Elektrodpannor: driftsprincip, fördelar och nackdelar, installationstips

Hem / Elpannor

Tillbaka till

Publicerad: 31.05.2019

Lästid: 4 minuter

0

913

Den kompakta elektriska pannan ger värme i rummet och gör det möjligt att fjärrstyra temperaturen. Dess lilla storlek gör att den kan installeras i ett befintligt värmesystem.

• 1 Hur elektrodpannan fungerar
• 2 Hur det fungerar
• 3 Är det möjligt att spara med en elektrodpanna
• 4 Granskning av de bästa modellerna av elektriska elektrodpannor

Principen för drift av elektrodpannor

När man beskriver fördelarna med elektrodpannor ligger huvudvikten på frånvaron av mellanhänder vid överföring av energi från det elektriska nätet till kylvätskan. Huvudargumentet som marknadsstrategin för främjande av elektrodvarmvattenberedare satsas på är direkt uppvärmning av vätskan under påverkan av en elektrisk ström, vilket uppstår på grund av dess höga resistivitet.
Vid användning av denna typ av utrustning elimineras påverkan på värmeöverföringen av skalskorpan som bildas på ytan av traditionella rörformade värmeelement. Systemets låga tröghet betraktas också som en uppenbar fördel: kylvätskan börjar värmas omedelbart efter att spänningen appliceras på elektroderna, medan det tar lite tid att värma själva spolen och dess dielektriska isolering när man använder resistiva värmare.

Elektrodpannans enhet: 1 - anslutningar för anslutning till nätverket; 2 - tätningsmedel och isolering av elektroder; 3 - tillförsel av kyld värmebärare; 4 - block av elektroder; 5 - kylvätska; 6 - panntrumma; 7 - isolerande skikt; 8 - utlopp för det uppvärmda kylmediet

Men allt är inte så rosigt. Först och främst är det tveksamt att hela kylvätskan påverkas av en farligt hög potentialskillnad. I synnerhet med nollavbrott blir alla metalldelar i värmesystemet dödliga för människor, och haverier är också möjliga om neutralen inte är ordentligt jordad.

Det är värt att nämna det faktum att inte alla vätskor har en resistivitet som är tillräckligt hög för att konvertera all tillförd kraft för att generera el. En viss del av strömbelastningen stöter inte på motstånd och flyter därför fritt i marken. Mot denna bakgrund framkallar uttalanden att elektrodpannor har en verkningsgrad över 100% ett nedlåtande leende från människor som är väl bekanta med den tekniska delen av frågan.

Vattenuppvärmningssystemets mekanism

För att ytterligare förstå artikeln är det nödvändigt att förstå jonelektrodpannans struktur och mekanism. Funktionsprincipen är mycket enkel att förstå - värmebäraren (vatten måste innehålla den erforderliga mängden salt, om procentandelen salt överskrider normen, späds produkten med destillerat vatten) följer in i kärlet där elektroden är installerad. Om någon har en fråga, efter att ha läst ordet "elektrod", kommer vi att förklara: en elektrod är en metallstav som är fixerad på vardera sidan av kärlet. Fasen är ansluten till elektroden och den neutrala ledaren är ansluten till framsidan av mekanismen.

Om du ansluter vattenvärmesystemet till ett nätverk av tvåhundra och tjugo volt med en frekvens på femtio Hz, aktiverar enheten en kaotisk process av rörelse från anoden till katoden. Denna process hjälper till att uppnå huvudmålet - vattenuppvärmning. Många hantverkare är vana vid att kalla sådana enheter inte elektrod, utan joniska - detta beror på värmepannans särdrag.Om principen för jonpannans funktion är väldigt enkel att förstå, visar systemets effektivitet mycket höga hastigheter - 96-99 procent.

Elektrodpannan bidrar till att det är möjligt att spara upp till fyrtio procent el jämfört med skorstenspannor. Funktionsprincipen gör det möjligt att inte använda skorstenar, eftersom jonpannan inte producerar förbränningsprodukter.

Kylvätskekrav

Förutom naturliga förluster vid uppvärmning av en vätska har elektrodpannor en annan otäck egenskap. Under processen att leda en elektrisk ström genom vatten observeras fenomenet elektrolys - separationen av H2O-molekylen i gasformiga komponenter. Detta minskar bland annat pannans energieffektivitet, för i detta fall förbrukas el inte för uppvärmning utan för elektrolys. Den mest uppenbara konsekvensen av denna effekt är emellertid bildandet av gaslås i rör och radiatorer.

