Какой котел лучше электродный или тэновый: В чём отличия тэновых котлов от электродных

В чём отличия тэновых котлов от электродных

    Представить себе систему отопления или нагрева воды без котла практически невозможно. Перед потребителями чаще всего встает выбор между тэновыми и электродными моделями. Однако далеко не каждому человеку, тем более далекому от технической сферы, известно о том, чем отличаются эти виды оборудования друг от друга. Между тем, разобраться в данном вопросе достаточно просто.

    Эти котлы характеризуются высоким КПД и производительностью. В этом нет ничего удивительного, учитывая принцип их работы. Дело в том, что нагрев теплоносителя происходит напрямую, без какого-либо посредника. Электрический ток воздействует на специальный состав, в основе которого лежит соляной раствор. В нем находится множество различно заряженных ионов. Под влиянием электричества создается электромагнитное поле. Ионы начинают перемещаться, нагревая раствор.

    Благодаря этому тепло начинает выделяться практически моментально, что выгодно отличает такие котлы. Обычно поступление горячей воды в систему происходит всего через 1-2 минуты. По показателю КПД электродные модели превосходят тэновые почти на 50%. Однако следует учитывать, что у них имеются свои особенности эксплуатации. Дело в том, что в процессе работы в системе неизбежно скапливается электролизный газ. Он может повлиять на качество работы оборудования, поэтому следует регулярно стравливать воздух из каналов.

    При выборе электродного котла обращайте особое внимание на стержень электрода. Он должен быть изготовлен из материала, устойчивого к накипи, а также имеющего долгий срок службы. Бюджетные модели оснащаются графитовыми и стальными деталями. А в более дорогих установлен титановый стержень.

    В отличие от электродных, они нагревают теплоноситель опосредованно. По принципу работы они схожи с чайниками и бойлерами. Внутри тэновых котлов установлена спираль, которая по мере нагрева повышает температуру теплоносителя. Поскольку прямого воздействия нет, этот процесс постепенный. В большинстве случаев поступление горячей воды в систему начинается не ранее, чем через 5-10 минут. Это зависит от мощности котла.

    ТЭНы различаются по материалу изготовления. Наиболее распространенными и доступными являются детали, произведенные из металла. Как правило, используются сплавы из нихрома и мельхиора. Но все большую популярность набирают керамические ТЭНы. Их главным достоинством является устойчивость к коррозии Благодаря этому они служат гораздо дольше металлических, которым требуется замена уже через 5-6 лет.

    Главным недостатком тэновых моделей является то, что из-за принципа опосредованного нагрева они имеют такого же КПД, как электродные. Зато маломощные котлы (до 8-10 кВт) не требуют специально выделенной сети напряжения, так как ничем не отличаются от обычных нагревательных приборов. Кроме того, им не нужен особый теплоноситель, как электродным: в таком качестве может выступать простая вода.

    Таким образом, эти виды котлов имеют существенные различия. Перед принятием решения о покупке следует учесть их ключевые особенности. Это позволит подобрать модель, удовлетворяющую вашим требованиям. При желании купить котлы можно на нашем сайте.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Какой электрокотел выбрать – электродный и ТЭНовый

Современные электродные и ТЭНовые котлы, все чаще заменяют твердотопливные агрегаты. Преимущество электрокотлов – это полная автономность работы, высокая безопасность. Инновационные технологии, сократили расход электроэнергии, что сделало электрокотлы одним из наиболее экономичных видов котельного оборудования.

Для бытового применения, предусмотрено два типа электрокотлов: ТЭНовые и электродные. У каждого устройства, есть свои достоинства и недостатки. Отличается принцип работы, эксплуатационные и теплотехнические характеристики.

Электродный электрический котел

Электродные электрические отопительные котлы, отличаются высокой производительностью и экономичностью. Нагрев теплоносителя, происходит практически моментально. Горячая вода, в систему отопления, начинает поступать уже спустя несколько минут после включения электрокотла.

КПД электрокотлов электродного типа, практически на 50% больше, чем у ТЭНовых аналогов. Существуют и недостатки, связанные с внутренним устройством и принципом работы.

Устройство и принцип работы электродного котла

Принцип работы электродного электрокотла, связан с прямым воздействием электрического тока на теплоноситель. Нагревательные электроды, являются положительно и отрицательно заряженными. Создается электромагнитное поле, под воздействием которого, ионы начинают хаотичное движение, с интенсивностью не менее 50 колебаний в секунду.

В процессе нагрева теплоносителя, образуется электролизный газ, поэтому, время от времени, придется стравливать воздух из системы отопления.

Преимущество электродного котла, состоит в высокой экономичности нагрева теплоносителя, по причине отсутствия посредников в передаче тепла. Есть и свои ограничения. Теплоносители, на которых работают электродные электрокотлы, имеют высокое содержание соли. Сделать солевой раствор можно и самостоятельного, но, как показывает практика, лучше воспользоваться уже готовыми смесями.

Материал, из которого состоит электрод в котле, должен быть нейтральным к образованию накипи, иметь хорошую пропускную способность и длительный срок эксплуатации. Производители используют три типа материалов. Бюджетные электрокотлы, оснащены электродами из графита и нержавеющей стали. Котлы премиум класса, оснащены титановыми стержнями.

ТЭНовый электрический котел

Электрические ТЭНовые отопительные котлы, используют принцип косвенного нагрева. Таким же образом, происходит разогрев воды в электрочайнике или бойлере. Посредством замыкания, спираль электрокотла нагревается и передает тепло циркулирующему теплоносителю. Нагрев осуществляется постепенно. Горячая вода начинает поступать в систему отопления не быстрее, чем через десять минут после включения электрокотла.

ТЭНы изготавливаются из различных материалов, влияющих на срок эксплуатации электрокотла и его стоимость. Потребителю предлагают:

• Металлические сплавы, состоящие из мельхиора и нихрома.
• Керамические ТЭНы.
• Композитные нагреватели.

Дороже всего обойдется, электрокотел с керамическим трубчатым нагревателем, имеющим максимальный срок эксплуатации, за счет коррозионной устойчивости. Обычные металлические ТЭНы, быстро выходят из строя. В условиях отечественной эксплуатации, обслуживание электрокотла с заменой нагревательного элемента, понадобится уже через 5-6 лет.

Конструкция и принцип действия ТЭНового котла

Косвенный принцип нагрева в ТЭНовом котле, снижает теплоэффективность отопителя. Преимущество оборудования, это отсутствие необходимости в выделении отдельной сети напряжения, для отопителей с мощностью до 8 кВт. Электрокотел расценивается как обычный водонагревательный прибор. Заполнить систему отопления, можно любым видом доступных теплоносителей.

Недостаток – энергопотери, связанные с принципом работы. При нагреве теплоносителя, теряется от 15-30% тепловой энергии. ТЭНы подвергаются коррозии, что зачастую приводит к выходу нагревательного прибора из строя и, соответственно, к дорогостоящему ремонту.

Сравнение потребления электричества – ТЭНы и электроды

Сравнение электродных и ТЭНовых электрокотлов, показывает явное превосходство в сторону первых. Даже приблизительные расчеты покажут, что расход электроэнергии в электродных моделях, будет ниже, приблизительно на 40%. Но, при этом ТЭНовые котлы, выигрывают в других параметрах:

• При запуске электродного котла, наблюдается сильная нагрузка на проводку, что требует выделения отдельной линии электроснабжения, за счет хозяина дома или квартиры. Регистрация и монтажные работы, обойдутся в значительную сумму.
  В расчет энергопотребления ТЭНовым котлом, следует включить разницу в оформлении необходимых документов на установку и затраты на ввод в эксплуатацию.
• Котлы с непосредственным нагревом теплоносителя, не могут работать при подключении к низкотемпературным системам отопления или в энергосберегающем режиме, поэтому, не подходят для подключения к теплым полам (при установке узла подмеса, допускается подключение водяного пола), а предназначены исключительно для двухтрубных систем отопления классического типа.

Разница в потреблении электричества, между электродными и ТЭНовыми электрокотлами, очевидна. Но, первые, имеют ограничения в сфере применения, дороже обходятся при установке и требуют использования специального теплоносителя.

Какой котел лучше – с электродами или с ТЭНами

После перечисления плюсов и минусов электродных и ТЭНовых электрокотлов в автономном отоплении, связанных с особенностями их эксплуатации, напрашивается вывод о том, что каждый тип имеет право на существование. Подбор выполняется в каждом отдельном случае. Помощь в вопросе выбора, окажут реальные отзывы об электрических электродных и ТЭНовых котлах.

При подборе подходящей модели по принципу работы, ориентируются на следующие особенности эксплуатации:

• Условия установки – ТЭНовый котел не требует получения специальных разрешений на подключение. Электродный аналог однофазного и трехфазного типа, подключается к отдельной ветке напряжения.
• Электрическая и тепловая мощность – ТЭНовое отопительное оборудование, в этом отношении, существенно проигрывают электродным. Последние, выходят на рабочую мощность в течение нескольких секунд и эффективно поддерживают необходимую температуру теплоносителя.
• Технологические жидкости – систему отопления с электродным отопителем, заполняют исключительно специализированными составами. Время от времени, потребуется удалять газ из водяного контура. ТЭНовый нагреватель, работает при любом теплоносителе, включая антифриз.
• Простота обслуживания – при решении, какие электрокотлы лучше, электродные или ТЭНовые, легкость эксплуатации системы отопления, немаловажный момент. Чтобы создать необходимое при электродном нагреве электромагнитное поле, потребуется, чтобы в теплоносителе было определенное содержание солей, определяемое специальным инструментом.
  Время от времени, придется проверять состав и при необходимости, менять теплоноситель. В случае ТЭНового отопителя, для работы, оптимально подойдет любая дистиллированная вода.

Отзывы о котлах электродного и ТЭНового типа, показывают, что выбор зависит от условий эксплуатации, скорости, с которой необходимо запустить агрегат, а также, других теплотехнических характеристик здания. На данный момент, производители (в том числе и европейские), видя постоянный спрос, изготавливают теплогенераторы каждого типа.

• Электродные модели предлагаются следующими марками: Галан – серий ОЧАГ, ГЕЙЗЕР, ВУЛКАН.
• ТЭНовые аналоги, доступные отечественному потребителю:
  • Buderus Logamax E213,
  • Vaillant eloBLOCK VE,
  • MORA-TOP Electra,
  • Теплотех ЭВП.

Все электрокотлы, полностью соответствуют стандартам безопасности и имеют многоуровневую защиту, о чем свидетельствует сертификат качества и лицензия Ростехнадзора.

Почему электродные котлы намного экономичнее в эксплуатации чем другие типы электрических отопительных котлов (ТЭНовые и др.)

Зачастую можно услышать довольно странные высказывания, что все электрические отопительные котлы не имеют преимуществ друг перед другом в вопросе экономичности при эксплуатации, то есть какой бы тип электрического котла Вы не установили, Ваши затраты на отопление будут одинаковы. При этом эти горе специалисты ссылаются на закон сохранения энергии. По их мнению, если взять два электрических котла одинаковых по мощности разного типа такие как, например, электродный котел и ТЭНовый котел, то и работать эти электрокотлы будут совершенно одинаково: будут равнозначные затраты на отопление помещения, одинаково быстро будет прогреваться жидкость в системе отопления ( теплоноситель ) и так далее. При этом они апеллируют таким понятием как КПД электрических котлов, то есть если он равнозначный у электрокотлов, то и котлы будут работать одинаково, независимо от их типа. Это большое заблуждение, поскольку данные люди путают два понятия, такие как КПД котла и его эффективность, это разные вещи. Давайте рассмотрим этот момент подробнее.

Действительно, физическое расчетное КПД у всех электрических котлов схожее и равно оно примерно до 95%-98%. И тут возникает резонный вопрос- так почему же в процессе эксплуатации затраты на отопление с электродным отопительным котлом по факты в разы меньше, нежели при использовании ТЭНовых котлов такой же мощности? Все дело в том, что не следует путать эффективность котла с его КПД. КПД отражает какая часть затраченной нами энергии участвует в полезном действии (работе). То есть фактически это подразумевает, что КПД не может превышать цифру в сто процентов, так как в создании полезной работы не может участвовать энергии больше чем мы дали. Если же на выходе мы получили больше энергии чем мы затратили, то это уже будет- ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Именно эффективность говорит нам о результативности работы котла, так как она определяется соотношением полученного эффекта (результат нагрева теплоносителя в отопительной системе) и понесенных затрат. Именно поэтому даже при одинаковом КПД у электрических котлов, работать они будут по-разному, именно за счет разного уровня эффективности работы электрокотлов.

Так благодаря чему получается такая высокая эффективность работы электродных электрокотлов в сравнении с ТЭНовыми в отопительных системах? Рассмотрим это по порядку.

1. 
   Большая экономичность электродного котла связана с принципом нагрева теплоносителя. С позиции физической химии в электродном котле происходит ионизация теплоносителя, при которой осуществляется расщепление молекул теплоносителя на положительные и отрицательные ионы, при этом высвобождается большое количество энергии, за счет этого происходит практически мгновенный нагрев теплоносителя, то есть теплоноситель нагревает сам себя «без посредника». Это и есть ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Камера, в которой осуществляется нагрев теплоносителя, имеет небольшие размеры и, практически, мгновенный нагрев теплоносителя создают необходимую циркуляцию в системе отопления. Поэтому, в ряде случаев (в зависимости от вида отопительной системы) электродный котел можно использовать без циркуляционного насоса. При работе же ТЭНового котла нагрев теплоносителя происходит через «посредника» (косвенный нагрев), что, безусловно, экономически является более затратным. Так как вначале нагреется сам ТЭН, а только потом он будет передавать тепло теплоносителю, что является крайне неэффективным.
2. 
   Во-вторых, самое большое преимущество у электродных котлов состоит в том, что они прогревают сразу и мгновенно весь объем теплоносителя, который поступает в камеру электрокотла. Это и есть ЭФФЕКТИВНОСТЬ. Крайняя малая эффективность работы ТЭНовых котлов связана с тем, что теплоноситель, поступающий в данный котел, осуществляет съем тепла только с поверхности ТЭНа. Эта поверхность ТЭНа по своей площади очень мала, в связи с чем реально нагревается только 7%-10% от всего объема теплоносителя поступающего в камеру ТЭНового электрокотла. Поскольку теплоноситель постоянно охлаждается в системе отопления за счет отдачи тепла радиаторами помещению, ТЭНовому котлу при такой низкой производительности необходимо сделать в 4-5 раз больше полных циркуляций теплоносителя по отопительной системе, чем электродному котлу. Именно поэтому при одинаковой мощности электродного и ТЭНового котла и их одинаковом КПД, затраты электроэнергии на отопление равнозначных помещений у этих электрокотлов абсолютно разные, отличаются в разы.
3. 
   В-третьих, какую бы Вы не выставили температуру в отопительной системе ТЭНовый котел включится сразу всей своей номинальной мощностью. А электродный котел набирает свою номинальную мощность постепенно, по мере увеличения температуры теплоносителя в отопительной системе, это становится возможным благодаря высокой эффективности работы электродного котла, который не затрачивает лишней электроэнергии. При этом электродный котел достигнет заданных Вами параметров температуры в отопительной системе не только быстрее чем ТЭНовый котел, но и сделает это намного экономичнее по деньгам. Это происходит, как было сказано выше, за счет мгновенного нагрева теплоносителя в полном объеме в камере электродного котла, что и позволяет не затрачивать излишние мощности электроэнергии на прогрев теплоносителя. Допустим, для нагрева 50 литров теплоносителя в системе отопления ТЭНовому котлу потребуется около часа, при этом он будет все это время расходовать свою номинальную мощность, тогда как электродный котел такой же мощности достигнет тех же параметров температуры теплоносителя всего за 15 минут. Электродный котел достигает своей номинальной мощности при температуре теплоносителя в 60°С- 70°С (это считается зимнее отапливание: когда нормально утеплено отапливаемое помещение, а температура воздуха на улице -20°С мороза и в отапливаемом помещении температура воздуха при этом будет около 24°С- 25°С.). При меньших температурах теплоносителя (заданных Вами), потребляемая мощность электродного котла, за счет его эффективности, будет меньше, поэтому и расход электроэнергии выйдет значительно меньше в сравнении с ТЭНовыми котлами. Например, электродный котел мощностью 5 кВт при температуре теплоносителя в 60°С- 70°С будет потреблять мощность в 5 КВт, при понижении температуры теплоносителя в отопительной системе до 30°С- 35°С, он будет потреблять мощность в пределах 2,5 кВт, при этом не будет никакой потери эффективности в работе системы отопления.
4. 
   Возможность удара электрическим током исключена в электродном котле полностью. Потому что:
   
