Іонні котли опалення

У цій статті ми поговоримо про іонних котлах опалення. Як працює котел, конструкція і монтаж. Обговоримо переваги і недоліки опалення будинку за допомогою іонного котла.

Найчастіше обігрів електрикою є єдино прийнятним варіантом підтримки необхідної температури в будинку, робочої майстерні, приміщення для сільськогосподарських тварин. І вирішення питання не залишає споживачам варіантів. Всім відомі котельні агрегати з ТЕНами стали найбільш поширеним обладнанням для опалення невеликих за обсягом будівель і споруд. У трубчастих електронагрівачах, встановлених в робочому обсязі котлів, під дією електричного струму нагрівається елемент з високим опором, що передає отримане тепло огороджувальної його трубці і потім самому теплоносія. Під дією різниці температури і тиску відбувається перемішування шарів теплоносія і прогрів всього об'єму.

Творці перших зразків іонних котлів опалення поглянули на це питання під іншим кутом: чи можна спростити складний процес нагріву рідини, прибравши з системи всіх посередників? Досить помістити в водний обсяг електроди і приєднати кожен до мережі змінного струму, використовуючи рідину як електропровідниками.

Трохи історії

Спочатку іонні котли опалення були розроблені для установки на підводних човнах Радянського Союзу. Понад сімдесят років тому опалювальне обладнання такого типу було оптимальним варіантом безпечного і економічного опалювання герметичних відсіків військових субмарин з дизельними двигунами. Воно відрізнялося компактними розмірами і високим ККД, не видавало шум і не вимагало спорудження витяжної системи як в разі використання агрегатів на вуглецевому паливі. Головне - теплоносієм могла бути звичайна вода з моря, її не треба було опріснювати.

Як працює іонний котел опалення

На відміну від тенів, де процес нагріву теплоносія здійснюється через розділяє стінку, в іонних котельних агрегатах температура теплоносія підвищується завдяки переміщенню іонів останнього під дією змінного струму. На електроди, поміщені в робочий об'єм теплоносія, подається змінна напруга частотою 50 Гц. Єдиним шляхом проходження електричного струму є теплоносій, іони якого починають притягатися до протилежно заряджених елементів. Негативні іони - аніони - прагнуть до «позитивного» катода, позитивні іони - аніони - до анода. Переміщення можливо завдяки електричному полю, створюваному працюють електродами котла. Змінність електричного поля створює хаотичний рух іонів в теплоносії, вода починає швидко розігріватися, при цьому не створюється умов для електролізу (розкладання на складові). Електроди в іонних котлах не є нагрівальними елементами.

Нерівномірний розігрівання шарів обсягу теплоносія викликає природне перемішування. Більш теплі маси піднімаються, витісняючи вниз більш холодні. Виникає циркуляція - рушійна сила роботи всього контуру теплопостачання.

Іонізація можлива лише в розчинах електролітів (рідких середовищах з наявністю солей) і виключена в дистильованої воді, адже спочатку в таких котлах використовували морську воду. Показник провідникові середовища не повинен бути більше 3 кОм (при 15 о С). Відсутність солей в теплоносії просто не дозволить створити електричну зв'язок між протилежно зарядженими електродами.

Погляд всередину - опис конструкції електродного котельного агрегату

Конструкція агрегату проста і надійна. Корпус іонного котла має циліндричну форму і виконаний зі сталевої суцільнотягненої труби, зовні покритий поліамідним матеріалом. Застосування даного виду зовнішньої ізоляції обумовлено високою міцністю і жорсткістю покриття, його високими експлуатаційними і електроізоляційними якостями. Приєднання котла до системи теплопостачання передбачено через вступної та вивідний патрубки.

Нагрівальними елементами котлів є електроди зі спеціального сплаву, надійно ізольовані від корпусу гумовими прокладками. В однофазних котлах встановлений один електрод, в трифазних, відповідно, три. Приєднання до електромережі виконується через клемник, для захисного заземлення в нижній частині котла передбачена клема заземлення. Всі елементи конструкції котла забезпечують високий захист від струмового витоку.

