Электрические котлы: типы, достоинства и недостатки. Паровые электрические котлы

Тема 12. Электрические водонагреватели и паровые котлы

Рассматриваемые вопросы:

- область применения и классификация;

- элементные водонагреватели и парогенераторы;

- электродные водонагреватели и парогенераторы;

- расчет мощности и выбор установок.

Рекомендуемая литература:

- Карасенко В.А. и др. Электротехнология. – М.: Колос, 1992, (текст)

- Электронагревательные установки в сельскохозяйственном производстве. /Под общ. ред. В.Н. Растригина/. – М.: Агропромиздат, 1985.

- Электротехнологические промышленные установки. Учебное пособие./ Под ред. Д. Свенчанского/. М.: Энергоиздат, 1982.

- Утешев У. Электртермиялық кондырғылардын теориялық және жобалау негіздері. – Алматы: Каз УАУ, 1996.

Краткое содержание

Электрические водонагреватели и парогенераторы применяют в системах горячего водоснабжения, отопления и вентиляции, в технологических процессах животноводства и растениеводства, в ремонтном производстве.

По сравнению с топливными установками электрические водонагреватели и парогенераторы позволяют снизить единичную мощность, повысить коэффициент использования и уровень автоматизации теплогенераторов, более точно поддерживать температуру и получить больший технологический эффект, снизить затраты на обслуживание, уменьшить длину тепловых сетей.

Установки для электрического нагрева воды и генерации пара классифицируют по технологическому назначению (электрические водонагреватели, парогенераторы, пароводонагреватели), по виду нагрева (элементные, индукционные, электродные), по характеру работы (проточные и аккумуляторные), по напряжению (низковольтные до 0,4 кВ и высоковольтные до 10 кВ).

Совокупность технических средств, обеспечивающих нагрев воды и подачу её к месту потребления, образует систему горячего водоснабжения. В зависимости от степени концентрации электрических водонагревателей возможны следующие системы горячего водоснабжения:

- централизованные в масштабах всего объекта (фермы, комплекса, механизированного двора) с производством теплоты в специальном помещении, называемом центральной электрокотельной;

- децентрализованные по отдельным зданиям объекта с производством теплоты в электрических водонагревателях;

- децентрализованные по отдельным помещениям и тепловым процессам, сформированные на базе специализированных водонагревателей.

Мощность, годовой расход энергии и затраты на горячее водоснабжение в децентрализованных системах на 30…50 % ниже, чем при централизованном теплоснабжении.

Элементные водонагреватели и парогенераторы представляют собой установки косвенного электронагрева сопротивлением. Различают аккумуляционные и проточные водонагреватели и пароводонагреватели.

Аккумуляционные водонагревателипредназначены для нагрева и сохранения горячей воды в течение длительного времени. Водонагреватель представляет собой металлический теплоизолированный резервуар цилиндрической формы, внутри которого установлены трубчатые электронагреватели.

Аккумуляционные водонагреватели САОС и САЗС (С – способ нагрева сопротивлением, А – аккумуляционный, ОС ЗС, - открытая или закрытая система водоразбора) устроены одинаково и предназначены для работы в системах водоснабжения с избыточным давлением до 0,4 МПа.

Водонагреватели ЭВ-150М и САОС аналогичны по устройству и различаются размерами бака-аккумулятора.

Проточные водонагреватели не имеют резервуара для хранения горячей воды и теплоизоляции корпуса, более компактные и быстродействующие, чем аккумуляционные. Различают элементные ЭВ-Ф- 15 и индукционные 084.ПВ – 1. проточные водонагреватели. Последний представляет собой трехфазный понижающий трансформатор мощностью 30 кВА. Первичная обмотка выполнена из медного провода, вторичная – из стальной трубы диаметром 20 мм и электрически замкнута накоротко.

Электрический пароводонагреватель ЭПВ-25 предназначен для раздельного получения горячей воды и пара. В водогрейном режиме работает как проточный нагреватель.