   — в электродном котле электрический ток полностью преобразуется в тепловую энергию, поэтому на корпусе котла, на радиаторах и других элементах отопительной системы возникновение электрического тока невозможно;
   
   — единственное, что необходимо, так это правильно подключить фазу и ноль. Но это касается не только электродных котлов, это правило распространяется на любые электрические устройства;
   
   — показатель безопасности у электродного котла очень высокий, так как даже при утечке теплоносителя из системы отопления, происходит просто размыкание цепи и электродный котел выключается, так как функционирование котла при этом невозможно. Для ТЭНового котла утечка теплоносителя является аварийной ситуацией, при которой высока вероятность как возникновения пожара, так и поломки самого ТЭНового котла, а значит, как следствие, будет дорогостоящий ремонт. Притом, что, зачастую, рядовой ремонт ТЭНового котла по затратам гораздо превышает стоимость самого электродного котла. Утечка теплоносителя из системы отопления никак не повлияет на дальнейшее функционирование электродного котла и не потребуется никаких ремонтных работ.
5. 
   Электродный котел очень прост в эксплуатации и не нуждается в никаком особом обслуживании и вызовах специалистов. Вы сами легко справитесь с обслуживанием котла. Электрокотел имеет очень простую конструкцию, неприхотлив в эксплуатации и легко переносит возможные перепады напряжения. Большой гарантийный срок — в 10 лет, это залог качества данного оборудования. Срок службы рассчитан на 30 лет. Плановое обслуживание электродного котла (проверить электрод на наличие загрязнений) делается один раз в четыре года и Вы это легко сделаете самостоятельно. займет это не более 30 минут. Как это сделать подробно описано в паспорте электродного котла.
6. 
   Использование в качестве теплоносителя талой, дождевой или дистиллированной воды не является недостатком электродного котла. А, наоборот, является преимуществом данного электрокотла, так как исключаются все проблемы связанные с образованием накипи в отопительной системе, ржавчины и тому подобное. Так как в дистиллированной воде не содержится никаких посторонних примесей и поэтому отложение солей, закупоривание системы отопления, появление ржавчины и тому подобное, полностью исключено. Заливать в систему отопления водопроводную воду, воду из скважин, колодцев- это бездумное разрушение системы отопления, даже без привязки к типу установленного котла в отопительной системе. Для любой системы отопления нужна чистая вода без посторонних примесей, которые совершенно губительны для отопительных систем.

Электрические котлы отопления и их виды: индукционный, тэновый и электродный

Электрический котел в доме

Содержание:

Создание оптимальной системы, позволяющей отапливать жилые и промышленные помещения, стало поводом для серьезного беспокойства многих ЖКХ, особенно в последние годы, когда благодаря кризису многие стали считать даже копейки.

Спрос стремительно вырос, и производители ответили расширением ассортимента котлов отопления. Электрическая их разновидность используется как альтернатива твердотопливным и газовым источникам отопления.

В некоторых случаях их используют в качестве дополнительного оборудования, которое способно функционировать вместе с другими приборами, отапливающими помещения.

Принцип работы и особенности оборудования

Схема работы отопительного оборудования на электричестве

Чтобы понять, действительно ли отопление с помощью электроэнергии выгоднее использования прочих отопительных приборов, необходимо проанализировать существующий показатель КПД.

Именно с помощью данного критерия станет ясно, насколько электроэнергия может трансформироваться в тепловую и как этот процесс в принципе происходит.

Все компании, которые занимаются производством электрических котлов, а также магазины, реализующие их, при продаже достаточно часто указывают на высокий КПД своей продукции.

Следует отметить, что КПД всех электрических котлов примерно одинаково и составляет 95-98%. Именно поэтому не стоит верить тем утверждениям о том, что какому-либо производителю удалось создать достаточно экономный котел, использовав самые современные технологии. Это всего лишь маркетинговый ход.

Заметим также: Пока что обмануть существующий закон сохранения энергии не удалось никому. Электроэнергия, существующая в электрических котлах, превращается в тепловую. Помните о том, что электрический котел не нуждается в наличии автономного помещения.

Придерживаясь следующих характеристик, следует разделить все отопительные электрические котлы на три типа, исходя из способа нагрева теплового носителя:

1. Индукционные
2. Электродные
3. Тэновые

Все они обладают определенными признаками, благодаря которым их можно отличить друг от друга. Например, существуют напольные и настенные электрокотлы, трехфазные и однофазные, одноконтурные и двухконтурные.

Электрические отопительные котлы достаточно часто используются при конструировании систем горячего водоснабжения в некоторых помещениях или даже зданиях.

Тэновые электрические котлы отопления

Тэновый котел в разрезе

Данный котел функционирует, используя знакомый многим принцип чайника. Неким подобием элементов, разогревающих воду, здесь выступают ТЭНы.

Следует отметить тот факт, что этот нагревательный элемент обладает своей отличительной особенностью – нагревание теплового носителя происходит с помощью проточного режима. С помощью него же создается нормальная циркуляция воды в системе отопления.

Данный тип котлов обладает своими преимуществами. В первую очередь, это великолепный дизайн, благодаря которому котел можно повесить на стену и он не займет много места.

Его легко монтировать, он имеет в своем арсенале терморегулирующую и пусковую аппаратуру, которая позволяет поддерживать желаемую температуру воды в необходимом режиме.

В зависимости от конструкции на данном оборудовании используются сразу два типа датчиков. С помощью одного из них можно постоянно поддерживать в комнате изначально заданный температурный режим, исходя из того, какова температура системного теплоносителя. А с помощью другого датчика можно контролировать температуру воздуха в помещении.

Следует заметить: Более точным из этих датчиков является второй, но он требует специального отдельного размещения. Такие котлы относительно недорого стоят и работают практически со всеми существующими теплоносителями, и даже с жидкостями, которые имеют свойство не замерзать.

Эксплуатируя этот котел можно регулировать употребляемую мощность, исходя из конкретных требований и потребностей. Для этого достаточно просто включать и отключать определенные ТЭНы.

Разумеется, такая система обладает и определенным количеством недостатков. Самым главным из них является появление накипи на ТЭНах, постепенное уменьшение тепловой отдачи и увеличивает употребление электроэнергии.

Электродные котлы и их основные особенности

Принцип работы отопления электродного типа

Эта разновидность котлов принципиально отличается от тэновых, и главным отличием здесь является то, как нагревается тепловой носитель.

Роль элементов, разогревающих котел,  играют электроды, который, по сути, своей передает силу электрической энергии воде, нагревающейся от своего же сопротивления в тот момент, когда по ней течет электрический ток.

С помощью данного метода удается расщепить молекулы воды на ионы, направляющиеся затем в сторону соответствующих им электродов. Таким образом и осуществляется нагрев имеющегося теплового носителя.

Нельзя обойти вниманием тот факт, что перемещение ионов никаким образом не провоцирует появление какого-либо рода накипи на имеющихся электродах, т.к. полярность этих элементов корректируется, исходя из частоты, характерной для данной сети.

Среди основных преимуществ таких котлов следует отметить их компактность, сравнительно небольшую стоимость, безопасность, а также их постепенный выход на основную мощность.

В качестве недостатков стоит отметить обязательную водоподготовку. Кроме того, здесь нельзя применять незамерзающую жидкость как теплоноситель. Кроме того, необходимо поддерживать нормальную циркуляцию жидкости.

Если она снизится, то вода в котле начнет просто кипеть, а если увеличится, то котел может не запуститься. Следует заметить, что все электроды необходимо периодически заменять, т.к. они по мере использования нагревательного оборудования попросту растворяются.

Индукционные котлы и принцип их работы

Индукционный котел отопления в доме

Данная разновидность котлов функционирует, используя метод электромагнитной индукции, а именно на основе нагревания спецматериалов, созданных из магнитных химических соединений.

Внешне такой котел похож на трансформатор, который был помещен в предварительно сваренный корпус из металла. Катушка находится в специальном герметичном помещении, которое исключает возможное взаимодействие с тепловым носителем, который циркулирует в контуре данного отопительного прибора.

Вторичная обмотка осуществляется с помощью сердечника, нагревающегося самостоятельно и  нагревающего в то же время тепловой носитель, циркулирующий в данной системе.

Несмотря на то, что нагревательный элемент здесь отсутствует, КПД оборудования от этого только повышается. Самыми лучшими подтверждениями работы данных котлов являются отзывы покупателей, которые смогли сами оценить индукционный котел на практике и извлечь из него максимально допустимую пользу.

Производители данных товаров предлагают вниманию покупателей индукционные котлы, которые функционируют, благодаря промышленной частоте электротока, а также высокочастотному току, генерирующемуся с помощью специальных преобразователей.

Именно поэтому в данном случае является возможным значительно уменьшить габариты данных отопительных приборов.

Кстати: Данная разновидность котлов обладает собственными преимуществами. Так, она не нуждается в нагревательных элементах, следовательно, исключает связанные с ними поломки.

Данные отопительные приборы не имеют разъемных соединений, именно поэтому можно исключить протечки. Накипь, если и появляется, то в минимальных количествах. К данным котлам подойдет незамерзающая жидкость. Следует отметить и тот факт, что данный котел абсолютно безопасен с точки зрения электробезопасности.

Среди недостатков таких котлов следует отметить достаточно высокую стоимость и крупные габариты.

Достоинства, недостатки и экономичность этих типов

Небольшая индукционная система подогрева

Все электрические водонагревательные котлы достаточно просты по своей конструкции, и их владельцу не придется беспокоиться:

• о том, чтобы найти для них оптимальное место;
• о том, чтобы топливо для котла поступало вовремя;
• о том, чтобы обустроить дымоход для выхода всех продуктов сгорания.

Кроме того, такие котлы абсолютно безопасны и экологичны. В том случае, если правильно пользоваться данными электрическими котлами, потребитель не будет испытывать какого-либо рода проблем с горячей водой.

Нельзя сказать точно, насколько экономично подобное отопление. Это все зависит от конкретного помещения и конкретной ситуации.

В частности, можно сказать, что данная отопительная система придется очень кстати в малогабаритной квартире, которая имеет одну наружную стену, а также балконную дверь и окна, выполненные из металлопластика.

А вот в частном доме, у которого четыре наружные стены и деревянные окна, которые практически не герметичны, данная система может просто разорить владельцев и не принести им желаемого результата.

Поэтому выбирать котел необходимо, руководствуясь параметрами собственного жилья, а не собственными желаниями.

Помните: Электрическое отопление может быть экономически выгодным в тех случаях, когда все оконные конструкции выполнены качественно, двери утеплены, а напольные покрытия находятся в прекрасном состоянии.

Добиться этого не так сложно, достаточно лишь пару раз заглянуть на строительный рынок и выбрать все необходимые материалы.

Перед выбором теплового оборудования рекомендуется провести расчеты, с помощью которых вы сможете рассчитать возможные теплопотери. Только после этого рекомендуется обращаться в магазин и покупать котел. Не стесняйтесь консультироваться с продавцами, в конце концов, они также могут подсказать вам особенности тех или иных отопительных приборов.

Как выбрать тэновый котел для отопления частного дома?

Как работает электро котел

Электрические котлы бывают нескольких видов:

• ТЭНовые – работают по принципу электрического чайника. Проходящий сквозь резервуар теплоноситель (вода или антифриз), нагревается, находящимся внутри него ТЭНом. Нагретый теплоноситель идет по трубам к радиаторам отопления, которые отдают полученное тепло помещению, нагревая воздух.

  Обычно устанавливается от одного до трех ТЭНов. Их суммарная мощность и указывается на самом котле. Теплоноситель, используемый для отопления, например, частного дома, движется при помощи циркуляционных насосов.

  В ТЭНовых нагревателях не стоит использовать проточную воду, так как бороться с неминуемо образовывающейся накипью будет сложно. Поэтому, рекомендуется использовать один и тот же теплоноситель, а «гонять» его по системе отопления при помощи насосов.

• Электродные – в них вода нагревается за счет того, что сквозь нее проходит электрический ток. Электроды постепенно растворяются и их необходимо периодически менять. Кроме того, воду в таких котлах можно использовать только ту, которая подходит под «питьевую» по ГОСТу.

Электродный котел в системе отопления

Какой котел лучше – тэновый или электродный?

Выбирая между котлами, основанными на разных принципах действия, стоит обратить внимание на следующие характеристики:

• Энергоэффективность;
• Долговечность;
• Процесс нагрева воды.

Нельзя не отметить, что КПД при использовании ТЭНа, зачастую достигает 95-98%. То есть, электроэнергия, используемая для нагрева воздуха в помещении, используется почти без потерь.

Долговечность же, выражается в том, что на ТЭНах и стенках бака со временем образуется слой накипи, который может привести к поломке прибора. В качестве профилактики нужно регулярно очищать его.

Нагревание воды тоже происходит по-разному. ТЭНовые греют воду скачкообразно, поэтому требуемое значение достигается за 10-15 минут. Электродные же справляются с этой задачей быстрее, около одной минуты.

При этом, ТЭНовые, потребляют в два раза больше электричества, чем электродные. Таким образом, выбирая, какой котел лучше, следует отметить преимущества каждого. Электродные работаю долго, имеют небольшие размеры, более экономичны, отличаются повышенной пожарной безопасностью.

Тэновый котел Вулкан-турбо

Ответ на вопрос о том, сколько стоит ТЭНовый котел, однозначный — намного дешевле, остальных, Они работают с различными теплоносителями, но в них образуется накипь, что приводит к повышению потребления электроэнергии и в итоге, к поломке.

Если стоит вопрос как выбрать ТЭНовый котел, то решающее значение имеет цена и эффективность. Поскольку электроэнергия довольно дорога, то в качестве аварийного нагревателя вполне можно приобрести электродный, если позволяют средства.

В качестве постоянного нагревателя, выгодней купить ТЭНовый, который обойдется гораздо дешевле, а ремонт и замена его все-таки не так ударит по бюджету, как покупка нового электродного. К тому же, его под силу сделать самостоятельно, что не повлечет значительных финансовых затрат.