Габарити котла мають невеликі в порівнянні з тенів моделями розміри. Довжина і діаметр агрегату не перевищують 600 мм і 320 мм відповідно. Вага котла без теплоносія не перевищує 12 кг. Електродні котли випускають з діапазоном потужностей від 2 до 50 кВт, що дозволяє опалювати від 80 до 1600 куб. м. Потужність однофазних моделей не перевищує 6 кВт, трифазні котли випускаються потужністю від 9 кВт і вище.

Для управління роботою електродного котла встановлюється система контролю, що дозволяє точно налаштовувати і автоматично управляти схемою теплопостачання об'єкта. До складу контролера входять:

- блок захисту від перепадів напруги в мережі живлення,

- блок магнітного пускача.

Дорожчі моделі оснащені функцією віддаленого управління по каналу GSM.

На відміну від нагрівальних котлів з ТЕНами іонні котли менш інертні, оперативніше реагують на зміну параметрів. Застосування контролера дозволяє максимально швидко регулювати температуру теплоносія в контурі і, отже, забезпечувати більш економічний режим роботи.

Котельний агрегат виходить на свою номінальну потужність при досягненні температури теплоносія в робочому обсязі агрегату 75 о С. При більш низьких температурах енергоспоживання агрегату нижче, так як струмовий провідність в холодному середовищі знижена. При цьому, зазначена температура є оптимальною для тривалої і економічної роботи, її перевищення істотно підвищить електроспоживання системи в цілому.

Установка іонного котла опалення в систему теплопостачання

Електродний котел необхідно встановлювати в вертикальному положенні, не допускаючи перекосу в ту чи іншу сторону. Опорні настінні кронштейни для кріплення агрегату повинні бути розраховані на вагу котла з урахуванням теплоносія.

Одне з головних умов безпечної роботи електродного котельного агрегату - професійно виконане заземлення котла, що забезпечує захист при витоку струму. Згідно з вимогами ПУЕ заземлювальний провідник має бути виконаний з міді, перетином не менше 6 кв.мм. Для приєднання корпусу котельного агрегату до контуру заземлення в нижній частині агрегату передбачений заземлюючий клеммник. Результати замірів опору контуру не повинні перевищувати нормований показник - 4 Ом.

При установці іонного котла опалення в тільки що змонтовану систему опалення необхідна лише ретельна промивка останньої чистою водою. Встановлюючи електродний котельний агрегат в існуючий контур, який раніше працював з іншим опалювальним устаткуванням, необхідно виконати промивку системи від накипу і суспензій спеціальними засобами. Наявність небажаних включень призведе до збоїв в налаштуванні роботи системи. Як правило, в технічному паспорті на виріб виробник наводить докладні інструкції, що описують технологію промивки, необхідні препарати і їх концентрацію.

Безаварійну роботу контуру опалення також забезпечують:

- автоматичні воздухоотводчики, змонтовані в верхніх ділянках схеми,

- гідроакумулятор, характеристики якого визначаються обсягом системи і тиском в ній,

- манометр для вимірювання тиску теплоносія,

- зворотний клапан або затвор, що оберігає від зворотного токатеплоносітеля.

В обв'язці котельного агрегату допускається використання металевих і металопластикових труб відповідного діаметра, при цьому з яка подає боку перші 1,2 м повинні бути використані неоцинковані труби.

Особливості установки і роботи іонних котлів в різних типах систем опалення

Іонні котли можуть бути встановлені як в відкритих системах опалення, що працюють на природній циркуляції теплоносія, так і в закритих. У першому випадку нагріта в котлі рідина, найчастіше вода, рухається вгору по подає трубопроводах і наповнює радіатори опалення. Після охолодження в нагрівальних приладах теплоносій повертається за зворотною трубопроводах в котел, де знову нагрівається, і цикл знову повторюється. Для циркуляції теплоносія в закритих системах передбачений циркуляційний насос, який сприяє легкому запуску системи опалення.

