа. Опрессованный ТЭН может быть изогнут для придания необходимой формы. Контактные стержни ТЭНа изолируют от трубки изолятором, торцы герметизируют влагозащищенным кремнийорганическим лаком.

Единичная мощность ТЭНового элемента варьируется от десятков ватт до десятков киловатт. Еще больше разброс в размерах, а уж по форме нагревательного элемента разнообразие ТЭНов и вовсе не имеет себе равных – прямые, спиральные, дугообразные и вообще почти любой формы, которая взбредет заказчику или производителю в голову.

Как известно, чем проще система, тем меньше вероятность выхода из строя. Несмотря на свою кажущуюся простоту, в конструкции ТЭНа не так уж мало элементов, которые служат недобрую службу, а именно: раскаляющаяся спираль, температура которой может достигать 1000 °С; засыпка-наполнитель, от равномерности которой напрямую зависит долговечность ТЭНа; наличие герметизирующих слоев и уплотнений, от которых зависит не только работоспособность ТЭНа, но и его пожарная и электрическая безопасность – именно в таких местах возможны так называемые «пробои» и замыкания. Но и без пробоев напряжение все равно практически всегда передается на корпус, несмотря на наполнитель, поэтому электрокотлы на ТЭНах в обязательном порядке требуют тщательного заземления.

Рассмотрим подробнее плюсы и минусы ТЭНов как таковых (без свойств электронагревателей, которые их содержат – нас интересует принцип нагрева как таковой):

Преимущества

Недостатки

— Универсальность: могут напрямую нагревать почти любые среды.

— Компактность и способность «закачивать» относительно большую мощность на единицу площади (высокая удельная поверхностная мощность)

— Относительная дешевизна.

— Общедоступность. В том числе – доступность сменных деталей.

— Простота управления и, как следствие, недорогая автоматизация нагревателя.

— Простота монтажа при замене.

— Широчайшая гамма форм, размеров и мощностей.

— Удовлетворительный срок службы – качественный ТЭН может проработать до 10 тыс. часов.

— Если требуется небольшая мощность нагрева (в пределах 1-4 кВт) альтернативы ТЭНу по стоимости и удобству почти не существует.

— КПД близкий к 100% при полноценном съеме тепла с ТЭНа (требуется циркуляционный насос). Однако идеальным съем тепла будет только у нового ТЭНа. Отложение накипи сильно портит картину.

— Относительная низкая электробезопасность: необходимо заземлять.

— В плане безопасности приходится полагаться только на автоматику: высокая температура поверхности ТЭНа может привести к аварии.

— Возможность «пробоев», т.е. замыкания спирали под напряжением на корпус. Даже если изделие заземлено и обеспечивается электрозащита, «пробой» приводит к быстрому выходу ТЭНа из строя.

— Из-за высокой удельной поверхностной мощности происходит активное отложение накипи и, как следствие, – снижение теплопередачи, КПД и усиленный износ ТЭНов.

— Несмотря на простоту монтажа, нужна достаточно высокая квалификация: при замене можно повредить уплотнения, вследствие чего ТЭН почти сразу придет в негодность. Есть и другие нюансы.

— В мощных промышленных электрокотлах, в которых установлено несколько ТЭНов, все перечисленные проблемы умножаются на количество ТЭНов в установке. Это приводит к росту эксплуатационных расходов: ТЭНы нужно проверять, вышедшие из строя – менять, а котел прочищать. Появляются довольно длительные профилактические и аварийные перерывы в работе систем, что иногда бывает недопустимо.

— Если требуется большая мощность электронагрева (свыше 100 кВт) недостатки ТЭНов начинают преобладать над преимуществами вследствие роста эксплуатационных и временных издержек.

Электродный котел: детище ВМФ.

Как мы видим, ТЭН – это очень хорошее и важное изобретение человечества. Современному человеку без них уже не прожить. Но инженерную мысль остановить невозможно, поэтому изобретением ТЭНа дело не ограничилось.

Сейчас сложно доподлинно установить, правда это или красивая легенда, но производители электродных котлов утверждают, что изначально разрабатывались они для использования на подводных лодках. В принципе, это правдоподобное утверждение, поскольку многие изобретения человечества шагнули в нашу жизнь из военных КБ. Электродные котлы, на первый взгляд, кажутся вообще идеальными водонагревателями: собственно, вода в них греет, можно сказать, саму себя. Вот как это происходит:

Электродный электрический котел представляет собой стальную трубу с подающим и отводящими патрубками. Внутри этой трубы размещаются электроды. Если нагреватель однофазный (в электрокотлах мощностью от 2 до 6 кВт) то электрод один, если трехфазный (в нагревателях мощностью от 9 до 50 кВт), то три. В основу работы электродного котла положен принцип ионизации воды под действием электрического тока (поэтому иногда такие котлы еще красиво называют «ионными» электронагревателями). Как известно, если поместить в воду положительно заряженный электрод (анод) и отрицательно заряженный электрод (катод), то ионы начинают метаться от одного к другому, а поскольку находятся эти ионы в среде, оказывающей сопротивление (вода), то происходит разогрев этой среды. При подключении электрода к сети переменного тока, имеющей частоту 50 Гц, электрод меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. он 25 раз «побудет» катодом и столько же раз – анодом. Если бы такой смены не происходило, электродный котел, помимо тепла, вырабатывал бы еще чистый водород и кислород, поскольку в нем происходила бы реакция электролиза. Впрочем, электролиз все равно может иметь место при определенных условиях, хотя и не в таких масштабах, как при подключении постоянного тока.