Делаем тэновый котел своими руками

Материалы

Чтобы сделать ТЭНовый котел своими руками, потребуется приобрести:

• Листовую сталь – около 2мм толщиной
• Стальную трубу – тут вариантов много, толщина ее зависит от диаметров, используемых в доме труб отопления. Длинна трубы составляет около полуметра
• Переходники – для того, чтобы соединить ГВС или систему отопления с котлом
• ТЭНы – обычно используют две штуки. Один меньшей мощности и обязательно с терморегулятором.

Инструменты

Из инструментов понадобятся:

• Сварочный аппарат
• Угловая шлифовальная машина (болгарка)
• Мультиметр
• Шлифовальная машина

Инструкция по изготовлению котла

1. Из заранее подготовленных труб нарезаем два патрубка – диаметром 40-50 миллиметров.
2. Трубка большого диаметра будет служить непосредственно баком. На противоположных ее концах, сбоку, рядом с ее краями, необходимо вырезать по одному отверстию, а края аккуратно обработать УШМ, удалив заусенцы и неровности.
   Самодельный тэновый котел
3. Подготовленные патрубки привариваем к вырезанным отверстиям. К ним впоследствии будет подключен контур системы отопления.
4. Из листа стали вырезаем два круга, диаметром чуть больше внешнего диаметра бака-трубы.
5. Привариваем первый круг к верхнему торцу трубы, а второй — к нижней. Предварительно, в первом круге вырезаем отверстие и привариваем в него гайку.

   Ее размер должен соответствовать гайке ТЭНа с терморегулятором. После этого, ровно обрезаем болгаркой края кругов и тщательно шлифуем.

6. В днище делаем два отверстия, шлифуем и устанавливаем в них ТЭН.
7. Подключаем прибор к системе отопления через патрубки.
8. Монтируем второй ТЭН (у которого меньшая мощность), вкрутив его в гайку в верхнем торце котла.
9. Конструкция готова. Теперь осталось заполнить систему теплоносителем, подключить котел к электрической сети и ждать выхода на рабочую мощность.

После того, как нагреется система, нужно померить мультиметром температуру теплоносителя. Хорошо, если она будет около 70 градусов, не больше.

Мультиметр с функцией замера температуры

При необходимости, проведите регулировку, с помощью терморегулятора. Электрическую часть работы лучше поручить специалисту.

Но в любом случае, в электрическом щитке обязательно должны присутствовать:

• Автомат
• Пускатель магнитного типа
• Кнопки для управления котлом
• Реле и тумблер
• Предохранители
• Термодатчики

И конечно, электро котел необходимо обязательно заземлить. Подойдет металлический штырь, например, арматура и приваренный к нему железный болт. Эту конструкцию размещают под домом (или в другом удобном месте) и подключают к ней заземляющий провод, идущий от котла.

Уход за котлом и мелкий ремонт

За котлом, как и любым прибором, необходим уход и систематическая очистка. Периодически, при постоянном использовании, желательно один раз в год, вынимать ТЭН и очищать от образовавшейся накипи, как сам нагревательный элемент, так и бак изнутри.

Чтобы избежать частых ремонтов, рекомендуется использовать в системе отопления очищенную воду. Это достигается применением фильтров для воды. Регулярно следует проверять внешне прибор, на предмет наличия протекания.

При выходе из строя элемента нагревания – его следует заменить. Понять, что ТЭН испорчен легко, достаточно прозвонить ТЭН мультиметром. Испорченный нагревательный элемент крайне не рекомендуется использовать или пытаться починить самостоятельно.

Видео о выборе электрического котла:

Тэновый электрокотел — виды ТЭНов, особенности устройства и монтажа, популярные производители

Сейчас мы с вами рассмотрим что из себя представляет ТЭНовый электрокотел и какие у него преимущества по сравнению с другими разновидностями электрокотлов. Здесь же посмотрим как установить такое котел в дом и кто производит лучшие модели.

Ваше жилище не подключено к газу? А использовать в качестве отопительного прибора твердотопливный котел вы не хотите? Отличным решением в сложившейся ситуации станет приобретение и монтаж электрокотла.

Электрический котел — это устройство, которое может выступать как основным источником обогрева, так и дополнительным.

Существует несколько видов электрокотлов, один из которых — ТЭНовый. Этот тип наиболее популярен и востребован и именно о нем мы и расскажем в этой статье.

ТЭНовый котёл Галан Галакс

Устройство и принцип работы

Тэновый электрокотел представляет собой устройство с теплообменником, в котором помещаются один или несколько ТЭНов, блок автоматики, который отвечает за регулирование и управление процессом нагрева теплоносителя. Большинство моделей ТЭНовых электрических котлов оснащены циркуляционным насосом, воздушным клапаном и встроенной расширительной емкостью.

ТЭН (трубчатый электрический нагреватель)

нагревательный элемент, который выглядит как трубки (из титана или алюминия). Внутрь трубки помещены контактные стержни и спираль накала.

Чтобы не столкнуться с такой проблемой, как короткое замыкание, спираль накаливания отделяется от трубки кварцевым песком. Песок характеризуется хорошей теплопроводностью, его концы герметичны, поэтому он никак не попадет во внутреннюю часть стержня воды.

ТЭНы для электрокотлов бывают: одноконцевыми или двухконцевыми. Обычно используется первый тип.

Одноконцевой ТЭН

У одноконцевого ТЭНа водные контакты распределены лишь с одного боку стержня. Внешне они походят на обычные кипятильники.

Теплоноситель всегда нагревается с одинаковой мощностью. Если вам нужно отрегулировать температуру теплоносителя, то нужно будет отключить ТЭНы.

Поскольку в большинстве котлов применяется не один трубчатый электронагреватель, а несколько, то отключив их вы сможете уменьшить показатель температуры теплоносителя.

Среди явных плюсов электрического ТЭНового котла выделяется то, что нагревательный компонент напрямую не контактирует с теплоносителем.

Это означает, что возможность того, что случится короткое замыкание — минимальное. Автоматические выключатели устройств предназначены для того, чтобы в случае аварийной ситуации электроТЭНы не перегрелись.

В системе отопления с электрическими котлами может применяться дистиллированная вода.

Двухконцевой ТЭН

Она предназначена для предотвращения образования накипи на ТЭНах. Вы можете применять и обычную воду, но знайте, что она не будет защищать от образования всевозможных отложений. А это значительно снижает КПД электрического нагревателя, в результате чего через некоторое время ТЭН может сломаться и выйти из строя.

Осуществляя выбор электрических котлов, обязательно уделяйте внимание их устройству. ТЭНовые котлы отопления должны быть сконструированы таким образом, чтобы в случае поломки можно было заменить данный элемент.

Стоит отметить, что подобные электрокотлы пользуются спросом, т.к. они просты в исполнении, легкодоступны и с заменой ТЭНа обычно не возникает проблем. Стоимость устройств с ТЭНами значительно ниже, чем у индукционных и электродных котлов. Однако в процессе использования вас может настигнуть ряд проблем:

• перегорание ТЭНа;
• образование накипи;
• механические повреждения.

Для того, чтобы не случилось перегорание нагревательного элемента, он должен полностью погружаться в воду.

Если же нет контакта воды с теплоносителем, то произойдет перегрев вольфрамовой нити, т.к. поверхность ТЭНа не будет охлаждаться. Поэтому важно подобрать электрический котел, в котором эти элементы вкручены снизу.

Если устройство выйдет из строя, нужно произвести полную замену.

Устройство ТЭНового электрокотла Невский

Достоинства и недостатки

ТЭНовые электрические котлы характеризуются множеством достоинств:

1. Мощность не переменчива и температура теплоносителя никак на нее не воздействует.
2. ТЭНы никак не связаны с теплоносителем. Поэтому такой котёл является более безопасным, в нем нет утечки токов, есть возможность устанавливать УЗО.
3. Мощность можно легко регулировать, а это значит, что при включении и выключении котла практически не будет скачков напряжения.
4. Функционировать котлы могут на тосоле, антифризе, воде. Не требуется специально специально подготавливать воду по электропроводности.
5. Если случится поломка одного трубчатого электронагревателя, то котел продолжит функционировать.
6. Могут функционировать на перегретой воде.
7. Для того, чтобы проводить обслуживание ТЭНовых котлов, не нужны специальные знания.

Внешний вид электрических котлов — эстетичен, к тому же они имеют небольшие размеры. Разнообразие моделей позволит выбрать агрегат на любой вкус.

Недостатки ТЭНовых электрокотлов:

1. Нагревательный элемент имеет ограниченные сроки эксплуатации и может перегореть, поэтому выбирая котел, обязательно уточняйте, можно ли заменять ТЭНы.
2. Образование различных отложений на ТЭНах ухудшает их охлаждение, что приводит к досрочной поломке, следовательно, лучше подстраховаться и принять меры по снижению жесткости воды, залитой в систему.

Ни в коем случае нельзя допускать работу устройства без воды (сухой ход), т.к. это обязательно приведет к выходу из строя ТЭНов и может возникнуть пожароопасная ситуация. Лучше всего установить датчик протока воды.

Монтаж

Установить ТЭНовый котел отопления своими руками не сложно, для этого не нужно иметь специальное разрешение, как, например, в случае с газовым оборудованием.

Ставить электрические ТЭНовые котлы можно как в отдельном помещении, так и на кухне. Они не шумят, поэтому никакого дискомфорта вы испытывать не будете.

Тэновый электрокотёл Kospel Ekco

Подобная отопительная система подразумевает установку следующих элементов:

1. Непосредственно сам котел отопления, который осуществляет нагрев теплоносителя. В дополнение он может быть оборудован электронным блоком управления, блокираторами и другими приборами, которые обеспечивают надежное и безопасное функционирование.
2. Система трубопроводов и радиаторов, которая проходит по всем комнатам. В ее конструкцию входят: подающая и обратная трубы, по первой теплоноситель двигается по направлению от котла к радиаторам, по другой — возвращается обратно и снова начинает прогреваться.
3. Циркуляционный насос — прибор, благодаря которому обеспечивается постоянная циркуляция теплоносителя и на обогрев тратится минимальное количество энергии. Работа насоса содействует тому, что теплоноситель не успевает охладиться в радиаторах и для его вторичного нагрева расходуется намного меньше энергии. За счет этого достигается большая эффективность работы всей системы, а в доме всегда будет тепло.
4. Расширительный бак — устройство, которое компенсирует температурное расширение воды и не допускает появления избыточного давления в системе.

Монтаж своими руками можно осуществлять только при строгом соблюдении правил и только если имеются навыки работы с электричеством.

Помимо вышеуказанных деталей монтируются такие вспомогательные детали как: предохранительный клапан и запорная арматура, которые позволяют устранять скопившийся воздух из трубопровода и не позволяют образовываться пробкам. Все детали собираются в целостную систему, котел подключается к электрической и трубопроводной сети дома.

Производители

В итоге, ТЭНовый электрокотёл является функциональным устройством, качественно выполняющим свои задачи.

Виды и типы электрических котлов для отопления дома, ТЭНовые, электродные и индукционные модели

Электрические котлы отопления для дома используются исключительно в системах с жидким теплоносителем. Их основная классификация производится по способу нагрева:

• ТЭНовые — используют трубчатые электронагреватели с основой из нихромового или феррохромового токопроводящего элемента;
• электродные (другие распространенные названия электролизные или ионные) — используется специальный теплоноситель с определенным уровнем солей, который нагревается при прохождении через жидкость переменного напряжения;
• индукционные — в качестве термического элемента выступает в ферромагнетик, который нагревается под влиянием индукционного тока.

ТЭНОВЫЕ ЭЛЕКТРОКОТЛЫ

Их конструкция практически тождественна стандартным газовым отопителям. Они имеют теплообменную камеру, внутри которой расположены несколько нагревательных элементов ТЭНов. Блок автоматики осуществляет регулировку в широком диапазоне величин по нескольким параметрам — давление внутри системы, температура теплоносителя, температура окружающей среды и т.п.

Имеется группа безопасности, куда входит предохранительный срывной клапан, манометр, автоматический воздухоотводчик, расширительная емкость и циркуляционный насос. В зависимости от мощности ТЭНовые котлы бывают однофазными (220В) или трехфазными (380В). Однофазные – имеют небольшую мощность (до 6кВт). Они используются как дополнительный источник обогрева.

При установке электрокотлов мощностью более 3 кВт существенно перегружается электрическая сеть. Для их монтажа необходима специальная техническая документация, разрешения и согласования энергоснабжающей организации. Нужно иметь заземление, соответствующее ПУЭ.

Достоинства :

1. Невысокая стоимость.
2. Простота монтажа и подключения, особенно однофазных моделей.
3. В качестве теплоносителя может применяться как обычная вода так и любой тип незамерзающей жидкости.
4. Регулировка мощности возможна с высокой точностью вручную или в автоматическом режиме по всему рабочему диапазону.

Недостатки:

На ТЭНах может образоваться накипь, они выходят из строя. Поэтому лучше выбирать модели, где замену нагревательного элемента можно выполнить самостоятельно.

ЭЛЕКТРОДНЫЕ КОТЛЫ ОТОПЛЕНИЯ

Электродные котлы наиболее компактные из всего семейства систем электрического водяного отопления. Они надежны, по причине простой конструкции. Принцип их работы отличается от всех остальных классических электронагревателей. Нагрев теплоносителя реализуется при помощи двух электродов, через которые протекает переменный ток.

В качестве теплоносителя применяется электролит, отвечающий ряду требований. Теплоноситель должен иметь определенную плотность (количество солей) от которой зависит содержание ионов, последовательное сопротивление электролита. Сам раствор солей должен быть чистым — свободным от механических примесей.

Производители рекомендуют использовать «фирменные» жидкости со строго определенными характеристиками. Иногда пользователи покупают концентрат, который разводят до необходимой консистенции. Электродные электрокотлы бывают как одно так и трехфазными, их мощность не превышает 16 кВт.

Достоинства электродных технологий:

Компактность — внешний диаметр корпуса не намного превосходит диаметр основной магистральной трубы теплосистемы дома.

1. Доступная стоимость — наиболее дешевые из всех электрокотлов.
2. Имеют простую конструкцию и высокую надежность.
3. В случае утечки теплоносителя и критического снижения его уровня электродный котел сохраняет работоспособность.
4. При применении электролита с неоптимальными эксплуатационными значениями на электродах появляется накипь. Она ведет к небольшому снижению мощности, но не приводит к выходу из строя.
5. Система отопления имеет низкую инертность. Это позволяет обогревать помещение более интенсивно, эффективно выполнять регулирование в автоматическом режиме.
6. Оборудование имеет высокую устойчивость к изменениям напряжения в сети электроснабжения. Падение напряжения на величину критическую для других типов котлов приводит к незначительному снижению мощности.

Недостатки электродных котлов:

Этот тип электрических отопителей невозможно подключить через устройство защитного отключения (УЗО) так как в результате эксплуатации возникают значительные токи утечки. Поэтому вероятность поражения электричеством более высокая, чем у ТЭНовых и индукционных котлов.

Необходимо контролировать уровень сопротивления жидкости. По этой же причине невозможно применять антифризы. Цена специального электролита или его концентрата высока.