У системах з природною циркуляцією всю арматуру, необхідну в обв'язки котла, - регулюючу та запірну - необхідно встановлювати після розширювального бачка, тобто виключити установку арматури на ділянці від вихідного патрубка агрегату до врізки гідроакумулятора.

У системах закритого типу вся арматура встановлюється на ділянці від бака-розширювача до вхідного патрубка котла. Запірну арматуру можна встановити до гідроакумулятора в разі, якщо відразу після котельного агрегату змонтовані апарати безпеки. При такій обв'язки розширювальний бачок можна розташувати на зворотному трубопроводі системи.

Вибір опалювальних приладів для систем з електродними котлами

Для ефективної роботи систем опалення з іонними котельнями агрегатами слід встановити алюмінієві або біметалічні нагрівальні прилади (радіатори опалення). При виборі перших слід врахувати той факт, що вторинний алюміній, з якого виготовлені дешеві радіатори, містить велику кількість домішок, підвищує омічний опір робочого теплоносія. В даному випадку не слід економити на радіаторах, адже це призведе до нестабільності системи і підвищення витрат електроенергії.

Покриті всередині полімерним складом алюмінієві радіатори встановлюють, як правило, у відкритих системах. Наявність в теплоносії розчиненого кисню сприяє швидкому корродірованію поверхні опалювальних приладів. Для закритих систем такої необхідності немає, і застосування радіаторів з підвищеним захистом лише безпідставно завищить вартість системи опалення.

Виробники котельного обладнання не рекомендують використовувати прилади опалення з чавуну - їх висока забрудненість істотно впливає на омічний опір води. Також радіатори з чавуну мають великий внутрішній об'єм, що потребують установки електродного котла більшої потужності і підвищення електроспоживання. Виняток становлять чавунні прилади, вироблені за європейськими нормами і стандартами. Для підвищення надійності перед входом в котельний агрегат встановлюють фільтр-грязевик і фільтр для грубої механічної очистки теплоносія.

Для оптимальної роботи котельного агрегату і виключення необґрунтованого споживання потужності необхідно точно розрахувати обсяг системи опалення, більшу частину якої становлять радіатори опалення. Ідеальним співвідношенням для іонних котлів є 8 л об'єму системи на 1 кВт теплової потужності обладнання. Перевищення цього показника призведе до високих витрат на електроенергію і неекономічною роботі агрегатів, при цьому термін служби електродів котла знизиться.

Всі за і проти

Надійну експлуатацію і широку популярність котлів, що працюють на електриці, пояснює значний ряд переваг:

- висока екологічність обладнання через відсутність димових газів;

- для роботи котла не потрібно особливих режимів вентиляції і видалення відпрацьованих парів, газів;

- ефективність роботи (ККД) наближається до 100%;

- малі габарити при високих показниках потужності в порівнянні з газовими або дизельними котлами;

- безпеку при зниженні рівня теплоносія в системі (на відміну від тенів при недостатньому обсязі води не створюється аварійно-небезпечна ситуація);

- якість електроенергії мережі живлення має незначний вплив на роботу, при зниженні напруги знижується потужність обладнання без значного зміни процесу нагріву теплоносія;

- може бути як основним, так і резервним або додатковим джерелом тепла на об'єкті;

- іонний котел створює необхідний тиск в системі теплопостачання без установки в схему циркуляційного насоса;

- оперативне управління системою обумовлено малою інертністю процесу, а застосування сучасної автоматики дозволяє ефективно підтримувати в приміщеннях необхідну температуру повітря.