Av dessa skäl måste värmemediet för värmesystem på elektrodpannor väljas med största noggrannhet. För att minska konduktiviteten hos kylmediet (öka resistiviteten) bör halten av upplösta joner i den använda vätskan normaliseras. I grund och botten används destillerat vatten, till vilket elektrolyt blandas i den andel som rekommenderas av tillverkaren, återigen fabriksproduktion.

Situationen är mer komplicerad om en frostskyddsvätska måste användas som värmebärare. I detta fall måste systemet fyllas med ett speciellt frostskyddsmedel som inte kan spädas med vatten. Med en betydande förskjutning kan tankning av systemet kosta ett ganska öre, men detta tar inte hänsyn till frågan om kylvätskans hållbarhet. I närvaro av metalldelar i systemet ökar koncentrationen av joner i vätskan över tiden, medan effektiva metoder för regenerering av kylvätskan för elektrodpannor ännu inte har uppfunnits. Men med jämna mellanrum måste åtminstone en del av kylvätskan tömmas, eftersom varje panna behöver rengöra elektroderna från plack och själva systemet måste spolas.

Konsekvenser av elektrolys och likströmsverkan

Klyvningen av vatten i syre och väte leder till att det bildas luftlås som hindrar vätskans normala cirkulation. Detta är dock långt ifrån den största negativa effekten. I synnerhet under verklig driftserfarenhet hittades manifestationer av elektrokemisk korrosion av aluminiumradiatorer.

I närvaro av gjutjärnsbatterier i värmesystemet minskar kylvätskans initialkvaliteter, främst på grund av tvätt av föroreningar från de gjutna sektionernas öppna porer. På grund av detta har de som vill använda elektrodpannor under sådana förhållanden inget annat val än att byta ut kylarna eller spola hela systemet noggrant.

Själva det faktum att kylvätskan i systemet är strömförande måste noggrant tillhandahålla jordning för varje metallelement i systemet. Om en klämma med ett tillräckligt lågt motstånd fortfarande kan appliceras på ett stålrör, förefaller högkvalitativ jordning av en gjutjärnsradiator ansluten med ett system av plaströr vara en mycket svår uppgift. Hittills kan vi dra slutsatsen att alla värmesystem där en elektrodpanna används kräver ett strikt individuellt tillvägagångssätt.

Hur man gör det själv

Först måste du bestämma vilken typ av elektrodpanna - enkelkrets för uppvärmning eller dubbelkrets för varmvattenförsörjning. I det andra fallet installeras panntrumman i en tank med kranvatten.

Material och verktyg för att tillverka en elektrodpanna

De flesta av de ämnen som passar storleken kan hittas genom att fiska i garaget och de saknade delarna kan köpas i butiken. Ett komplext verktyg krävs inte heller.För att montera en standardpanna med en kapacitet på upp till 10 kW behöver du följande:

• Svetsmaskinen, helst en modern inverterare, är lättare att hantera med detta, och kvaliteten på sömmarna kommer att visa sig vara mycket anständig;
• Bulgariska;
• Borra;
• En bit stålrör 20-30 cm lång och 8-10 cm i diameter, den kommer att fungera som en kropp;
• Metallstav 1–2 cm i diameter och 10–15 cm lång för den centrala elektroden;
• En järntee med en diameter på pannkroppen för att fästa elektroden och tillförselrören (färdiga säljs i VVS-butiker);
• Koppling med en adapter för en standardrörgänga och en lämplig diameter på kroppen;
• Elektrodisolator tillverkad av en lämplig bimetallplugg eller PTFE-tätning;
• Kontakter för nollfas och jordning från lämpliga bultar och muttrar för M6 eller M8;
• Tätningsmedel eller specialtätningstejp;
• Hörn för att göra panntrumman mot väggen eller golvet.

Tillverkningsteknik

Vi arbetar i följande ordning:

1. Det färdiga arbetsstycket skärs i storlek och de skarpa kanterna rengörs. En färdig utslagsplats installeras i ena änden och anslutningen svetsas noggrant. En hylsa eller en standard gängad fläns för hylsan är svetsad på motsatt sida. I detta fall är anslutningen dessutom förseglad. Det är tillåtet att skära en tråd på ett rör för en tee och en koppling. Kylvätskan kommer in i pannan genom en tee, och sedan, efter uppvärmning, in i värmesystemet genom en koppling med en kran.
2. Vi svetsar en terminal från en lämplig bult till elektroden i förväg. I isolatorn borrar vi ett hål för elektroden. Själva elektroden och isolatorn är de mest kritiska enheterna i pannan. Alla anslutningar måste göras försiktigt och placeras på ett tätningsmedel för att undvika läckage.