В результате эксплуатации происходит износ электродов, изменяются характеристики теплоносителя. Это требует периодической замены расходных материалов, примерно, один раз на три четыре сезона. В процессе электролиза образуется небольшое количество газов, которые выходят через автоматический воздухоотводчик.

Некоторые из этих газов токсичны, поэтому в месте установки нагревателя необходимо организовать тщательную вентиляцию.

Потребление электроэнергии такого котла зависит от электропроводности жидкости. При повышении температуры увеличивается электропроводность, поэтому температура теплоносителя должна составлять 55°С-65°С. При ее превышении расход электроэнергии многократно возрастет. Это оборудование трудно контролировать по параметрам нагрева. Управление производится путем регулировки потребляемого тока.

ИНДУКЦИОННЫЕ КОТЛЫ

Индукционный – наиболее экономичный котел для отопления дома. Принцип действия основан на нагреве металлического сердечника из ферромагнетика при помощи индукционного тока. Сам сердечник располагается в среде теплоносителе.

Конструкция индукционного электрического котла напоминает трансформатор, где первичная обмотка является индуктором, на который подается напряжение, а вторичную обмотку представляет сердечник. Теплоноситель может циркулировать как внутри, так и с внешней стороны нагревательного элемента, имеющего форму змеевика. За счет этого увеличивается площадь контакта стенок с теплоносителем, что увеличивает величину теплоотдачи.

Достоинства:

1. Интенсивный нагрев теплоносителя, в качестве которого может быть использована любая жидкость.
2. Такая технология предотвращает образования накипи. Таким образом, даже длительная работа отопителя не приводит к снижению КПД.
3. Не требуется замена нагревательного элемента весь период эксплуатации (более 30 лет).

Недостатки:

1. Высокая стоимость – они дороже ТЭНовых и электродных.
2. Имеют большие габариты и вес. Средняя модель весит 30-40 кг. Как правило, имеют напольное исполнение.

Индукционные котлы могут эксплуатироваться только в системах закрытого типа, имеющих избыточное давление, где теплоноситель перегоняется в принудительном порядке при помощи циркуляционного насоса.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Мощность.

Основным параметром является требуемая мощность. Она прямо пропорционально зависит от площади сооружения, которое необходимо обогреть. Следует учитывать интенсивность теплопотерь здания, то есть качество теплоизоляции. Для примерной оценки, используют следующее правило: для обогрева 10м² сооружения необходимо 1 кВт мощности котла.

При этом следует помнить, что при снижении напряжения в электросетях снижается и мощность нагревателя. Поэтому необходимо предусмотреть несколько больший запас производительности нагревательного оборудования, как правило, до 15%.

Если используется двухконтурный электрический котел, который применяется в системе ГВС (горячее водоснабжение), то нужно предусмотреть больший запас мощности, до 25%.

Напряжение питания.

Вторым критерием выбора является вид питающего напряжения. Обычно электрический котел для квартиры имеет небольшую мощность, и питается от стандартной однофазной бытовой электросети в 220В. При прокладке отдельной линии подключения и возможно подключение более мощного оборудования — до 10 кВт.

Во всех остальных случаях устанавливаются трехфазные (380В) электрокотлы.

Комплектация.

Следует отдавать предпочтение тем моделям, которые в базовой конструкции имеют следующие элементы: циркуляционный насос, расширительный бачок, группу безопасности, программатор, выносные температурные датчики.

Безопасность.

Кроме стандартной группы безопасности системы отопления требуются дополнительные защитные устройства. Это механизмы отключения оборудования при выходе за пределы рабочего диапазона давления. Желательно иметь предохранители, срабатывающие при перегреве нагревательного блока, замерзании теплоносителя, критическом изменении параметров электроэнергии и т.п.

Водяные электрические котлы отопления являются менее экономичными, чем газовые. При их выборе нужно придерживаться двух основных правил:

• установка двухтарифного электрического счётчика;
• применение теплового аккумулятора.

Таким образом, нагрев за счет электричества будет производится в ночное время при дешевом тарифе, а днём будет использоваться энергия теплоаккумулятора.

  *  *  *

© 2014-2021 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Электродные котлы и энергопереход

Электродный котел, котел с электрическим приводом, в котором вода, которая должна быть нагрета, сама используется в качестве электрического сопротивления, обеспечивает надежный и надежный способ преобразования энергии в тепло, способный напрямую использовать напряжения до 24 кВ без ступенек. понижающие трансформаторы и достижение очень высоких скоростей разгона (чему способствовало отсутствие поверхностей нагрева и трубопроводов котла). Эта технология существует уже несколько лет, но вновь вызвала интерес как средство, помогающее поддерживать стабильность в сетях с высоким процентом возобновляемых источников энергии, и как экономичный вариант преобразования энергии в тепло.Мартин Лёвланд, технический директор, PARAT Halvorsen, Норвегия

В электродном котле переменный ток течет в воде между тремя или более электродами. Электрическое сопротивление воды напрямую генерирует тепло. Тепло можно использовать для обеспечения горячей водой системы отопления или для производства пара для промышленных процессов.

Электродный котел используется в Европе более 70 лет. Он был очень популярен в 1960-х годах, особенно в странах со значительными гидроэнергетическими ресурсами (например, в Норвегии).До того, как электрические сети в Европе были подключены, электродные котлы давали возможность использовать дешевую избыточную энергию, вырабатываемую гидроэлектростанциями в периоды перепроизводства, и использовать ее для производства горячей воды или пара.

В 1980-х годах с улучшением сетевых соединений между странами и ростом цен на электроэнергию накопление тепловой энергии стало менее привлекательным, а популярность электрических котлов снизилась даже в Норвегии.

Тем не менее, несмотря на спад на рынке, норвежская компания PARAT Halvorsen AS приняла решение продолжать предлагать эту технологию и поддерживать ее как можно более современной, предлагая ее для нишевых приложений, например, для больниц, которым требовалось электрическое оборудование. котел в качестве резервного для дополнения к масляному котлу.

Компания также поставила оффшорную версию для приложения FPSO (соответствует требованиям зоны опасности «EX»).

Появляются новые рынки

Впоследствии, примерно в 2010 году, появился новый рынок для электродных котлов: регулирование электросетей, справляющееся с растущей долей непостоянной ветровой генерации. Первые запросы поступили от датских муниципальных ТЭЦ, от которых регулирующий орган Дании потребовал установить аккумуляторы тепла, чтобы помочь предотвратить потенциальную нестабильность сети, возникающую из-за значительной ветровой мощности в сети.

В Дании электродный котел PARAT Halvorsen использовался преимущественно для регулирования первичной сети. В этом приложении вся мощность котла выставлена ​​на отрицательное регулирование сети. Это означает, что когда в сети слишком много мощности, котел автоматически регулируется, достигая полной тепловой мощности за 30 секунд, помогая стабилизировать частоту сети. Электродный котел с минимальным количеством трубопроводов и без поверхностей нагрева особенно подходит для такого типа быстрого нарастания температуры.

В других странах, особенно в Германии, развился рынок электродных котлов в приложениях с отрицательным вторичным регулированием, т. Е. С потреблением энергии из сети, но на более длительные сроки.

Другой рынок — ТЭЦ, которые сталкиваются с ситуацией, когда поставка тепла для централизованного теплоснабжения приносит больше доходов, чем продажа электроэнергии. Они могут использовать электродный котел для преобразования своей энергии в тепло вместо того, чтобы поставлять дешевую электроэнергию в сеть.

Электродный котел также может использоваться для регулирования внутренней нагрузки в многоблочных ТЭЦ при запуске или остановке агрегата, что позволяет поддерживать нагрузку на поршневые двигатели или газовые турбины на оптимальном уровне.

Кроме того, некоторые пользователи считают, что электродный котел может стать важной частью резервного плана на случай отказа газоснабжения или других частей инфраструктуры. В таких условиях электродный котел может поставлять централизованное теплоснабжение или пар критически важным клиентам. Электродный котел может выйти на полную нагрузку из холодных условий за 5-10 минут, что является преимуществом для резервного котла.

В Норвегии пользователи используют электродный котел, поскольку в качестве источника тепла электроэнергия может конкурировать с нефтью и газом.Использование электричества также улучшает экологические показатели.

Принципы и преимущества электродного котла

Электродный котел PARAT состоит из внешнего и внутреннего резервуаров. Электроды подвешены внутри внутреннего контейнера, который электрически изолирован от внешней оболочки.

Вода и внутренний контейнер образуют изолированную нулевую точку в звездообразном соединении между электродами.

Циркуляционный насос подает воду в емкость с электродом.Мощность котла пропорциональна уровню воды на электродах.

Для традиционного топочного котла необходима камера сгорания и секция трубы для передачи тепла от пламени воде. Это приводит к большому, тяжелому и дорогостоящему строительству. В электродном котле тепло выделяется непосредственно в компактном водяном объеме между электродами.

Электродный котел работает на среднее напряжение в диапазоне 6-24 кВ. В отличие от типичного низковольтного нагревателя, ему не нужен трансформатор низкого напряжения, что позволяет избежать затрат, связанных с трансформатором, кабелями и низковольтным распределительным устройством.

Технология электродного котла хорошо отработана и хорошо изучена на основе многолетнего опыта.

Используемая в настоящее время высоконадежная электродная система была разработана PARAT Halvorsen в 1993 году в сотрудничестве с Университетом Тронхейма. Ранее использовавшиеся электроды, как правило, изнашивались из-за сильноточных потоков, и их приходилось часто заменять. На основе практических экспериментов и компьютерного моделирования была разработана концепция симметричного электрода PARAT.Потоки тока были снижены до уровня, при котором электроды больше не изнашивались.

В ответ на рост возобновляемых источников энергии, которые становятся важной частью производства электроэнергии, электродные котлы постоянно совершенствуются. Вариант на 24 кВ был разработан в 2015 году и сейчас успешно эксплуатируется на четырех заводах. Система управления котлом также была улучшена, а время отклика уменьшено, чтобы котел мог выполнять сложную задачу первичного регулирования.

Диапазон мощности электродного котла ПАРАТ 5-60 МВт.

Опыт реализации проекта

PARAT Halvorsen AS была первой компанией в мире, которая применила паровой электродный котел для регулирования сети. В настоящее время в Германии в этом приложении задействовано более 250 МВт паровых котлов PARAT.

Проект на площадке под управлением Currenta в Леверкузене, Германия (см. Рисунок слева вверху), является хорошим примером того, как электродный котел мощностью 7 МВт может быть интегрирован в паровую сеть промышленного парка.Котел претендует на вторичное регулирование, и когда он работает, для производства пара можно использовать меньше газа и угля. Электродный котел в Леверкузене подает насыщенный пар под давлением 32 бар, а пароперегреватель низкого напряжения обеспечивает температуру пара до 380 ° C.

Также на фото (вверху справа) электродный котел мощностью 15 МВт, используемый в проекте по преобразованию электроэнергии в тепло на электростанции ŠKO-ENERGO в Млада-Болеславе. В этом случае электродный котел PARAT соединен с теплообменником, который подает вырабатываемое тепло в существующую систему централизованного теплоснабжения, обеспечивая буфер во время пиковых нагрузок в электросети общего пользования.

Электростанция была спроектирована совместно компаниями ŠKO-ENERGO и E.ON Czech Republic.

Еще одна недавняя установка (см. Справа) — это высоковольтный электродный котел PARAT Halvorsen мощностью 10 МВт для A2A Calore e Servizi, крупнейшей компании централизованного теплоснабжения Италии. Котел был введен в эксплуатацию в начале 2018 года и будет использоваться для пиковых нагрузок и регулирования сети в Милане.

Мысли о будущем

PARAT Halvorsen всегда ищет инновационные пути развития электродных котлов.Недавняя награда от Statoil, например, предусматривает поставку системы отопления с электродными котлами мощностью 2 x 12 МВт 11 кВ (смонтированная на салазках) для месторождения Johan Sverdrup Phase 2. Морское месторождение будет полностью эксплуатироваться на возобновляемых источниках энергии, передаваемых с материковой части Норвегии, а не на обычных электростанциях, установленных на платформе.

Мы также считаем, что бизнес возобновляемых источников энергии в настоящее время сталкивается с проблемой, в решении которой могут помочь электродные котлы. С тех пор, как мы вышли на рынок регулирования энергосистем в 2010 году, мы стали свидетелями значительного роста использования возобновляемых источников энергии в европейской энергосистеме.Однако, путешествуя, мы замечаем, что многие ветряные турбины не работают даже в ветреную погоду. Причиной этого в основном являются устаревшие налоговые структуры, препятствующие использованию электроэнергии в качестве источника тепла, или высокие сетевые тарифы, даже когда сеть не загружена. По этим причинам много ГВтч возобновляемой энергии теряется каждый день, поскольку она никогда не производится. Поэтому мы обращаемся к политикам с таким же вызовом, чтобы они работали над созданием подходящей основы для использования возобновляемой энергии так же усердно, как они делали это над установкой технологий возобновляемой генерации.

Две разновидности электрических котлов с явными преимуществами | Lathrop Trotter

Электрические котлы обеспечивают надежную работу и эффективность, при этом они безопаснее и чище, чем другие типы котлов. Lathrop Trotter с гордостью предлагает электрические паровые и водогрейные котлы Precision Boilers.

Есть две разновидности электрокотлов: погружные стойкие котлы и электродные котлы . Эти два типа электрических котлов редко пересекаются в размерах котлов из-за производственных затрат и необходимого уровня контроля.

Погружные котлы с водонепроницаемыми элементами

• Доступны агрегаты в конфигурациях на 208, 240, 380, 415, 480 и 600 вольт
• Все элементы полностью погружены в воду
• Традиционная конструкция 200PSI или ниже для паровых и водяных котлов

Наши котлы элементного типа с плотностью ниже 200 фунтов на квадратный дюйм имеют элементы с фланцами на 4 болта. Это означает, что они могут быть удалены обычными ручными инструментами, в отличие от петель элементов связки, используемых конкурирующими котлами.

Для наших электрических котлов мощностью более 200 фунтов на квадратный дюйм мы используем тип пучка, чтобы обеспечить номинальное давление до 1750 фунтов на квадратный дюйм.

Электрические бойлеры сопротивления мощностью от 1 л.с. до 500 л.с. (10–5 000 кВт) как в электрических, так и в паровых котлах. Бойлеры сопротивления управляются с помощью контроллера ступенчатой ​​платы с пропорциональной последовательностью, связанного с контроллером температуры (HW Boiler) или контроллером давления (Steam Котел).

Каждый из этих электрических котлов имеет внутренние цепи, подключенные к контакторам элементов, которые включаются и отключаются с помощью платы ступенчатого управления, в зависимости от входа на контроллере котла.Шаговая карта будет задействовать выбранный банк элементов с равномерной загрузкой, давая при этом временную задержку, чтобы не перегружать отдельные элементы больше, чем другие. Наша технология «первого включения / выключения» означает, что пошаговая карта задействует следующий ступенчатый контур элемента, если котел отключен по порядку. Это обеспечивает равномерный износ элементов с течением времени.