Недоліки, які в деяких випадках не дозволяють використовувати іонні котли:

- пуско-наладку можуть виконувати тільки кваліфіковані співробітники з застосуванням спеціалізованого обладнання;

- зміна показника електропровідності циркулюючого теплоносія в процесі експлуатації опалювального обладнання може змінюватися, що вимагає залучення фахівців для правильного налаштування системи;

- іонні котли працюють тільки на змінному струмі;

- для захисту від ураження струмом при пошкодженні ізоляції потрібне надійне заземлення з періодичним контролем опору;

- необхідність періодичної заміни електродів через руйнування останніх дією змінного струму;

- покриття електродів відкладеннями у вигляді накипу перешкоджає іонізації води, її нагрівання;

- необхідність регулярного спостереження показника електропровідності знаходиться всередині теплоносія, при зниженні якого знижується потужність котла;

- нагрів теплоносія до температури не більше 75оС, що обмежує область економічного застосування котлів даного типу;

- високі вимоги до матеріалу і конструкції опалювальних приладів;

- необхідність установки насоса для циркуляції теплоносія при запуску опалювального контуру;

- відсутність можливості відбору нагрітої води з контуру опалення для побутового використання (необхідно встановлювати теплообмінник).

При вирішенні питання про раціональність установки електродного котла слід оцінити стан опалювальної системи, ефективність роботи обладнання даного типу в прийнятій схемі теплопостачання.

Ринок електродного опалювального обладнання

Найбільш поширеними вУкаіни є електродні котельні агрегати наступних торгових марок:

- «ЕОУ» (СПД-ФО О.А. Гончаренко, Україна);

- «STAFOR EKO» (Латвія).

Виробники дають до двох років гарантії на опалювальні агрегати за умови належної експлуатації. Термін служби самого котла становить більше 10 років при регулярній заміні струмових електродів кожні 3 роки.

Орієнтовна вартість опалювального агрегату потужністю 2 кВт становить 9,5- 10 тис. Руб. включаючи необхідний блок управління і автоматики - 6,5- 7 тис. руб.

Про що слід пам'ятати

Плануючи до установки електродний котел, запам'ятайте кілька важливих моментів, при яких ваша система теплопостачання буде довговічною, безпечною і високоефективною:

1.Не нехтуйте вимогами до установки та підключення котельного агрегату, відповідально поставтеся до питань безпеки і заземлення електрообладнання.
2.В разі заповнення контуру теплопостачання антифризом забезпечте герметичність і міцність роз'ємних з'єднань на увазі його високої плинності.
3.Подающій і зворотний трубопроводи покрийте ефективною теплоізоляцією для оптимальної роботи котельного агрегату.
4.Большой термін експлуатації контуру опалення значно знижує ефективність і економічність роботи іонного котла, встановленого замість застарілого обладнання. Встановлюючи електродний котел, проведіть капітальний ремонт існуючої системи теплопостачання з обов'язковою заміною радіаторів на сучасні моделі приладів;
5. При розгалуженій схемі теплопостачання, наприклад в багатоповерхових будинках, ефективним рішенням буде установка декількох агрегатів на кожному поверсі або в кожному окремому корпусі. Це буде трохи дорожче, але надійніше в плані експлуатації.
6. У системи опалення з іонними котельнями агрегатами не можна встановлювати теплу підлогу, так як максимально можлива для нього температура теплоносія (45оС) не дозволить працювати котлу в оптимальному робочому режимі.

Основні переваги і недоліки плоскої покрівлі

Будь-яке будівництво закінчується будівництвом даху. Саме вона буде захищати будівлю від атмосферних опадів та інших негативних чинників, тому варто приділити особливу увагу її облаштування. Форма даху може бути різною, для нежитлових будівель переважно використовується плоска покрівля, так як це один з найбільш економічних варіантів. На сторінці ви зможете дізнатися про такий вид даху більш докладно, ознайомитися з усіма його перевагами і недоліками.

Чому не розповіли про кращому тахеометре фірми Sokkia? Sokkia FX-102 мені здається взагалі краще багатьох Leica. Можете порівняти характеристики і ціни на сайті smpr. ru / catalog / takheometry /