Пожалуй, главной особенностью электродного котла является то, что для обеспечения необходимых параметров нагрева теплоноситель должен быть подготовлен – обычная сетевая вода не подойдет. А если система будет, к примеру, заправлена дистиллированной водой, то вообще никакого нагрева не произойдет. Поэтому теплоноситель для электродного котла должен специально подготавливаться при помощи добавления специальных добавок (солей). По своей сути теплоноситель должен быть превращен в электролит. Так что электродный котел может функционировать только в строго замкнутых системах теплоснабжения с возможно минимальными потерями теплоносителя. Помимо этого, требуется обеспечение особых мер электрозащиты, ведь теплоноситель является токопроводящей средой. Несмотря на заверения производителей электродных котлов, что их продукт – самый эффективный электрический котел, с этим можно убедительно спорить, ведь у электродов довольно ограниченный срок службы, а необходимость подготавливать теплоноситель отнюдь не снижает величину эксплуатационных издержек.

Итак, подведем итоги по электродным котлам:

Преимущества

Недостатки

— Простота конструкции.

— Высокая скорость нагрева.

— Компактные размеры.

— КПД близкий к 100% (в том смысле, что почти вся потребляемая электроэнергия переводится в тепло. Другое дело, что для получения необходимой тепловой мощности нужно следить за соляным составом теплоносителя и состоянием электродов).

— Нет риска аварий, связанным со снижением уровня теплоносителя ниже нормы. Если теплоноситель уйдет из системы – процесс нагрева просто остановится.

— Не страшны перепады в электросети.

— Простота автоматизации и управления.

— Требуются особые меры электрозащиты. При пробое изоляции риск поражения электрическим током выше, чем в ТЭНовых котлах.

— Требуется подготовка теплоносителя и последующий контроль его солевого состава, т.к. электропроводность теплоносителя меняется в процессе эксплуатации, т.е. требуется постоянное и квалифицированное обслуживание.

— Специальные требования ко всем элементам отопительной системы (т.к. электролит – агрессивная среда). Либо ставить промежуточный теплообменник.

— Образование накипи на электродах. В отличие от ТЭНов, накипь не наносит вреда электродам, однако резко падает мощность нагрева. Нагрузочные характеристики снижаются уже после 60-80 часов работы котла.

— Быстрый износ электродов (иногда – до нескольких раз за сезон) и необходимость регулярной замены.

— При снижении удельного сопротивления теплоносителя возможно выделение водорода и кислорода, которые представляют собой взрывоопасную смесь (гремучий газ). В штатных условиях выделения не критичны, однако сам факт отрицать нельзя.

— Желательна установка котла в новую, специально подготовленную, отопительную систему. Врезка в существующую – нежелательна.

Индукционный электронагреватель: новое или подзабытое старое?

Считается, что электронагреватель индукционного типа – это совсем свежая разработка, потому что активное распространение на рынке этот вид нагревателей получил только в конце XX века. А между тем, предпосылки к появлению этого оборудования были заложены практически одновременно с изобретением ТЭНа! Впрочем, с ТЭНом, и даже с принципом нагрева сопротивлением, индукционный нагреватель не имеет ничего общего. Ничего – от слова абсолютно. Гораздо больше общих «генов» у индукционного нагревателя с… трансформатором!

Впервые явление электромагнитной индукции, то есть возникновение электрического тока под воздействием магнитного поля, обнаружил Майкл Фарадей. Однако между обнаружением этого явления и появлением первого трансформатора прошло не одно десятилетие. Сегодня же современная энергосистема не может существовать без трансформаторов в принципе.

Трансформатор – это электромагнитное устройство для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения (без изменения частоты). Такой трансформатор состоит из двух и более катушек проволоки, намотанных на ферромагнитный сердечник. Обмотка, на которую подается напряжение, которое требует преобразования, называется первичной обмоткой, а обмотка, которая преобразует магнитную энергию от первой катушки – вторичной обмоткой. Трансформаторы различают по числу фаз, числу обмоток, способу охлаждения. В основном используются силовые трансформаторы, предназначенные для повышения или понижения напряжения в электрических цепях.

Несмотря на то, что трансформаторы в процессе своей работы выделяют тепловую энергию, они не применяются напрямую как нагревательные устройства – все-таки, их прямое назначение в другом. Однако именно это явление, а именно нагрев, возможно, и подтолкнуло пытливые умы инженеров на создание нагревателя трансформатороного типа, КПД которого по тепловой энергии приближается к 100%.