Электрокотлы электродного типа

• Диапазон паропроизводительности 2,700–167,000 фунтов в час
• Рабочие условия 100-400 фунтов на квадратный дюйм
• Может использоваться только в условиях высокого напряжения, 4160 В, 6.9 кВ и 13,2 кВ
• Can 80HP-5,000HP (800Kw-50,000KW)

Электрокотлы электродного типа предлагаются только в качестве опции парового котла. Ассортимент этих котлов подходит для большинства паровых котлов высокого давления. В такой конструкции электроды свешиваются над уровнем воды котла. Когда системе требуется пар, один или несколько насосов с приводом от частотно-регулируемого привода нагнетают котловую воду из резервуара вверх через паровое сопло и распыляют на электроды под напряжением, немедленно превращаясь в пар.

При использовании частотно-регулируемого привода для управления мощностью электродные котлы настраиваются на 100% диапазон регулирования. (См. Диаграмму ниже.) Эти котлы не могут перейти в состояние низкого уровня воды — когда вода не достигает коллектора форсунки, она не производит пар, и, таким образом, котел и система защищены.

Готовы обсудить потребности вашего котла? Свяжитесь с Lathrop Trotter сегодня!

Вопросы? Ваш инженер по продажам Lathrop Trotter может помочь! Свяжитесь с нами

О ESG | Производитель паровых котлов

Корпорация ESG — мировой лидер в области проектирования, разработки и производства электродных парогенераторов

С 1946 года ESG Corporation (ESGC) является мировым лидером в проектировании, разработке и производстве парогенераторов электродного типа.Электродные парогенераторы ESGC Speedylectric, головной офис и главный производственный объект расположены в Бьюкенене, штат Мичиган, известны своей безупречной надежностью, безопасностью и простотой обслуживания.

Кроме того, ESGC предоставляет своим клиентам услуги поддержки и запасные части (в наличии), которые помогут поддерживать ваш паровой котел ESGC в работе с оптимальной эффективностью в течение многих лет.

Есть вопросы по вашему приложению? Позвоните в ESGC прямо сейчас, чтобы обсудить ваши требования.Звоните по бесплатному телефону 800-714-7741

Преимущества паровых котлов ESGC Speedylectric электродного типа

В обычных топливных котлах и электрических котлах с погружным резистивным нагревательным элементом должны использоваться поверхности теплопередачи при температуре, значительно превышающей заданную температуру пара. Эффективность таких агрегатов зависит от эффективности преобразования топлива в тепло и эффективности теплопередачи. Эти КПД сильно зависят от поверхностей теплопередачи.Минералы остаются и откладываются на горячих поверхностях теплопередачи (накипи), когда вода превращается в пар. Эти отложения могут значительно снизить эффективность теплопередачи. В электрокотле электродного типа тепло вырабатывается непосредственно в самой воде, ни одна часть котла не имеет температуры выше, чем производимый пар. Более низкая температура снижает склонность к образованию накипи и устраняет проблему теплового удара.

Меньшая площадь основания: большая гибкость

В особенности по сравнению с обычными котлами, работающими на топливе, электрические парогенераторы электродного типа сконструированы с вертикальным резервуаром высокого давления, что приводит к относительно небольшой занимаемой площади и занимает менее ценную площадь пола.Благодаря малой занимаемой площади парогенераторы SPEEDYLECTRIC могут быть расположены рядом с нагрузкой, что сокращает длинные участки трубопровода с тепловыми потерями. Нет требований к помещению или оборудованию для хранения топлива. Поскольку электрический котел не имеет дымовой трубы, отсутствуют связанные с этим потери тепла и нет проблем с загрязнением воздуха из-за неполного сгорания топлива. Устранены опасности, связанные со сжиганием ископаемого топлива. Дополнительно:

• Электрокотел электродного типа охлаждается и перезапускается быстрее, чем котлы других типов, что сокращает время простоя при техническом обслуживании.

• Простота концепции парогенератора электродного типа сводит к минимуму количество необходимых органов управления, контакторов и предохранительных устройств.

• Электродные парогенераторы быстро реагируют на резкие изменения нагрузки, так как нет задержки в передаче тепла котловой воде для производства дополнительного пара.

• У электрокотлов электродной конструкции исключена опасность поражения электрическим током «холодная вода».

• Не колеблющееся давление пара, стабильная температура и автоматически сбалансированная электрическая мощность — это особенности, встроенные в парогенераторы и электрические котлы SPEEDYLECTRIC.

Безусловно безопасная работа

Обычные топливные котлы и электрические котлы с погружным резистивным нагревательным элементом могут выйти из строя с потенциально катастрофическими последствиями, если уровень воды упадет ниже некоторой минимальной точки. В электрическом бойлере электродного типа SPEEDYLECTRIC от компании Electric Steam Generator Corp. нет опасного уровня воды, потому что, если по какой-либо причине подача воды прерывается, что приводит к падению уровня воды в сосуде под давлением ниже нормального уровня, наконечники электродов полностью становятся незащищенный.Между электродами не будет проходить ток, не будет выделяться пар и возникать опасные температуры.

КПД 100% — без тепловых потерь вверх по стеку

В парогенераторе электродного типа 100% электроэнергии преобразуется в тепло. Нет никаких стеков, и энергия не используется для обработки топлива или воздуха. Тепло теряется только двумя способами: из-за излучения и продувки.

В будущем у электричества есть одно очень важное преимущество перед ископаемым топливом — оно может вырабатываться из ряда экологически безопасных источников энергии, включая гидро, приливные, солнечные, геотермальные и ветровые.Много времени, усилий и денег тратится на разработку новых технологий и источников электроэнергии, чтобы помочь уменьшить наш углеродный след на планете Земля.

А как насчет водного накипи?

В областях, где для подпитки используется вода, образующая накипь, образование накипи с помощью электродного парогенератора представляет относительно небольшую проблему по сравнению с электрическими котлами, работающими на топливе и резистивными элементами, где чрезвычайно высокие температуры поверхности нагрева нагреваются на твердых частицах, выбрасываемых, когда вода превращается в пар.

В парогенераторах с электродом SPEEDYLECTRIC сопротивление воды прохождению электричества создает тепло и пар. Никакая часть генератора никогда не бывает горячее, чем сама вода или пар. Таким образом, не происходит запекания твердых частиц или остатков. Кроме того, когда концы электродов становятся незащищенными, ток не может проходить, следовательно, не может произойти повреждение из-за недостатка воды.

Хотя накипь, если она образуется на концах электродов, увеличивает требования к техническому обслуживанию, она не снижает эффективность котла или не представляет опасности для персонала или оборудования.Из-за качества электроизоляции кальциевых отложений ток между электродами замедляется. В большинстве случаев эту окалину можно быстро и легко удалить с наконечников электродов с помощью металлической щетки.

Сводка

Speedylectric дает вам все эти преимущества:
· ОТСУТСТВИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ · ОТСУТСТВИЕ ПЛАМЕНИ · ОТСУТСТВИЕ НАСОСА · ОТСУТСТВИЕ ВОЗДУХОВОДОВ · ОТСУТСТВИЕ ЗАЖИМОВ
· ОТСУТСТВИЕ ОПАСНОСТИ ПОЖАРА · ОТСУТСТВИЕ ГОРЕЛКИ ИЛИ КАТУШКИ В МАСШТАБЕ
· НИКАКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ ВЫГОРАНИЯ · МЕНЬШИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВОДЕ

Есть вопросы по вашему приложению? Позвоните в ESGC прямо сейчас, чтобы обсудить ваши требования.Звоните по бесплатному телефону 800-714-7741

Котлы и системы управления котлами (Энергетика)

Аннотация

Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления. Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением, должен знать, как работает котел и как можно поддерживать или улучшать его производительность. В этой статье описаны типы котлов, используемых для обогрева объектов, а также дан обзор основных средств управления котлом и параметров, влияющих на энергоэффективность.

ВВЕДЕНИЕ

Котел — закрытый сосуд, предназначенный для нагрева воды и производства горячей воды или пара за счет сгорания топлива или действия электродов или элементов электрического сопротивления. Многие коммерческие и промышленные предприятия используют котлы для производства пара или горячей воды для отопления помещений или для технологического отопления. Котлы, как правило, являются основными потребителями энергии, и любой человек, участвующий в управлении энергопотреблением объекта, должен знать, как работает котел и как его производительность может быть сохранена или улучшена.В частности, важно знать, какие параметры котельной системы наиболее важны. Для котлов, работающих на ископаемом топливе, эффективность сгорания является основным параметром, представляющим интерес; Чаще всего это регулируется путем подачи оптимального количества воздуха для горения, смешанного с топливом. Таким образом, понимание систем управления котлом чрезвычайно важно. Паровые и водогрейные котлы доступны в стандартных размерах от очень маленьких котлов для квартир и жилых домов до очень больших котлов для коммерческого и промышленного использования.

ТИПЫ КОТЛА

Котлы классифицируются по температуре воды или давлению пара. Далее они классифицируются по типу металла, используемого в строительстве (чугун, сталь или медь), по типу топлива или теплового элемента (нефть, газ или электричество) или по взаимосвязи огня или воды с источником тепла. трубки (например, пожарная трубка или водяная трубка).

— Котлы низкого давления предназначены для производства пара под давлением до 15 фунтов на квадратный дюйм или горячей воды до 250 ° F с давлением до 160 фунтов на квадратный дюйм.

— Котлы среднего и высокого давления производят пар с давлением выше 15 фунтов на квадратный дюйм или горячую воду с давлением выше 160 фунтов на квадратный дюйм, или 250 ° F, или и то, и другое.

Котлы обычно изготавливаются из чугуна или сварной стали. Чугунные котлы (рис. 1) изготавливаются из отдельных литых секций и соединяются между собой винтами или гайками и стяжными шпильками или резьбовыми заклепками. Количество секций можно варьировать, чтобы обеспечить разную производительность.

Стальные котлы бывают самых разных конфигураций. Они собираются на заводе, привариваются и отправляются как единое целое.На рис. 2 показан дымовой котел. Огонь и дымовые газы практически окружены водой. Продукты сгорания проходят по трубам назад, затем вперед и еще раз назад, прежде чем, наконец, выйти вперед. Это делает его четырехходовым. Котлы Firetube производятся во многих других конфигурациях, таких как:

— Внешняя топка — топка не окружена водой.

— Сухая задняя часть — дымовые трубы доступны прямо через дверцы для чистки в задней части котла.

— Scotch-Marine — Малый объем воды и быстрая реакция.

Водотрубные котлы — это котлы со стальным корпусом, которые используются для работы с высокой производительностью более 2 миллионов британских тепловых единиц в час (британских тепловых единиц в час). В водотрубных котлах используется топка с водяным охлаждением, которая продлевает срок службы стенок топки и огнеупоров.

Рис. 1 Типовой чугунный котел (водотрубный).

Модульные котлы небольшие, водогрейных котлов мощностью от 200 000 до 900 000 БТЕ / ч.Эти котлы доступны с общим КПД 85% и выше. На рис. 3 показаны особенности типового модульного котла. Эти котлы часто используются в тандеме для подачи горячей воды для отопления помещений и / или горячего водоснабжения. Например, если расчетная тепловая нагрузка составляла 2 миллиона БТЕ / ч, можно было бы использовать четыре модульных котла мощностью 600 000 БТЕ / ч (входная мощность). Если бы в конкретный день нагрузка составляла 25% или меньше, только один котел сработал бы и включился и выключился для обеспечения нагрузки. Остальные три котла останутся отключенными без подачи воды.Это снижает тепловые потери дымохода и рубашки (покрытия котла).

Некоторые модульные котлы имеют очень маленькую емкость и очень быструю теплопередачу , поэтому перед запуском горелки необходимо проверить расход воды.

Электрические котлы нагревают воду или производят пар путем преобразования электрической энергии в тепло с использованием элементов сопротивления или электродов. Электрические котлы считаются эффективными на 100%, поскольку вся потребляемая мощность напрямую производит горячую воду или пар.Потери тепла через рубашку и изоляцию незначительны, а дымоход отсутствует. [1]

Электродные котлы (как показано на рис. 4) имеют электроды, погруженные в воду . Электрический ток проходит через воду между электродами, и этот ток и сопротивление воды приводят к выделению тепла. Электродные котлы доступны мощностью до 11 000 кВт. Котлы сопротивления имеют резистивные (нагревательные) элементы, погруженные в воду, но электрически изолированные от воды, и производятся мощностью до 3000 кВт.Электрические элементы и электроды обычно сгруппированы, чтобы обеспечить четыре или более ступеней нагрева. Ступенчатый контроллер реагирует на давление пара или температуру горячей воды, активируя каждую ступень нагрева, необходимую для обогрева здания.

ХАРАКТЕРИСТИКИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОТЛА

Котлы можно классифицировать по-разному. На рис. 5 показаны обычно используемые рейтинги и термины. Термины Btu / h (британские тепловые единицы в час) и MBtu / h или МБ / час (1000 BTU / час) указывают на производительность котла.Параметры потребляемой мощности обычно указаны на паспортной табличке котла (или горелки). Термины л.с. (мощность котла), EDR (эквивалент прямого излучения) и фунты в час (пара) указывают на производительность котла.

Рис. 2 Типовой дымогарный котел.

Рис. 3 Модульный высокоэффективный котел.

Общий КПД котла — это мощность (теплосодержание и объем пара или воды), деленная на расход топлива (измеренный топливным счетчиком в установившихся условиях горения).Эффективность сгорания, определяемая условиями дымовых газов, не учитывает потери в рубашке, трубопроводе и другие потери, поэтому она всегда выше, чем общий КПД.

Рис. 4 Электродный паровой котел.

Процедура тестирования, выпущенная Министерством энергетики США в 1978 году, измеряет потери как во время цикла, так и вне его, на основе лабораторной процедуры с использованием циклических условий. Результат называется рейтингом AFUE (Annual Fuel Utilization Efficiency) или сезонным КПД, который ниже, чем общий КПД.

СГОРАНИЕ В КОТЛАХ

При сжигании газа, масла или другого топлива необходимо учитывать несколько факторов, чтобы процесс сжигания был безопасным, эффективным и не влиял на окружающую среду. Процесс записи должен соответствовать следующим правилам:

1. Обеспечьте достаточное количество воздуха, чтобы сгорание было полным и не образовывались нежелательные количества окиси углерода или других загрязняющих веществ.

2. Избегайте избытка воздуха в топливно-воздушной смеси, что приведет к низкой эффективности.

3. Перед подачей смеси в топку полностью перемешать воздух с топливом.

4. Обеспечьте меры безопасности, чтобы топливо не вводилось без наличия пламени зажигания или искры и чтобы пламя не возникало в присутствии несгоревшего топлива.

5. Избегайте температуры воды ниже точки росы дымовых газов, чтобы предотвратить конденсацию на поверхности топки котла.

Горение можно контролировать с помощью анализа дымовых газов. Для больших котлов с производительностью более 1 000 000 БТЕ / ч анализ обычно является непрерывным. Для небольших котлов дымовые газы периодически анализируются с помощью портативных приборов. При анализе состава дымовых газов обычно измеряется процентное содержание CO2 (углекислого газа) или 02 (кислорода), но, как правило, не обоих. Идеальная концентрация CO2 находится в диапазоне 10–12%. Оставшийся процент кислорода является наиболее надежным показателем полного сгорания. Идеальная концентрация 02 в дымовых газах находится в диапазоне от 3% до 5%.Более низкие концентрации непрактичны и часто небезопасны. Более высокие концентрации О2 означают, что в камеру сгорания попадает чрезмерное количество воздуха, который должен нагреваться топливом. Этот избыток воздуха проходит через котел слишком быстро, чтобы тепло могло быть эффективно передано воде или пару, и тем самым снижает эффективность сгорания. Измерители CO2 проще и стоят меньше, чем 02 измерителя.