Элементные водонагреватели наиболее эффективно применять для локального горячего водоснабжения потребителей, сравнительно небольших сельскохозяйственных объектов. Наработка элементного водонагревателя на отказ 10…14 месяцев. При этом 81 % повреждений приходится на ТЭНы и 15 % на регуляторы температуры.

Электродные водонагреватели и парогенераторы относят к установкам прямого электронагрева сопротивлением. Водонагреватели выпускают на номинальное напряжение 0,4; 6 и 10 кВ и максимальное рабочее давление 0,6 МПа для низковольтных и 1…1,5 МПа для высоковольтных аппаратов.

Электродные водонагреватели предназначены для нагрева проточной воды в замкнутых системах теплоснабжения с избыточным давлением до 0,6 МПа. Они представляют собой цилиндрический сосуд, внутри которого расположены электроды для подвода тока к воде и электроды или диэлектрические вставки для регулирования мощности.

Электродный проточный водонагреватель ЭПЗ имеет два исполнения, различающихся приводом механизма регулирования мощности (И2 – ручной привод, И3 – электродвигательный привод).

Эквивалентная электрическая схема замещения водонагрева - треугольник. Мощность водонагревателя регулируют изменением площади активной поверхности регулирующих электродов (от 25 до 100%).

Электродный водогрейный котел КЭВ на номинальное напряжение 0,4 кВ выпускают в двух исполнениях: с цилиндрическими электродами для воды, имеющей удельное сопротивление при 20°С ниже 10Ом∙м, и с пластинчатыми – для воды, удельное сопротивление которой выше 10 Ом∙м. Число электродов зависит от мощности котла и равно 3n +1, где n – целое число. Эквивалентная схема замещения водонагревателя - треугольник. Мощность регулируют изменением активной высоты электродов.

Высоковольтные котлы КЭВ на напряжение 6 и 10 кВ, мощностью 2500, 6000 и 10000 кВт с максимальной температурой воды 130 и 150°С конструктивно аналогичны низковольтным котлам этого типа. Цилиндрическая электродная система состоит из трех, шести или более однофазных групп, образованных коаксиально расположенными фазными и нулевыми электродами, между которой соосно установлена подвижная труба из диэлектрика для регулирования мощности.

Электродные парогенераторы предназначены для получения пара с избыточным давлением до 0,6 МПа и температурой до 164 °С. По устройству и принципу действия они аналогичны электродным водонагревате-

лям, однако их электродные системы более просты, что обусловлено тяжелыми условиями работы в кипящей воде.

Электродный паровой котел КЭПР регулирует мощность самопроизвольно в зависимости от разбора пара.

Электродный парогенератор ЭЭП состоит из котла, питательного бака, термического деаэратора и насоса, монтированных на общей раме, и щита управления. Вода из водопровода через фильтр и противонакипное магнитное устройство поступает в питательный бак, откуда насосом – дозатором подается в электродный котел.

Применение электродных водонагревателей и парогенераторов наиболее эффективно в централизованных системах горячего водо - и пароснабжения животноводческих ферм, птицефабрик, механизированных дворов и других крупных объектов. На их базе в большинстве случаев организуют центральные электрокотельные с аккумуляцией теплоты.

Водонагреватели и парогенераторы выбирают по технологическому значению и расчетной мощности. При этом учитывают график потребления энергии и возможность аккумуляции горячей воды, если это необходимо.

Мощность поточного водонагревателя или парогенератора

Р = Qmax/(3600∙ ),

где Qmax – максимальная часовая потребность в теплоте,Дж/ч;

Мощность аккумуляционного водонагревателя или электрокотельной, работающей с аккумуляцией теплоты,

Р= Кз ∙Qc / ( ),

Кз – коэффициент запаса, учитывающий возможность расширения теплопотребления, равный 1,2…1,25; - продолжительность работы водонагревателя или электрокотельной в течение суток, с.

Требуемую температуру tсм воды лостигают смешиванием горячей воды из водонагревателя с холодной. Расход горячей Gг и смешанной Gсмводы связан отношением

Gг = Gсм(tсм- tх)/( tг- tх).