Вообще, сделать индукционный нагреватель можно даже своими руками – ТЭН сделать и то сложнее. Однако если говорить о промышленном устройстве достаточно высокой установленной мощности, конечно, речи о самоделках быть не может. Да и есть у технологии производства индукционных нагревателей одна особенность, которая ему пока не позволила получить в мире широкое распространение – а именно, при всей простоте конструкции, сложно сделать устройство, которое бы обеспечивало достаточно высокий КПД и коэффициент мощности. Рассмотрим схему:

Для начала разберемся, что же такое «индукционный электронагреватель». Как и трансформатор, индукционный нагреватель состоит из магнитопровода (сердечника), выполненного из трансформаторной стали, вокруг сердечника помещается катушка, которая выполняет роль первичной обмотки, т.е. на нее и подается напряжение. А вот вторичной обмоткой служит не другая катушка, как это было бы в трансформаторе, а полый теплообменник, внутрь которого подается и нагревается теплоноситель. Откуда же берется тепло? Тепло выделяется в теплообменнике под воздействием магнитного поля, которое возникает в первичной обмотке. Таким образом, нагревается сам металл, из которого сделан теплообменник.

Надо особенно подчеркнуть, что индукционный водонагреватель работает НЕ как СВЧ-печь, то есть нагрева непосредственно самого теплоносителя здесь не происходит – частота тока не та. Да это и не нужно – преобразователи частоты – приборы капризные, а влияние СВЧ на жизненно важные органы еще до конца не изучено, так что лучше остановится на токах промышленной частоты (50 Гц) этого более чем достаточно, чтобы нагреть металл до разумной температуры и от него передать тепло теплоносителю.

Как любой другой электромагнитный прибор, индукционный нагреватель имеет такую характеристику как коэффициент мощности (обозначается как cosf). И если говорить о конструкции нагревателя, то это значение является очень важным. Этот коэффициент показывает, какая часть электромагнитного поля участвует в процессе нагрева, а какая – теряется. Так вот, вплоть до конца XX века, не была создана конструкция, которая бы могла продемонстрировать достаточно высокий коэффициент мощности, и вследствие этого, успешно конкурировать с ТЭНовыми или электродными котлами. Однако благодаря научным разработкам группы ученых одного из ведущих технических вузов страны, возглавляемой д.т.н. Анатолием Елшиным, удалось создать конструкцию индукционного нагревателя, обладающего практически такой же энергоэффективностью, как у ТЭНового, однако почти по всем другим параметрам его превосходящий.

Несмотря на кажущуюся сложность конструкции, на самом деле, она на удивление проста: в ней фактически отсутствуют какие-то детали и элементы, которые можно было бы назвать «слабым звеном». Здесь только металл, трубы и провода. Единственное, что хоть как-то ограничивает срок службы такого оборудования (если не считать электронику в системе управления) – это изолятор провода в первичной катушке. Предприятия, которые выпускают сейчас индукционные нагреватели в промышленных масштабах, эту задачу решили при помощи технологий, которые применяются на атомных и гидроэлектростанциях – благо технологии сейчас стали общедоступны. Трансформаторы служат десятилетиями, и у индукционного нагревателя – его генетического собрата – есть все шансы установить новые рекорды долговечности.

Преимущества

Недостатки

— Самый высокий класс электробезопасности, обеспечивающийся конструктивно: греющий контур просто не может замкнуться на питающую обмотку, а магнитным полем «долбануть» не может в принципе. Напряжение прикосновения – всего 2В!

— Пожарная безопасность, которая также обеспечивается конструктивно. В отличие от ТЭНов, в индукционном нагревателе нет местных перегревов. Теплоноситель нагревается равномерно и теплосъем происходит по очень развитой поверхности, благодаря чему перепад температур теплоносителя с теплообменником не превышает 20-30 °С.

— Длительные сроки службы. По заявлению производителя – более 100 000 часов (более 30 сезонов). Это правдоподобно, поскольку срок службы ограничен только изоляцией обмоток, а она весьма долговечна.

— Универсальность: может нагревать практически любой жидкий теплоноситель – воду, антифриз, масла. Химический состав не имеет значения.

— Естественное омагничивание воды, незначительные температуры нагреваемого металла и легкая вибрация (незаметная человеку) служат отличной защитой от накипи. Отложения практически не образуются.

— Практически не требует контроля и профилактики, особенно при наличии автоматической системы управления. Работает по принципу «включил и забыл».

— Высокая материалоемкость и, как следствие, более высокие затраты покупателя на приобретение.

— Относительно большие массо-габаритные показатели.

— Выше перечисленные недостатки делают малопривлекательным производство и приобретение установок мощностью менее 10 кВт.

— Относительно плохая ремонтопригодность теплообменника (впрочем, ремонт и не потребуется при правильной эксплуатации).

Индукционный электронагреватель, таким образом, представляет собой очень серьезную альтернативу ТЭНовым и, тем более, электродным котлам – достаточно визуально оценить соотношение преимуществ и недостатков. Так что можно с уверенностью сказать, что данный тип электронагревателей по праву отвоевывает себе все более емкий сегмент рынка.

А в следующий раз мы поговорим, чем же отличаются индукционные электронагреватели разных производителей и что нужно учесть при выборе этого типа оборудования.

termanik.ru