Концентрация СО2 или О2, плюс температура дымовой трубы, обеспечивает эффективность сгорания горелки в процентах — либо напрямую, либо с помощью диаграмм.Эта эффективность сгорания указывает только на количество тепла, извлеченного из топлива. Он не учитывает, среди прочего, избыточный нагрев воздуха для горения или потери из-за утечек или рубашки котла.

Для котлов, работающих на жидком топливе, горелки на жидком топливе обычно бывают распылительными, то есть они обеспечивают мелкодисперсное распыление масла. Существуют несколько типов этих масляных горелок:

— Горелки пистолетного типа распыляют масло в поток закрученного воздуха.

— Горизонтальные роторные горелки используют вращающуюся чашу для вихря масла и воздуха в печь.

— Горелки с паровым или воздушным распылением используют воздух под высоким давлением или пар 25 фунт / кв.дюйм для разделения масла на мелкие капли.

Для плавного регулирования или регулирования большого / малого пламени наиболее распространены роторные горелки или горелки с паровым / воздушным распылением.

Для котлов, работающих на природном газе, двумя типичными типами газовых горелок являются горелка с атмосферным впрыском и горелка силового типа. Горелка с атмосферным впрыском использует струю газа для аспирации воздуха для горения и обычно используется в домашних газовых печах и котлах.Кольцевая горелка для сырого газа (см. Рис. 6) представляет собой горелку с атмосферным впрыском. В мощных горелках (см. Рис. 7) используется нагнетательный вентилятор для тщательного перемешивания воздуха и газа при их поступлении в топку. Обычно электрические горелки применяются в коммерческом и промышленном секторах.

ОСНОВНЫЕ ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ КОТЛА

Котлы должны обеспечивать пар или горячую воду всякий раз, когда необходимо тепло. Обычная система управления котлом (BMCS) часто настраивается на обеспечение непрерывной подачи горячей воды или пара в период с октября по май в любое время, когда температура OA (наружного воздуха) падает до 60 ° F в течение более 30 минут и AHU (воздух единица обработки) требует тепла.BCMS должна включать программную функцию включения / выключения / автоматического включения. В отличие от чиллеров, котлы можно оставить включенными в режиме холостого хода, в течение которого температура воды будет поддерживаться на заданном уровне. Частый прогрев и отключение котлов вызывает накопление напряжения. Рекомендации производителей котлов содержат конкретные указания в этой области эксплуатации.

Рис. 5 Параметры и КПД котла.

Рис. 6 Кольцевая горелка для неочищенного газа.

Рис. 7 Горелка газовая многопортовая тягодутьевая.

Если не используется нижний предел температуры воды, горелки водогрейных котлов не контролируются для обеспечения температуры воды на основе наружных температур, поскольку графики сброса требуют, чтобы температура подаваемой воды была ниже температуры точки росы дымовых газов. Некоторые котлы требуют, чтобы температура поступающей воды была выше 140 ° F перед тем, как перейти в режим сильного пожара. В этом случае, если в здании используется система горячего водоснабжения, а котел заблокирован в режиме слабого пламени из-за слишком холодной воды на входе, система может никогда не восстановиться.

Ниже приведены три способа управления мощностью коммерческого котла:

1. Включение / выключение (циклическое) управление

2. Управление большой / слабой нагрузкой

3. Плавное регулирование

Включение / выключение (циклическое) регулирование чаще всего используется для небольших котлов производительностью до 1 000 000 БТЕ / ч. Жидкотопливная или газовая горелка включается и выключается для поддержания давления пара или температуры воды. Циклическое управление приводит к снижению эффективности из-за охлаждения (что необходимо для безопасности) поверхностей камина естественной тягой из дымовой трубы во время циклов выключения, предварительной и последующей продувки.

Горелки

с большой / малой нагрузкой обеспечивают меньшие потери при остановке цикла, поскольку горелка отключается только тогда, когда нагрузка ниже минимальной мощности подаваемого топлива.

Плавное регулирование используется на большинстве больших котлов, поскольку регулирует выходную мощность в соответствии с нагрузкой, когда нагрузка превышает предел слабого пламени, который обычно составляет не менее 15% от полной нагрузочной способности. Для определения объема газа или масла, поступающего в горелку, измеряется давление пара или температура горячей воды.

Устройства управления розжигом и безопасностью котла поставляются изготовителем котла и соответствуют нормам. BMCS обычно позволяет котлу зажигаться, обеспечивает заданное значение, управляет насосами и смесительными клапанами, а также контролирует работу и аварийные сигналы.

Регулятор горения регулирует подачу воздуха в горелку для поддержания высокого общего КПД в процессе горения. Более сложные системы используют кислородный датчик в дымовой трубе для контроля количества подаваемого воздуха для горения. В дымовой трубе можно использовать устройства определения плотности дыма, чтобы ограничить уменьшение количества воздуха, чтобы дымовые газы оставались в пределах плотности дыма.Непрерывное считывание и / или запись условий дымовых газов — процентной концентрации O2, температуры дымовой трубы — обычно входит в пакет управления большими котлами.

Простая система управления сгоранием содержит рычаг, который регулирует подачу воздуха от того же модулирующего двигателя, который регулирует подачу топлива (см. Рис. 8). Может быть предусмотрена возможность остановки потока воздуха через дымоход во время простоя.

Контроль пламени

Устройства контроля пламени требуются на всех горелках. Контроль пламени для больших горелок может быть очень сложным, в то время как управление маленькими горелками, такими как бытовая печь, относительно простое. Органы управления должны обеспечивать надежную работу — то есть, они должны затруднять или делать невозможным обход каких-либо функций безопасности системы. Элементы управления также должны постоянно проверяться самими собой. Для коммерческих и промышленных горелок контроль защиты пламени обычно проходит через серию операций, аналогичных следующим.

— Очистить топку от несгоревших паров топлива (предварительная продувка).

— Зажечь пилота.

— Убедитесь, что пилот горит.

— Откройте главный топливный кран.

— Убедитесь, что пламя присутствует, как только заправлено топливо.

— Немедленно отключите подачу топлива, если пламя погаснет.

— Очистите топку от несгоревшего топлива после каждого рабочего цикла (дополнительная продувка).

Рис. 8 Регулятор горения ротационной масляной горелки.

Рис. 9 Простое устройство контроля пламени для газовой печи.

Ключ к любой системе защиты от пламени — это надежные и быстрые средства обнаружения наличия или отсутствия пламени. Методы обнаружения включают:

— Реакция биметаллического датчика на нагрев (медленный отклик).

— Отклик термопары на нагрев (медленный отклик).

— Проводимость пламени (быстрое, но ненадежное срабатывание)

— Исправление пламени (быстрое, надежное срабатывание).

— Ультрафиолетовое обнаружение пламени (быстрое и надежное срабатывание).

— Элементы сульфида свинца (фото) (быстрый и надежный отклик, если включена проверка частоты пламени).

Некоторые датчики могут потенциально выйти из строя из-за короткого замыкания, горячих огнеупоров или внешних источников света. Другие датчики, такие как выпрямление пламени и обнаружение ультрафиолета, реагируют только на пламя. Системы защиты от воспламенения должны быть одобрены лабораторией страховщика (UL) или Factory Mutual для конкретных применений. На рис. 9 показана система защиты от пламени, обычно применяемая в небольших газовых котлах или печах.Пламя газового пилота попадает на термопару, которая подает электрический ток, чтобы держать газовый клапан пилотного клапана открытым. Если пилот выходит из строя или термопара выходит из строя, пилотный клапан закрывается или остается закрытым, предотвращая поступление газа в основную горелку и пилотную горелку. Pilotstat необходимо сбросить вручную.

На рис. 10 показано, как средства контроля пламени интегрируются с регуляторами горения небольшого парового котла, работающего на жидком топливе. Ультрафиолетовый (УФ) датчик пламени расположен там, где он может видеть пламя, и отключает горелку, когда пламя отсутствует.

В дополнение к средствам управления сгорания, безопасности и защиты от пламени, показанным на рис. 10, более крупные горелки часто снабжены дополнительными измерительными приборами, такими как:

— Процент O2 или CO2 в дымовых газах (для контроля эффективности сгорания)

— Температура дымовых газов

— Тяга печи (в дюймах водяного столба) в колонне

— Расход пара с сумматором или БТЕ горячей воды с сумматором

— Расход нефти и / или газа с сумматором

— Плотность дымовой трубы

УПРАВЛЕНИЕ НЕСКОЛЬКИМИ КОТЛАМИ

Основные подключения котла для трехзонной системы горячего водоснабжения показаны на рис.11. В этой системе два котла подключены параллельно. Горячая вода из верхней части котлов поступает в воздухоотделитель, который удаляет из воды весь захваченный воздух. Расширительный бак, подключенный к сепаратору, поддерживает давление в системе. При нормальных условиях эксплуатации бак наполовину заполнен водой. Давление воздуха в резервуаре поддерживает давление в системе и позволяет воде расширяться и сжиматься при изменении температуры воды в системе. Вода из котла проходит через сепаратор к трем зональным насосам, каждый из которых управляется собственным термостатом.В некоторых системах каждая зона может иметь центральный насос и клапан. Возвратная вода из каждой зоны возвращается в котел по обратной линии. В рамках этой системы типов возможно несколько вариантов, но процесс тот же. В этом примере нет ограничения минимального расхода котловой воды.

Пример управления двухкотельной установкой на рис. 12 представляет собой двухконтурную установку с регулируемыми котлами большой / малой нагрузки. Минимальная температура воды на входе 145 ° F требуется до сильного пожара, поток воды должен поддерживаться, когда котел включен, и график сброса вторичной горячей воды 110 ° F воды при температуре 55 ° F и 180 ° F вода при температуре 5 ° F OA.Эти концепции хорошо подходят для систем с одним или несколькими котлами.

Рис. 10 Регулятор горения со схемой защиты от пламени.

Примечание: Разъединитель первичного / вторичного контура рассчитан на полный вторичный поток и, как и развязывающее устройство холодильной установки, должен иметь длину не менее 6 диаметров трубы. В отличие от разъединителя чиллера, нормальный поток может происходить в любом направлении.

Рис. 11 Типовой трубопровод для многозонной системы отопления.

Рис. 12 График управления двухконтурной установкой.

Функциональное описание

Значок

Характеристики

1. Полнопроходные котлы

2. Ограничение минимальной температуры поступающей воды в котел

3. Регулируемая вторичная система с полным потоком котла

4. Автоматическая ступенчатость котла

5. Удобный контроль и регулировка

Условия успешной работы

1. Сеть управления, программное обеспечение и программирование для информирования контроллера теплоцентрали о потребностях вторичного вентилятора и расхода воды.

2. Электропроводка блокировки и управления согласована с производителем котла.

3. Контроль в соответствии с рекомендациями производителя котла.

4. Правильная уставка и параметры, зависящие от проекта.

Спецификация

Отопительная установка должна работать под автоматическим управлением каждый раз, когда функция включения / выключения / автоматического включения вторичного насоса не находится в положении «ВЫКЛ», в зависимости от программной функции включения / выключения / автоматического режима системы отопления.Ведущий котел, как определено программной функцией выбора ведущего котла, должен быть включен в любое время между 1 октября и 1 мая, температура OA упадет ниже 60 ° F на более чем 30 минут, а AHU будет призывая к теплу. Первичный насос каждого котла должен иметь программную функцию включения / выключения / автоматического включения, а каждый котел должен иметь функцию программного автоматического / автоматического выключения. Отопительная установка должна быть отключена каждый раз, когда температура OA поднимается до 65 ° F в течение более 1 минуты и после 1 мая.

УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ КОТЛА

Фиг.13 Динамический дисплей управления котельной системой.

Рис. 14 Типовые трубопроводы первого и второго контура для модульных котлов.

Каждый раз, когда активируется котельная. , первичный насос ведущего котла должен запускаться, и, как подтверждается расход, котел должен срабатывать под заводским контролем для поддержания 180 ° F. Если состояние ведущего котла не меняется на «включен» или если поток не подтверждается в течение 5 минут, необходимо включить ведомый котел.

Во время работы котла, трехходовой смесительный клапан должен находиться в положении, чтобы перевести поток котла в рециркуляционный режим до тех пор, пока вода, входящая в котел, не превысит нижнее предельное значение 145 ° F, при этом смесительный клапан должен переключиться поддерживайте температуру вторичной воды от 110 до 180 ° F, так как температура OA варьируется от 55 до 5 ° F.

Отстающий котел должен быть заблокирован на 60 мин после пуска ведущего котла. После этого, каждый раз, когда один регулирующий клапан котла получает команду на полное открытие от вторичного контура регулирования температуры в течение более 5 минут и температура вторичной воды составляет менее чем на 5 ° F ниже уставки температуры вторичной воды, «выключено» насос котла должен запуститься. И, после подтверждения расхода, отключенный котел должен иметь возможность работать под заводским контролем для поддержания 180 ° F.Смесительный клапан только что запущенного котла должен управляться датчиком нижнего предела температуры воды на входе 145 ° F и заданным значением, аналогичным датчику ведущего котла, а затем, в унисон с смесительным клапаном другого бойлера для поддержания сброса, вторичного горячего водоснабжения. температура.

Каждый раз, когда оба котла работают и их регулирующие клапаны открыты менее чем на 40% по отношению к вторичной обратной линии, котел и насос, проработавшие дольше всех, отключаются.

Котлы модульные

Модульные котлы обеспечивают тепло в большом диапазоне нагрузок и позволяют избежать потерь в режиме ожидания и других потерь, связанных с работой больших котлов при малых нагрузках.На рис. 14 показано расположение трубопроводов первичного и вторичного контура, в котором каждый модульный котел имеет свой собственный насос. Насос котла включен, когда котел включен.

Отключенные котлы не имеют потока и могут охлаждаться . Каждый включенный котел работает на полную мощность или почти на полную мощность. Предотвращение прерывистой работы предотвращает потери в дымовой трубе или в окружающую среду, когда котел выключен.

Нормальное управление модульными котлами включает один из включенных котлов для поддержания температуры воды в питающей магистрали в соответствии с требованиями нагрузки.Датчик управления питающей магистралью последовательно включает котлы. Если нагрузка превышает мощность работающих котлов, запускается дополнительный котел. Ведущий (циклический) котел можно менять ежедневно или еженедельно, чтобы уравнять износ всех котлов, или при использовании цифрового управления программа может запустить котел, который отключался дольше всех.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На многих предприятиях котлы представляют собой наиболее значительную часть энергопотребляющего оборудования.Понимание того, как работает котел и как им лучше всего управлять, может привести к значительной экономии энергии для жилых, коммерческих и промышленных комплексов.

Паровые котлы Collins Walker | Промышленные и коммерческие паровые, водогрейные и электрические котлы

О нас

Collins Walker Limited была образована в 1972 году с целью зарекомендовать себя в качестве мирового лидера на рынке электрических котлов, предлагая индивидуальные решения для пара и горячей воды клиентам по всему миру.

Наши клиенты

У нас широкий круг клиентов как на национальном, так и на международном уровне.