По расчетной мощности выбирают требуемое число водонагревателей или парогенераторов.

infopedia.su

Электрические паровые котлы 100-500кг / ч

1. Пункт отличное поглощение аналогичных продуктов в Европе, на основе этой производительности, новый дизайн соответствует китайским национальным стандартам JB / T10393. Технические характеристики от 72KW-360KW будут удовлетворять различным требованиям и потребностям. 2. При использовании нагревательного элемента Nichrome, высокотемпературное сопротивление электрического провода превышает 1000 ° C, срок службы в 5-10 раз превышает традиционный, применение анодной технологии на основе магниевого стержня, это гарантирует, что нагревательный элемент трудно сформировать Масштаба, любой другой продукт несравненный. 3. Уникальный встроенный пароводяной сепаратор решает проблему пара с водой, которую приносят аналогичные продукты. И это также самая существенная разница по сравнению с отечественными аналогичными продуктами. 4. Все внутренние трубопроводы и система управления котлом были подключены перед отправкой на завод. Автоматическое управление в одно касание, безопасность, энергосбережение, защита окружающей среды, долговечность, высокая производительность и низкое потребление, между тем тепловая эффективность достигает 98%.

ИДЕАЛ ДЛЯ ОДЕЖДЫ ОДЕЖДЫ, ПРАЧЕЧНОЙ, БОЛЬНИЦЫ, ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ПАРОВЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ И т.д. ...

II. Технические характеристики:

ru.electric-steamboiler.com

Электродные котлы

Электродные котлы

Электротеплоснабжение является одной из форм централизованного теплоснабжения потребителей. Преимущества электроэнергии - простота конструктивного исполнения электроотопительных приборов, возможность точного поддержания температурного режима в отапливаемых помещениях и экономия в связи с этим первичных энергетических ресурсов у потребителя, более широкие возможности автоматизации процесса - позволяют при помощи электрических схем теплоснабжения реализовать и определенные преимущества, характерные для индивидуальных систем теплоснабжения, прежде всего их мобильность. Одним из элементов в схемах электротеплоснабжения являются электродные котлы паровые и водогрейные, работающие по принципу прямого преобразования электрической энергии в тепловую.

Электродные котлы паровые регулируемые предназначены для выработки насыщенного пара давлением до 0,6 МПа (6 кгс/см2) и применяются для отопления жилых и производственных помещений, а также для технологического пароснабжения сельскохозяйственных, промышленных и бытовых объектов. Условное обозначение котла: числитель - потребляемая электрическая мощность, кВт; знаменатель - номинальное напряжение питающей сети, кВ. Например, условное обозначение КЭПР-250/0,4 расшифровывается: котел электродный паровой регулируемый потребляемой мощностью 250 кВт, номинальным напряжением питающей сети 0,4 кВ.

В паровом котле теплота, выделяющаяся при протекании электрического тока через воду, представляющую активное сопротивление, идет на ее нагрев и испарение. Электродные котлы паровые вырабатывают насыщенный пар. Конструкция электродного парового котла на напряжение 0,4 кВ показана на рис. 16.

В цилиндрическом корпусе котла установлена коаксиально цилиндрическая обечайка с двумя камерами - парогенерирующей 1 и вытеснительной 2. В парогенерирующей камере расположен пакет плоских электродов 3, на которые по токоведущим шпилькам через проходные изоляторы 4 в днище 5 подается напряжение 0,4 кВ трехфазной электрической сети. Вода, заполняющая межэлектродные пространства, образует активные электрические сопротивления, включенные по схеме ’’треугольник”.

Крайние пластины пакета электродов изолируются снаружи диэлектрическими пластинами для исключения несимметричной нагрузки по фазам (перекоса). В случае питания котла водой с низким удельным сопротивлением система электродов выполняется из трех цилиндрических стержней (вариант А), а не из плоских.