Наши рынки

Решения Collins Walker для пара и горячей воды используются в широком спектре приложений и отраслей в Великобритании и во всем мире. Наша существующая клиентская база работает в различных секторах:

• Химическая промышленность
• Одежда и текстиль
• Строительство
• Инженерное дело
• Финансовые услуги
• Еда и напитки
• Больницы
• Отели

• ИТ и телекоммуникации
• Производство
• Горное дело
• Нефть и газ
• Фармацевтические препараты
• Электростанции
• Государственный сектор
• Транспорт
• Университеты

Зеленый вопрос

Электрический паровой котел не выделяет загрязняющих веществ в месте использования, но он может быть ответственным за загрязнение за пределами объекта, в зависимости от источника электроэнергии.Это также неэффективный способ использования ископаемого топлива, поскольку тепловая электростанция обычно преобразует только около одной трети энергии ископаемого топлива в электричество.

Однако, если источник энергии является возобновляемым и электричество вырабатывается с помощью ветряной турбины, солнечного отопления, гидроэлектростанции или атомной электростанции, то паровой электрический котел является единственным безуглеродным котлом, который существует в коммерческих и рынок промышленных котлов.

Кроме того, правительство недавно ввело в эксплуатацию четыре электростанции по улавливанию и хранению углерода (CCS), что в конечном итоге приведет Соединенное Королевство к полностью безуглеродному источнику производства электроэнергии.В течение следующих 20 лет очевидно, что многим компаниям потребуется перейти на электрические бойлеры как единственное реальное решение для сокращения выбросов углерода в секторе промышленных котлов Великобритании.

Электрические котлы по сравнению с газовыми или масляными котлами

Электрические котлы

Collins Walker имеют явные преимущества перед традиционными решениями, работающими на жидком топливе и газе. Ключевые преимущества для наших коммерческих и промышленных клиентов:

• Отдельной котельной или дымохода не требуется
• Экологичность и отсутствие загрязнения
• Нет необходимости в хранении топлива
• Нет специальных противопожарных мер или мер предосторожности по охране здоровья и безопасности
• Мгновенное производство горячей воды и пара относительно газовых и мазутных котлов
• Чисто и тихо
• Компактный, простой в установке и может располагаться рядом с местом использования
• Низкие эксплуатационные расходы и годы безотказной работы
• Высокий КПД до 98% даже при частичной нагрузке

Электродные котлы по сравнению с котлами с погружными элементами

Существует два метода использования электроэнергии для выработки пара в электрическом котле или парогенераторе.Один из них — пропускать электрический ток через металлический резистивный нагревательный элемент, погруженный в воду. Металлический элемент сопротивляется прохождению тока и выделяет тепло, которое при контакте передается воде и, наконец, генерирует пар. Другой метод заключается в использовании самой воды в качестве элемента сопротивления, пропускающего переменный ток между твердыми металлическими электродами. Сопротивление воды прохождению тока вызывает внутреннее тепло, которое приводит к быстрому парообразованию.

Collins Walker производит паровые котлы с электродом и погружным элементом, и каждый тип котла имеет различные преимущества.Котел, который выбирается для конкретного проекта, обычно зависит от конкретных требований заказчика. Электродные котлы имеют более простую конструкцию, имеют тенденцию быть более прочными и более простыми в обслуживании. Они также имеют тенденцию быть более устойчивыми к колебаниям и скачкам напряжения в электросети, поэтому популярны в таких регионах, как Африка и Ближний Восток. Также можно производить значительно больше пара от того же электродного котла, используя более высокое напряжение электросети. Например, наш самый большой электродный котел ES240 будет вырабатывать 3520 кг / ч пара от трехфазного источника питания 415 вольт.Однако это может увеличиться до 6000 кг / ч, если используется источник питания 690 вольт.

Котлы с погружными элементами представляют собой более современную конструкцию, которая с использованием элементов предлагает большую гибкость в ассортименте, поэтому котел может быть адаптирован специально для удовлетворения требований заказчика к пару или горячей воде. Использование элементов также дает возможность модернизировать котлы той же модели, добавляя элементы во фланцевую сборку.

Например, наш котел меньшего размера ELV может охватывать диапазон паропроизводительности от 19 кг / час до 200 кг / час, просто увеличив количество элементов (& ступеней) в котле.Котлы с иммерсионным элементом также предлагают более контролируемое регулирование электрической нагрузки, чем электродные котлы, которые могут быть дополнительно улучшены за счет использования тиристоров, а не ступенчатых контакторов.

Завод Инжиниринг | Когда использовать электрические паровые котлы

Производители ископаемого топлива снова увеличивают количество тепла для промышленных и коммерческих операторов крупных паровых котлов, работающих на ископаемом топливе. Поскольку операторы котлов мало что могут сделать для контроля затрат на электроэнергию, очевидный ответ — найти способы контролировать потребление — без сокращения операций или снижения производительности процессов с паровым обогревом.

К счастью, когда погода становится теплой, снижение спроса на отопление позволяет отключить большие центральные котлы. Но при этом операторы буквально «выпускают пар», когда тот же котел обеспечивает пар для технологических процессов. Как правило, даже при максимальном диапазоне регулирования котел производит больше пара, чем требуется технологическим процессам, и этот избыток выбрасывается в атмосферу. Потраченная впустую энергия представляет собой значительную стоимость топлива на стороне ввода.

Более экономичным решением может быть комплектный электрический паровой котел (рис.1). Он может поддерживать работу, потребляющую пар, на полной скорости, в то время как большой котел, работающий на ископаемом топливе, прерывается летом или нуждается в обслуживании или ремонте.

Рис. 1. Комплектным паровым электрокотлам требуется только электричество и питательная вода.

А как насчет затрат на электроэнергию?

Хотя электроэнергетические компании являются одними из крупнейших операторов паровых котлов, работающих на ископаемом топливе, они меньше страдают от роста цен на нефть и газ из-за использования угля. Те, кто использует нефть и газ, имеют большее влияние на поставщиков из-за их размера и объема использования.Большинство операторов промышленных и коммерческих котлов, вероятно, платят больше за электроэнергию по сравнению с нефтью и газом за эквивалентные количества британских тепловых единиц. Сравнение общих затрат указывает на преимущества использования электрического парового котла для выработки технологического пара при снижении общей потребности предприятия в паре. (См. Таблицу 1.)

Таблица 1. Эксплуатационные расходы котла1.

Примечания :

1.См. Пример ниже для предположений и расчетов, использованных для этих цифр.

2. Котлы, работающие на ископаемом топливе, понижены до минимального рабочего коэффициента 0,2 или 30 л.с.

Пример: окупаемость электрического котла

Время, необходимое для окупаемости инвестиций в новый электрический котел, зависит от топлива, на котором работает существующий центральный котел, стоимости топлива, минимального рабочего уровня и того, как используются котлы. Расчеты для цифр в Таблице 1 предполагают, что для технологического нагрева требуется всего 10 котельных лошадиных сил (л. С.), А номинальная мощность центрального котла составляет 150 л. С.Это выходная мощность котла при номинальной мощности, и одна л.с. эквивалентна 34,5 фунтам пара в час или 33 446 БТЕ / час (в среднем) при 212 ° F и выше.

Полная мощность в 150 л.с. равна 5 017 000 БТЕ / час. При предполагаемом КПД 80% потребляемая мощность на полной мощности составляет 6 271 000 БТЕ / час. При снижении производительности до 20% установка будет выдавать 30 л.с. или 1 003 000 БТЕ / час при несколько более низком КПД, который предполагается равным 75%. При таком коэффициенте диапазона изменения и эффективности расход составит 1 338 000 БТЕ / час.Для газового котла потребляемая энергия составляет 1 000 000 британских тепловых единиц на 1 куб. М газа. Котел в Таблице 1 будет использовать 1,338 кубических футов в час для выработки 30 л.с., минимального рабочего уровня. Поскольку требуется всего 10 л.с., 20 л.с. пара попадают в дымовую трубу как потраченная впустую энергия.

Для Таблицы 1 предполагается, что стоимость поставленного газа составляет 7,00 долларов США за куб. Фут. Стоимость эксплуатации центрального котла на 30 л.с. составляет 1,338 куб.м / час x 7,00 долларов США / куб.м = 9,37 долларов США / час. Потери в трубопроводе не учитываются, поскольку котел имеет достаточную избыточную мощность, чтобы преодолеть эти потери при минимальном диапазоне отклонений.

Для котлов, работающих на жидком топливе, ситуация аналогичная — цены на топливо варьируются в зависимости от региона и поставщика и могут расти в будущем. В таблице 1 указана цена 1,40 доллара за галлон. и энергосодержание 138 000 БТЕ / галлон. Если разделить это на ввод 1,338,000 БТЕ / час (то же, что и газовый котел), котел потребляет 9,7 галлона / час. При цене 1,40 доллара за галлон эксплуатационные расходы составляют 13,58 доллара за час. Потери в трубопроводе не учитываются.

Электрокотел работает на полную мощность, что для простоты предполагает обеспечение технологических требований и 3% потерь на коротком участке трубопровода между котлом и технологическим процессом.Предполагается, что стоимость электроэнергии составляет 0,05 доллара США / кВтч. Так как одна л.с. соответствует примерно 9,81 кВт, а преобразование электроэнергии в котле составляет около 98%, выходная мощность 10 л.с. требует 100 кВт на входе. Стоимость эксплуатации составляет 5 долларов США в час.

Энергия на единицу топлива основана на диаграммах, опубликованных Институтом газовых технологий, Чикаго, Иллинойс.

Как показано в Таблице 1, экономия затрат на топливо от использования электрического котла мощностью 10 л.с. по сравнению с продолжением эксплуатации основного котла мощностью 150 л.с. составляет не менее 4 долларов.37 в час в случае газового котла. Это означает, что стандартная стоимость установки этого электрического котла в размере 20 000 долларов может быть окупена менее чем за 4600 часов работы. Это соответствует 27 неделям круглосуточного обслуживания без выходных, или примерно двум летним периодам работы. Для мазутного котла срок окупаемости будет намного короче. Кроме того, с учетом затрат на техническое обслуживание сроки окупаемости обычно короче.

Приложения

Предлагаются комплектные электрические паровые котлы для производства пара низкого и высокого давления мощностью не менее 165 л.с.Некоторые производители изготавливают электрические котлы большего размера по индивидуальному заказу в соответствии с конкретными требованиями к установке. Электрические котлы подходят для широкого спектра процессов, включая те, которые используются при производстве химикатов, красок, бумаги, текстиля, нефтепродуктов, фармацевтических препаратов, пластмасс и резины; а также производство продуктов питания и напитков и многие другие объекты, где требуется нагрев, увлажнение и стерилизация. Конкретные области применения включают подачу пара в резервуары для хранения и сосуды с рубашкой; реакционные и дистилляционные сосуды, реторты и автоклавы; нагревательные валки для мелования бумаги, каландрирования, ламинирования, гофрирования и тиснения; плиты, штампы и формы, используемые при обработке пластмасс и эластомеров (рис.2).

Рис. 2. Типовая котельная система с замкнутым контуром

Хотя основной котел установки обычно подает пар и горячую воду для комфортного обогрева и увлажнения, могут быть случаи, когда установка электрического котла для локального обогрева при расширении установки может оказаться рентабельной. Точно так же электрические котлы являются идеальным выбором для новых технологических объектов, где большие котлы, работающие на ископаемом топливе, непрактичны или не требуются. При правильном размере электрического котла отсутствуют потери в дымовой трубе сгорания, дымовые трубы или выбросы в дымовую трубу.По сравнению с котлами, работающими на жидком топливе, здесь нет резервуаров для хранения топлива, которые нужно устанавливать, держать заполненными или беспокоиться об утечке. Кроме того, не требуется техническое обслуживание горелок и поверхностей теплообменников.

Комплектные электрические котлы поставляются со всеми элементами управления и заказанными аксессуарами на месте и готовы к работе. С большинством электрических котлов может работать обслуживающий персонал, прошедший минимальную подготовку. Они запускаются быстро и выпускают пар в течение получаса. Это безопасные, компактные, бесшумные агрегаты, которые можно установить рядом с местом потребления пара, что устраняет необходимость в длинных участках трубопровода и тепловых потерях, которые могут достигать 10%.Электрокотлы хорошо изолированы, поэтому они не добавляют значительного тепла в окружающую среду (рис. 3). Они работают от существующего распределительного напряжения, и единственным дополнительным требованием является подача питательной воды.

Рис. 3. Типовая конструкция вертикального электрокотла.

Техническое обслуживание электрокотлов минимально, помимо регулярных проверок уровня воды и ежемесячных проверок электропроводки. Как и все котлы, они требуют мер по борьбе с накипью и периодической продувки для поддержания эффективности.Замена нагревательного элемента при необходимости легко осуществляется через дверцу котла.

Калибровка и подбор

Поскольку комплектные электрические паровые котлы предварительно спроектированы и собраны, а требования к установке для большинства агрегатов схожи, определение размеров и выбор из списка стандартных продуктов, как правило, является несложным процессом. В большинстве систем отопления требуется всего четыре шага для определения правильной мощности бойлера в БТЕ.

1. Определите количество БТЕ / час, необходимое для доведения приложения до рабочей температуры за желаемое время, включая трубопроводы.

2. Определите количество БТЕ / час, необходимое для поддержания рабочей температуры технологического процесса и трубопроводов.

3. Взяв наибольший результат из Шага 1 или Шага 2, преобразуйте БТЕ / час в фунты пара в час, используя стандартные данные по насыщенному пару (Таблица 2). Разделите БТЕ / час, необходимое для скрытой теплоты, в БТЕ / фунт при рабочем рабочем давлении или при манометрическом давлении.

4. Переведите фунты пара в час в потребности котла в кВт. Поскольку таблицы насыщенного пара основаны на питательной воде с температурой 32 ° F, упрощенная таблица киловатт на фунт пара используется для определения поправочного коэффициента для питательной воды при более высокой температуре (таблица 3).Умножьте требуемые фунты пара в час из шага 3 на этот поправочный коэффициент.

Таблица 2. Насыщенный пар — термодинамические свойства

Таблица 3. Зависимость температуры питательной воды котла в киловаттах на фунт пара

Давление пара должно быть наименьшим давлением, которое обеспечит требуемый выход при температуре выше, чем конечный желаемый продукт или температура процесса. Чтобы определить, является ли повышение температуры продукта или процесса достаточным, определите, имеется ли в теплообменнике достаточная площадь поверхности теплопередачи, чтобы удовлетворять формуле:

Q = U x A x D T.

Где:

Q = Теплопередача, БТЕ / час

U = Общий коэффициент теплопередачи для конкретного нагреваемого продукта, тип источника тепла [насыщенный пар; вода] и способ переноса [свободная конвекция; принудительная конвекция; зажим]

A = Площадь теплообменной поверхности теплообменника, фут2

D T = Изменение температуры, град F

При необходимости

D T может быть увеличен, если не превышаются максимальное номинальное давление котла и максимально допустимая температура поверхности теплопередающей поверхности, контактирующей с продуктом.

Пример расчета котла

Химическая компания использует кожухотрубный теплообменник для нагрева 10 галлонов воды в минуту от 140 F до 185 F для непрерывного процесса. В теплообменник подается пар под давлением 50 фунтов на квадратный дюйм от большого центрального котла, работающего на ископаемом топливе. Компания желает закрыть большой котел в летние месяцы. Электрокотел какого размера нужен для замены центрального пароснабжения при остановке? (Конденсат смешивается с питательной водой и возвращается в котел при температуре 50 ° F.)