Парогенерирующая и вытеснительная камеры сообщаются по воде в нижней части котла, по пару обе камеры связаны только через регулятор температуры РТ-40. Конструкция котла обеспечивает автоматическое регулирование в заданном режиме электрической мощности котла и, следовательно, его паропроизводительности. Повышение давления пара в котле выше установки регулятора температуры связано с закрытием клапана регулятора, при этом перекрывается связь парогенерирующей камеры с паровым объемом вытеснительной, что приводит к повышению давления в паровом объеме парогенерирующей камеры по сравнению с вытеснительной. Это влечет вытеснение котловой воды из парогенерирующей камеры в вытеснительную, снижению уровня в электродной системе и связанное с этим уменьшение электрической мощности котла и его паропроизводительности. При снижении давления ниже уставки регулятор температуры открывает связь камер по пару, из-за чего давление в них выравнивается, котловая вода перетекает в парогенерирующую камеру, увеличивая уровень погружения электродов, возвращая котел в заданный режим работы.

Ввод питательной воды осуществляется в вытеснительную камеру через поплавковый регулятор уровня 7, отбор пара производится через патрубок 8 в парогенерирующей камере. Поплавковый регулятор уровня 7 представляет сосуд, соединенный двумя патрубками и водяным пространством вытеснительной камеры электродного котла. В съемном днище регулятора имеются два патрубка для автоматической 9 и ручной 10 подпитки. Полый поплавок 11 через шток и кулису соединен с краном 12 на патрубке автоматической подпитки. При автоматической подпитке открыт клапан автоматической подпитки на питательном трубопроводе, клапан ручной подпитки закрыт, вода поступает в корпус регулятора уровня и через нижний патрубок в котел. Как только уровень воды в котле достигнет положения, превышающего верхний уровень затопления электродов на 100 мм, поплавок через шток с кулисой перекрывает кран 12, прекращая поступление воды в котел. Номинальный расход питательной воды регулятор уровня обеспечивает при полностью затопленных электродах. В случае выхода из строя поплавкового регулятора уровня временная работа котла возможна при ручном регулировании подачи воды через патрубок ручной подпитки 10.Уровень воды в котле контролируется по указателю уровня 13. Котел оснащен защитой от перепитки, в которой электродный датчик уровня 14, установленный в крышке 15, дает сигнал соответствующему исполнительному механизму на прекращение подачи питательной воды при достижении предельного уровня воды в котле. Защита котла от превышения давления осуществляется двумя предохранительными клапанами.

Электрическая схема включения котла (рис. 17, а) имеет автоматический выключатель, служащий для защиты от перегрузок и коротких замыканий; контактор для коммутации цепи подключения электродного котла; трансформаторы тока и амперметры, предназначенные для контроля токов нагрузки электродного котла; вольтметры для контроля напряжения питания. Схема питания котла водой приведена на рис. 17,б.

Каждый котел имеет защиты, действующие на отключение его от электрической сети при одно- и междуфазных коротких замыканиях без выдержки времени и перегрузке по току на 15% от номинальной нагрузки. В табл. 14 приведена техническая характеристика паровых электродных котлов на напряжение 0,4 кВ. Паровые электродные котлы большой единичной мощности изготовляются на напряжение питающей сети выше 1000 В.

Трехфазные водогрейные электродные котлы применяются для отопления и горячего водоснабжения крупных зданий и небольших поселков. Электродные котлы на напряжение 0,4 кВ выполняются с пластинчатыми электродами, наиболее приемлемыми для воды с низкой удельной электропроводностью.

На рис. 18 приведено схематическое устройство электродного водогрейного регулируемого котла напряжением 0,4 кВ, мощностью 12-250 кВт. Внутри цилиндрического корпуса установлены электроды, напряжение к которым подается через проходные изоляторы, укрепленные на днище котла. Нагрев воды происходит при движении между плоскими электродными пластинами при протекании через нее электрического тока. Регулирование мощности осуществляется изменением протекающего через воду электрического тока при помощи диэлектрических пластин (антиэлектродов), собранных в пакет и входящих в зазоры между электродными пластинами. Мощность электродных водогрейных котлов рассчитана на определенное удельное сопротивление воды при 20 ° С. При нагреве воды с удельным сопротивлением при 20 °С, отличающимся от расчетного, мощность котла будет определяться:

где Nном, N - номинальная и фактическая мощность водогрейного котла, Вт; Р20расч - расчетное удельное сопротивление воды, Ом*м; Р20 - фактическое удельное сопротивление воды, Ом *м. Электродные водогрейные котлы на напряжение 6-10 кВ изготовляются с цилиндрическими и кольцевыми электродами. Котлы с цилиндрическими электродами применяются при высоком удельном сопротивлении воды.

Цилиндрический корпус электродного водогрейного котла (рис. 19, а) имеет входной 2 и выходной 3 патрубки для воды. Крышка 5 и днище б в зависимости от диаметра корпуса и  рабочего давления в котле выполняются либо плоскими, либо эллиптическими. В днище устанавливаются вводы фазных электродов. Фазные электроды 7 представляют цилиндрические стержни определенных длины и диаметра, к которым подводится напряжение по токоведущим шпилькам изоляторами 8. Каждый фазный электрод коаксиально окружен нулевым электродом 9. Все нулевые электроды приварены к диафрагме 10, которая разделяет полость котла на две части между входным и выходным патрубками и направляет поток воды в кольцевые зазоры между фазными и нулевыми электродами, в которых происходит ее нагрев.В нижней части нулевых электродов крепятся фторопластовые втулки 11, служащие для равномерного распределения воды по фазам и для защиты от износа узлов уплотнения между фазным электродом и проходным изолятором.

Мощность котла регулируется вертикальным перемещением фторопластовых экранов 12, расположенных коаксиально относительно фазных и нулевых электродов, которые жестко закреплены на крестовине 13, связанной с электроприводом 16. Перемещение фторопластовых экранов относительно фазных электродов изменяет их активную площадь и, как следствие, мощность котла.

Котлы с кольцевыми электродами применяются для нагрева воды с низким удельным сопротивлением. Внутри котла (рис. 19,6) между днищем и диафрагмой 2 установлены три фторопластовые камеры 3 с отверстиями в нижней части для прохода воды в межэлектродное пространство. Размещенные в камерах фазные электроды выполнены из концентрических стальных колец, соединенных между собой сваркой. Нулевые электроды 6, расположенные над фазными, выполнены аналогично фазным. Нулевые электроды закреплены жестко на подвеске 7, связанной с электроприводом 10. Регулирование мощности осуществляется электроприводом за счет изменения расстояния между фазным и нулевым электродами. Минимальный зазор между электродами устанавливается расчетом.

kotel-m.ru

Электрические котлы: типы, достоинства и недостатки - Журнал АКВА-ТЕРМ

Т. Сергеев

Электрические котлы находят широкое применение в индивидуальных домах из-за невозможности в ряде случаев использовать газовое топливо, с одной стороны, с другой – в связи с преимуществами энергоносителя – электричества. 

Подписаться на статьи можно на главной странице сайта.

Достоинства и применение 

Среди достоинств электрических котлов – их невысокая цена. Они в среднем дешевле, чем аналогичные по мощности жидко- и твердотопливные или газовые. Следующее преимущество – простота конструкции и эксплуатации. Электрокотлы, как правило, имеют небольшие габариты и массу. Важно также, что они не нуждаются в отдельном помещении, обустройстве дымохода и соблюдении нормативных требований к системам вентиляции. Это экологически чистые установки, не выделяющие в окружающую среду вредных веществ. Кроме того, они безопаснее по сравнению с газовыми, жидко- и твердотопливными котлами, использующими потенциально пожароопасное топливо и имеющими открытый доступ к огню. 