Тепловая энергия, необходимая для этого примера, может быть рассчитана по следующей формуле:

Q = [(C) ( C _p ) (SG) (V) (D T ) (K) x (SF)] / [H], где:

Q = Требуемое количество тепла, кВт / час

C = коэффициент преобразования для галлонов в минуту в фунт / час, 8,345

(8,345 фунта / галлон x 60 мин / час) = 500 фунт-мин / галлон-час

C _p = Удельная теплоемкость воды, 1 БТЕ / фунт / фут

SG = Удельный вес жидкости, 1 для воды

V = Объемный расход жидкости, 10 галлонов в минуту

D T = Изменение температуры жидкости, град F

(185 ° F — 140 ° F) = 45 ° F

K = кВт котла на фунт пара

(при 50 фунтах на квадратный дюйм для питательной воды 50 F, из Таблицы 3) = 0.3401 кВт / фунт.

H = Скрытая теплота пара при рабочем давлении 50 фунтов на кв. Дюйм (из таблицы 2) = 912 БТЕ / фунт

SF = коэффициент безопасности 20% = 1,2 (при неизвестных тепловых потерях, потере конденсата из-за переплавки и т. Д.)

Этот расчет можно разбить на следующие этапы:

1. Перевести галлоны в минуту потока в фунты в час:

10 галлонов / мин x 500 фунт-мин / галлон-час = 5000 фунтов / час

2. Исходя из количества фунтов в час, рассчитайте необходимое количество британских тепловых единиц, используя удельную теплоемкость воды и повышение температуры (D T):

5000 фунтов / час x 1 британских тепловых единиц / фунт / фут x 45 F = 225000 британских тепловых единиц / час

3.Используя скрытое теплосодержание при 50 фунтах на квадратный дюйм из таблицы 2, рассчитайте фунты пара в час, необходимые для доставки требуемых британских тепловых единиц:

225000 БТЕ / час / 912,2 БТЕ / фунт = 246,66 фунта / час

4. Преобразуйте фунты пара в час в кВт котла, используя коэффициент 0,3401 из таблицы 3:

246,66 фунта / ч x 0,3401 кВт / фунт = 83,89 кВт

Чтобы компенсировать неизвестные потери тепла и возможные потери нагретого конденсата из-за мгновенного испарения, при выборе размеров котла обычно применяется 20% -ный коэффициент безопасности.Расчетный размер котла:

1,20 x 83,88 кВт = 100,67 кВт

На основании этого расчета выберите электрический паровой котел. В зависимости от производителя, такой котел может быть оснащен множеством дополнительных опций производительности, включая автоматическую продувку, продувочные сепараторы, где пар и горячая вода не могут быть сброшены непосредственно в канализацию, электронные регуляторы уровня воды и электронные регуляторы для установок с регулируемым давлением. .

— Отредактировал Джозеф Л.Фощ, старший редактор,

630-3320-7135, [email protected]

Подробнее

Автор готов ответить на вопросы по электрическим паровым котлам. С ним можно связаться по телефону 412-967-3886.

Как заменить элемент водонагревателя: пошаговое руководство

Иногда требуется замена элемента водонагревателя. То, что нагревательный элемент больше не работает, не означает, что вам нужно покупать новый водонагреватель. Задача по замене элемента водонагревателя может показаться сложной, но большинство домовладельцев может произвести этот ремонт самостоятельно.

Если ваш водонагреватель медленно нагревается, в нем заканчивается горячая вода или вообще не подается горячая вода, есть большая вероятность, что один или оба ваших нагревательных элемента не работают должным образом. В этой статье мы покажем вам, как определить, нуждается ли ваш элемент в замене, и как сделать ремонт самостоятельно.

Замена элемента водонагревателя

Если вашему водонагревателю 6 лет или больше, вы можете подумать о покупке нового. Водонагреватели обычно имеют срок службы от 6 до 10 лет, поэтому, если ваш водонагреватель старше, вы можете ожидать, что у него возникнут проблемы раньше, чем позже.Вы не только сэкономите деньги на ремонте, но, поскольку новые водонагреватели более энергоэффективны, вы также сократите свои ежемесячные расходы на электроэнергию.

Проверка нагревательного элемента водонагревателя

Перед тем, как приступить к замене нагревательного элемента водонагревателя, вы должны проверить, действительно ли это проблема. Нередко заменяют элемент только для того, чтобы обнаружить, что проблема вовсе не в нагревательном элементе.

Для этого сначала проверьте, не сработал ли автоматический выключатель или был ли он случайно выключен.Если с выключателем все в порядке, вам нужно будет проверить кнопку сброса на отсечке температуры. Кнопка сброса на водонагревателе расположена над термостатом внутри верхней панели доступа. Обычно это красная кнопка. После того, как вы сбросите кнопку и водонагреватель снова отключится, скорее всего, проблема в вашем нагревательном элементе.

Если у вас есть мультиметр, вы можете проверить элемент на целостность. Это очень просто сделать, и это лучший способ узнать, нужно ли заменять нагревательный элемент вашего водонагревателя.В этом коротком видео вы шаг за шагом пройдете через весь процесс.

Подготовка к замене нагревательного элемента водонагревателя

Нагревательные элементы также называют погружными нагревателями, потому что они полностью погружены в воду резервуара. Важно отметить, что нагревательные элементы только используются на электрических водонагревателях. Газовые водонагреватели нагревают воду совершенно другим способом.

Нагревательный элемент Тип

Существует 2 различных стиля нагревательных элементов:

Ввинчиваемый : это тип, который мы рассмотрим, потому что они являются наиболее распространенными нагревательными элементами.Обычно они используются на всех более новых водонагревателях, и элемент прикручивается на место.

На болтах : Есть несколько различных стилей болтовых элементов, если у вас старый водонагреватель, возможно, установлен этот тип. Элемент фиксируется 4 болтами. Доступен универсальный комплект переходников, если вы хотите приспособить ввинчиваемый элемент к привинчиваемому элементу.

Расположение нагревательного элемента

Электрические водонагреватели имеют 2 нагревательных элемента.Есть верхний элемент, который находится за верхней панелью доступа, и нижний элемент. Обычно необходимо заменить нижний элемент.

По мере того, как осадок в вашем резервуаре накапливается, он оседает на дне, где находится ваш нижний элемент. Осадок окружает элемент и заставляет его терять свою эффективность. В конце концов, он либо сломается, либо полностью выйдет из строя.

Почините вашу сантехнику в аварийной ситуации сегодня!

Покупка новых нагревательных элементов

При выборе новых нагревательных элементов рекомендуется приобретать те, которые имеют такое же напряжение, мощность и стиль (вкручиваемый или привинчиваемый), что и заменяемый элемент.

Напряжение нового элемента всегда должно соответствовать напряжению старого элемента. Однако вы можете использовать меньшую мощность, чтобы продлить срок службы элемента. Имейте в виду, что элемент также будет выделять меньше тепла. Никогда не покупайте элемент большей мощности, чем предыдущий.

Напряжение и мощность обычно указываются на элементе или на паспортной табличке водонагревателя. Если вы не можете его найти, вы всегда можете выполнить простой поиск в Интернете по номеру модели вашего водонагревателя (указан на заводской табличке).Если ничего не помогает или вы чувствуете себя более комфортно, вы можете удалить элемент и отнести его в местный хозяйственный магазин.

Типы элементов водонагревателя

Существует 3 типа элементов водонагревателя. Если срок службы вашего водонагревателя подходит к концу, вы можете установить наименее дорогой элемент с высокой плотностью мощности.

Однако, если ваш обогреватель новее и вы живете в районе с жесткой водой, вам следует рассмотреть другие более дорогие варианты. Давайте подробнее рассмотрим каждый из них:

Нагревательный элемент

с высокой плотностью мощности

Элементы с высокой плотностью мощности являются наиболее распространенными элементами водонагревателя и могут использоваться во всех сценариях замены при условии соответствия мощности и напряжения.В большинстве случаев элемент с высокой плотностью мощности будет того же типа, что и ваш оригинальный водонагреватель.

Элементы с высокой плотностью мощности склонны к коррозионным накоплениям и имеют более короткий срок службы. Вы можете ожидать, что эти элементы будут наименее дорогими из трех типов.

Элемент LASCO высокой плотности

Элемент электрического водонагревателя LASCO 40-1015 высокой мощности 1500 Вт, 120 В имеет ввинчиваемое основание с резьбой 1-1 / 4 дюйма.

Нагревательный элемент с низкой ваттной мощностью

Элементы с низкой ваттной мощностью хорошо подходят для районов с жесткой водой.Многие из них имеют откидную конструкцию, чтобы оставить больше места для обогрева. Несмотря на то, что это более низкая удельная мощность, потери в эффективности нет. Это помогает им уменьшить образование накипи, которое часто встречается в районах с жесткой водой.

Если у вас одинаковая мощность и напряжение, вы можете использовать элемент с низкой плотностью мощности для замены элемента с высокой плотностью мощности. В большинстве случаев эти элементы будут дороже, чем элементы с высокой удельной мощностью, описанные выше.

DERNORD Элемент низкой плотности

DERNORD Foldback — это нагревательный элемент низкой плотности мощности.Он доступен с мощностью 4500 и 5500 Вт.

Lime Life Element

На эти элементы премиум-класса распространяется ограниченная 5-летняя гарантия. Элементы для жизни извести имеют сверхнизкую удельную мощность и поверхность из высококачественного никеля и нержавеющей стали, которая препятствует образованию накипи.

Эти элементы — отличный выбор, если вы живете в районе, где наблюдается непостоянная подача воды, поскольку они устойчивы к сухому огню. Элементы извести, как правило, являются самым дорогим элементом, однако после установки они часто не проживают столько же, сколько и сам водонагреватель.

DERNORD Элемент со сверхнизкой плотностью мощности

DERNORD Ripple — это нагревательный элемент со сверхнизкой плотностью мощности. Он доступен мощностью 4500, 5500 и 6500 Вт и устойчив к отложению известкового налета.

Получите лучшую цену на водонагреватель

Ремонт и установка

Получите предложения от квалифицированных местных подрядчиков

Необходимые расходные материалы

Для замены элемента вам потребуется следующее:

Замена нагревательного элемента

Замена нагревательного элемента водонагревателя — относительно простая задача.Однако имейте в виду, что вы будете работать как с электричеством , так и с водой — две вещи, которые небезопасно смешивать. Если вы чувствуете себя некомфортно, вам следует обратиться к квалифицированному сантехнику. Вашим приоритетом всегда должна быть безопасность.

Как заменить нагревательный элемент

Шаг 1. Выключите питание

• Выключите автоматический выключатель на электрической панели. Используйте тест напряжения, чтобы убедиться, что мощность больше не достигает водонагревателя. Вы будете работать с электричеством и водой, поэтому крайне важно, чтобы водонагреватель был выключен.

Шаг 2: Присоедините шланг к сливному клапану

• Присоедините шланг к сливному клапану и откройте клапан. На этом этапе мы НЕ хотим сливать воду из бака, только чтобы убедиться, что сливной клапан не забит.
• Если ваш бак забит, вам необходимо сначала решить эту проблему.
• НЕ сливайте воду из бака в это время.
• См. Ниже инструкции по замене нагревательного элемента без слива воды из бака.

Шаг 3: ВЫКЛЮЧИТЕ воду

• ОТКЛЮЧИТЕ подачу воды к водонагревателю, закрыв впускной клапан холодной воды (чаще всего расположенный над водонагревателем).
• Сбросьте давление горячей воды, впустив воздух в бак. Для этого откройте ближайший кран. Открывайте только кран с горячей водой, а не с холодной. Обязательно оставьте кран открытым.

Шаг 4: Снимите крышку съемной панели

• Используйте отвертку, чтобы снять крышку съемной панели. На верхней панели находится верхний водонагревательный элемент. На нижней панели находится нижний элемент.
• Обычно между дверцей панели и термостатом есть изоляция.Отложите изоляцию в сухом месте.
• Термостат должен иметь пластиковую крышку. Осторожно снимите крышку.
• Проверьте провода с помощью вольтметра, чтобы убедиться в отсутствии напряжения.
• Осмотрите проводку. Был ли поврежден какой-либо из проводов? Есть ли расплавленные детали? Электропроводка может быть повреждена, если осадок вызвал перегрев элемента. Любую поврежденную проводку необходимо отремонтировать.
• Ослабьте винты и отсоедините 2 провода элемента от нагревательного элемента.

Шаг 5: Снимите нагревательный элемент

• Используйте гаечный ключ для нагревательного элемента, чтобы снять элемент.Он разработан специально для удаления элементов электрического водонагревателя и имеет широкую горловину, которая закрывает открытую часть элемента.
• Пока бак еще полон воды, слегка ослабьте элемент против часовой стрелки. Вес воды поможет удерживать резервуар на месте.
• Убедившись, что можно ослабить нагревательный элемент, слейте воду из бака, открыв сливной клапан. В зависимости от размера вашего аквариума это может занять до часа.
• Снимите элемент.Там будет резиновая прокладка или уплотнительное кольцо, закрывающее резервуар. Убедитесь, что вы сняли уплотнительное кольцо с элементом.

Скорая помощь

Звоните сейчас!

Шаг 6: Установите новый нагревательный элемент

• Протрите резьбу и область прокладки нового элемента, чтобы убедиться, что они свободны от грязи и мусора.
• Установите новое уплотнительное кольцо на новый элемент. НИКОГДА не используйте старое уплотнительное кольцо.
• Осторожно вдавите элемент в резервуар и затяните его гаечным ключом для элемента.
• Присоедините 2 провода к элементу и закрепите их на месте, затянув винты. Дважды убедитесь, что провода надежно закреплены и не соскользнут.

Шаг 7: Наполните бак

• Закройте сливной клапан водонагревателя.
• Включите воду в водонагреватель.
• НЕ ВКЛЮЧАЙТЕ питание в это время. Перед включением питания бак должен быть заполнен водой, иначе вы повредите нагревательные элементы.
• Проверить только что установленный элемент на герметичность.Если протечка присутствует, отключите подачу холодной воды и затяните элемент. Может потребоваться удалить элемент и переместить уплотнительное кольцо.
• По мере наполнения резервуара вода начнет брызгать из открытого крана крана (оставленного открытым на шаге 3). Вода выталкивает воздух из линии. Как только вода станет устойчивой, кран можно закрыть.
• Замените пластиковую крышку термостата, изоляцию и крышку съемной панели.
• После того, как резервуар наполнится водой, вы можете снова включить питание водонагревателя, щелкнув выключатель цепи.
• Поскольку в линиях горячей воды, скорее всего, будет воздух, нередки случаи, когда краны горячей воды по всему дому разбрызгиваются. Это пройдет через короткий промежуток времени. Однако при желании вы можете открывать каждый кран, пока у вас не будет стабильного потока воды.

Как заменить нагревательный элемент без слива воды из бака

Можно заменить нагревательный элемент вашего водонагревателя без слива воды из бака . Хотя учтите, что это может быть немного сложнее.Если вы хотите попробовать, видео ниже покажет вам, как это сделать.

Посмотреть видео

Аварийная сантехника — круглосуточное обслуживание

Получите предложения от квалифицированных местных подрядчиков

.