Наиболее современные электрокотлы комплектуются большим числом функций, а управление ими сводится к нажатию одной или двух кнопок, вынесенных на лицевую панель. Все основные регулирующие задачи решает электроника. Например, в модели  Electra чешской фирмы Mora установлено оборудование, которое позволяет потребителю задавать и настраивать свыше 20 различных режимов работы. К аппарату можно подключать дополнительные датчики – температуры наружного воздуха или воды в бойлере. При каждом включении котла осуществляется автоматическая диагностика насосов, ТЭНов и электронной платы. При обнаружении сбоя система информирует пользователя и отключает неисправный элемент. Котел может быть переведен в режим «Сон», при котором будет осуществляться лишь периодический прогрев воды в контуре до определенной температуры, позволяющий предотвратить размораживание системы. Электронная плата управления снабжена трансформатором, защищающим ее от скачков напряжения. Причем сама она состоит из нескольких блоков, которые обеспечивают функционирование установки даже при неисправности части из них. Контролировать работу котла, который может быть включен в каскад другими теплогенераторами, в том числе – газовыми, можно дистанционно. 

Но электрокотлы имеют и недостатки, сдерживающие их распространение. Во-первых, далеко не всегда имеется выделенная электрическая мощность, достаточная для отопления дома. Во-вторых, в российских регионах нередки перебои в энергоснабжении. В-третьих, относительно высока стоимость электроэнергии.

Несмотря на это, электрические котлы широко применяются в загородных домах с сезонным проживанием, в качестве параллельного или резервного источника теплоснабжения. 

При использовании электрического котла в качестве основного источника теплоснабжения обычно требуется дополнительный – например, твердотопливный котел, который может применяться и для экономии электроэнергии (сначала дом протапливается с помощью дешевого твердого топлива, а потом в автоматическом режиме температура поддерживается с помощью электрического котла). 

В качестве резервного электрокотел все чаще применяется при теплоснабжении от аппаратов, работающих от возобновляемых источников энергии, например, тепловых насосов, мощности которых может оказаться недостаточно для поддержания комфортной температуры в помещениях в наиболее холодные дни года. Дело в том, что приобретение теплового насоса с запасом мощности в расчете на пиковые нагрузки экономически неоправданно.

Конечно, электрические котлы предъявляют повышенные требования к питающим сетям и автоматике. Ведущие производители, как правило, стараются снизить пусковую нагрузку, чтобы избежать больших перепадов напряжения. Например, в котле «Скат» чешской компании Protherm установлено несколько нагревательных элементов, которые включаются электроникой с 20-секундной задержкой и максимальным шагом мощности 0,6 кВт. 

Для нагрева теплоносителя могут использоваться различные схемы преобразования электроэнергии в тепло: ТЭНы, электроды, внешний обогрев теплообменника за счет резистивного или индукционного элемента. 

Рис. Конструкция электрокотла «Скат» (Protherm)

ТЭНовые котлы 

Работа этих аппаратов основана на передаче тепловой энергии от трубчатого электронагревателя (ТЭНа) теплоносителю – антифризу или воде. 

ТЭН представляет собой прочную металлическую оболочку из стали, меди, алюминия или титана, внутри которой размещена нихромовая резистивная спираль и контактные стержни. От оболочки спираль отделяется диэлектрическим наполнителем с высокой теплопроводностью – оксидом магния или кварцевым песком. В электрических котлах обычно используются одноконцевые (контактные выходы расположены по одну сторону нагревателя) или патронные ТЭНы.

К достоинствам данных котлов можно отнести то, что их тепловыделяющие элементы не имеют электрического контакта с теплоносителем, в связи с этим практически отсутствуют токи утечки, что позволяет применять УЗО (устройство защитного отключения). Мощность котлов не зависит от вида используемого теплоносителя и его температуры, меняясь только в пределах изменения напряжения в питающей электросети. Поэтому легко реализуется ступенчатое или плавное регулирование, что позволяет минимизировать броски напряжения при включении/выключении котлов. 

ТЭНовые котлы могут применять обычный антифриз и воду, не требуя ее подготовки по электропроводности. Существенно и то, что выход из строя одного ТЭНа обычно не влечет за собой остановки всего котла. К плюсам можно отнести возможность использования их для горячего водоснабжения по одноконтурной схеме и работы на перегретой воде. При этом ее температура ограничивается только давлением, на которое рассчитан корпус котлов. К их недостаткам относится то, что ТЭНы имеют ограниченный ресурс и могут перегореть, поэтому следует обращать внимание на возможность (и трудоемкость) его замены. Отложение на нем накипи значительно ухудшает охлаждение и приводит к преждевременному выходу из строя. Поэтому необходимы меры для снижения жесткости воды, причем идеальна – ее дистилляция. В случае включения котла без воды вероятен выход ТЭНов из строя. 

ТЭНовые электрокотлы могут быть одно- и двухконтурными. Обычно ввиду малой массы и габаритов они имеют настенное исполнение, но есть и напольные модели, более мощные. Так, модельный ряд E-Tech P компании ACV (Бельгия) включает напольные котлы мощностью 57,6–259,2 кВт. Они оборудованы электронной системой циклового управления, постоянно адаптирующей мощность к реальным потребностям с помощью 4-ступенчатой модуляции. Обычно котел управляется внешним контактом (комнатным термостатом). Мощность можно ограничивать 25, 50 или 75 % от максимальной. 

Рис. Эректрокотел Etech P (ACV)

Компания Jaspi (Финляндия), выпускающая широкий ассортимент электрокотлов мощностью от 31 до 1800 кВт, специально для коттеджей и объектов, где требуется горячая бытовая вода, производит полностью автоматизированные напольные модели со встроенным змеевиком контура ГВС. Их системы регулирования являются 7-, 15- или 30-ступенчатыми. Заказывая котел, потребитель может скомпоновать аппарат с мощностью, кратной 7 или 10 кВт. 

Настенные котлы Amptec компании Baxi (Великобритания) мощностью 4–12 кВт компактны (объем котла 1,6 л), имеют небольшую массу. Их долгий срок службы обеспечивается применением современных полупроводниковых коммутирующих устройств и ТЭНов, выполненных из меди.

Рис. Компактные настенные котлы Amptec (Baxi)

Электродные котлы

Нагрев теплоносителя в котле электродного типа происходит за счет выделения тепла при прохождении электрического тока через проводник (в данном случае теплоноситель) напрямую, без «посредника» (например, ТЭНа). Электролиза жидкой среды при этом не происходит, так как катод и анод постоянно меняются местами с частотой 50 Гц (стандартная частота электросети). Такой котел, представляющий собой емкость с размещенными в ней электродами, функционирует как проточный электронагреватель.

Отсутствие теплоносителя в емкости во включенном состоянии (сухой ход) не может привести к выходу оборудования из строя, а отложение накипи на электродах котла лишь снижает его мощность, не приводя к их разрушению, – это безусловное достоинство электродных котлов. Но теплоноситель в такой конструкции – также и элемент электрической сети, поэтому существуют ограничения для его химического состава (например, непригодны обычные антифризы), а при использовании воды необходима ее подготовка с учетом требований к электропроводности. Кроме того, такие котлы нельзя применять для ГВС по одноконтурной системе. 

То, что электрическое сопротивление теплоносителя и мощность аппаратов изменяются с ростом температуры нагрева, производителями электродных котлов трактуется как их достоинство (саморегулирование), а конкурентами – как недостаток.

Электродные котлы обычно компактнее ТЭНовых. Например, котел «Галан Гейзер-15» (ЗАО «Фирма «Галан», Москва) мощностью 15 кВт имеет размеры (длина x диаметр) 410x130 мм, а массу 5,3 кг.  Напряжение питание аппарата – 3x380 В, максимальный ток по каждой фазе – 22,7 А. Котлы относятся к приборам 1-го класса защиты от поражения электрическим током. 

Производитель запрещает эксплуатацию этих котлов без устройств автоматического управления или с автоматикой, не рекомендованной им. 

Отопительная система может быть заправлена либо разработанным компанией антифризом, либо водой, параметры которой должны соответствовать указанным в паспорте котла. В последнем случае, в процессе эксплуатации иногда потребуется корректировка удельного сопротивления жидкости. 

Такие котлы нельзя применять в отопительных системах типа «теплый пол» в связи с тем, что недостаточно высокая температура теплоносителя не позволяет электродному аппарату выйти на нормативные значения мощности (о зависимости этих параметров написано выше).

Производитель утверждает также, что поскольку рабочая камера котлов имеет небольшой объем, а теплоноситель быстро нагревается, возникающее давление (при максимальной мощности – до 2 бар) позволяет отказаться от использования циркуляционного насоса. 

Новые решения

В котлах «Галакс» (производитель – «Галан») используются пленочные нагреватели, изготовленные по технологии трафаретной печати, применявшейся в электронной промышленности. По эффективности, простоте монтажа, ремонта, стоимости отопления 1 м2 помещения, материалоемкости на кВт мощности котла и т.п. пленочные аппараты аналогичны электродным, но имеют ряд преимуществ, в частности, не требуют подготовки воды и работают на любых теплоносителях, предназначенных для отопительных систем. Отсутствие теплового барьера между нагревательным слоем и основанием из нержавеющей стали позволяет оптимизировать эксплуатационные характеристики (управляемость, КПД, скорость разогрева теплоносителя) при одновременном снижении номинальной потребляемой мощности на 15–25 %. В этих котлах тепловыделяющий элемент, равномерно распределенный по всей поверхности цилиндрического нагревателя, не контактирует с теплоносителем, не создает ему гидравлического сопротивления. Пленочный нагреватель обеспечивает высокий КПД, котел имеет малую тепловую инерционность, его мощность легко регулировать, в том числе – плавно. 

Рис. Котлы «Галакс» с пленочным нагревателем

 В котле «Сапфир» фирмы «РусНИТ» (Рязань) применен нагревательный элемент ПЭНМ, выполненный в виде медной трубы, на которую нанесен изоляционный слой, а на него – спиралевидный резистивный из вольфрама. Электрический ток нагревает его, медную трубу (проточную емкость) и теплоноситель в ней. Применение ПЭНМ позволяет значительно упростить конструкцию и уменьшить габариты электрокотлов. В них предусмотрено плавное регулирование температуры теплоносителя от 35 до 85 °С в пределах каждой ступени мощности (33, 66, 100 %)

Реализуется в электрокотлах и нагрев, основанный на электромагнитной индукции. При этом установка имеет конструкцию, схожую с трансформатором, который состоит из двух контуров. Первичный – магнитная система, вторичный – теплообменное устройство или ТВЭЛ (тепловыделяющий элемент). Под воздействием переменного магнитного поля в ТВЭЛ индуцируются токи, вызывающие его нагрев, передающийся теплоносителю. Среди достоинств индукционных котлов – отсутствие нагревательных элементов, что исключает возможность выхода из строя самого котла и разъемных соединений в его конструкции, снижение образования накипи, электробезопасность, возможность изготовления моделей с широкими диапазонами температуры и давления, работа практически с любыми теплоносителями.

Недостатки индукционных котлов: более высокая стоимость по сравнению с ТЭНовыми и электродными (в бытовом сегменте в среднем в два–три раза соответственно), большие размеры и масса (в три – восемь раз), трудность в организации плавной регулировки мощности. 

В индукционных котлах промышленных серий используется высокочастотный преобразователь, существенно удорожающий оборудование. Но для применения в бытовом секторе разработаны конструкции без него. Например, отечественные индукционные котлы SAV. Модель мощностью 15 кВт питается от трехфазной сети напряжением 380 В (50 Гц), имеет высоту 1100 и диаметр 108 мм, массу 45 кг. 

Журнал "Аква-Терм" №5/2010

Опубликовано: 11 апреля 2011 г.

вернуться назад

Читайте так же:

aqua-therm.ru

Смотрите также

• 
  Инструкция котел юнкерс
• 
  Беретта ремонт котлов
• Протерм котел бизон
• 
  Котел бизон протерм
• 
  Напольные котлы wolf
• 
  Электролюкс котлы отзывы
• 
  Установка котла купер
• 
  Котел проточный газовый
• 
  Газовый проточный котел
• 
  Двухконтурный комбинированный котел
• 
  Пеллетные котлы фачи