Processen att tillverka en elektrodpanna orsakar inga speciella svårigheter.

Det är viktigt! Platsen där fasen är ansluten till elektroden måste vara noggrant isolerad eller täckt med ett skyddskåpa för att undvika oavsiktlig elektrisk stöt:

1. Vi svetsar två bultar på kroppen - en för att ansluta marken, den andra för matning av nollfasen. Jordning är obligatorisk från en koppartråd med ett tvärsnitt på minst 4 mm2.
2. Vi rengör den från rost och målar den med värmebeständig färg.
3. Vi gör pannfästet från hörnen och placerar det på rätt plats. Vi stänger den med en dekorativ skärm och ansluter till nätverket.

Elektrodpannans anslutningsdiagram

Före den slutliga installationen av den monterade pannan, testa den för läckage. För att göra detta, häll fotogen eller liknande vätska med hög flytbarhet i den. Du kan också kontrollera tätheten genom att applicera tvålvatten på fogarna och svetsarna och tillföra luft till insidan av huset under ett tryck på 3 atm., Till exempel från en bilpump. Därefter tvättas pannan med speciella föreningar som tar bort kalk och rost inuti.

Installation av en hemlagad panna i värmesystemet

Driften av en elektrodpanna skiljer sig från ett induktions- eller värmeelement, så dess drift kräver ett eget anslutningsdiagram. Under processen att leda ström genom kylvätskan frigörs elektrolysgas (väte), vilket försämrar systemets prestanda. För att ta bort den skärs en speciell säkerhetsventil in i den övre delen av systemet för att frigöra övertryck i systemet.

Du behöver också:

• Expansionskärl;
• Tryckmätare;
• Automatisk luftavlastningsventil;
• Avstängningsventiler.

Installation av en jonpanna av vilken typ som helst är endast möjlig i vertikalt läge, och utloppsröret måste tas från en metall med en längd på upp till 1,5 m. Resten av ledningarna är gjorda av komposit eller andra rör.

DIY elektrodpanna

Kylvätskans arbetstemperatur i ett förseglat system når 120 grader, därför krävs skyddskåpor. Fördelen med en förseglad krets är att rost och skal inte bildas på rörväggarna under lång tid.

Elektrodpannans effekt kan justeras genom att ändra koncentrationen av lösta salter i kylvätskan. För att uppnå optimal vätskebeständighet används följande metod:

• Vi tar destillerat vatten eller regn (snö);
• Du behöver en behållare, en amperemätare, en stor vattenspruta eller måttkopp, bakpulver;
• Enligt Ohms lag beräknar vi strömmen i kretsen (för en 4 kW panna vid en spänning på 220 V blir strömmen 18A);
• Vi spädar läsk i en behållare i förhållandet 1 till 10 och häller den i systemet genom en expansionstank;
• Vi ansluter amperemätaren till pannans terminaler och tittar på avläsningarna på den påslagna och uppvärmda pannan;
• Tillsätt vatten tills önskat aktuellt värde visas.

Man måste komma ihåg att processen för att ändra koncentrationen av kylvätskan sker gradvis, så det är värt att vänta på den slutliga etableringen av strömmen vid 16-17 ampere. Vid vidare användning bör du regelbundet kontrollera värdet på strömmen i systemet och vid behov justera vätskans densitet genom att tillsätta läsk eller vatten.

Det är viktigt! En låg koncentration av elektrolyt minskar pannans effektivitet och leder till ökad gasproduktion.

Välja en kylare för att arbeta med en elektrodpanna

På grund av egenskaperna hos värmebäraren med en stor mängd upplösta salter är inte alla radiatorer lämpliga för drift i värmekretsen. För denna typ av värmeenheter är användningen av aluminium- eller bimetallkonstruktioner tillåten. De håller uppvärmningen över 100 grader och högt tryck och den inre ytan förblir ren även efter flera års drift.

Aluminium- och bimetallradiatorer behåller värmen väl

Det är viktigt! Volymen och antalet sektioner väljs utifrån följande regel: för 1 kW installerad effekt bör det finnas 8-10 liter värmeöverföringsvätska. En alltför stor mängd vätska förbättrar inte uppvärmningen i huset, men kostnaden för uppvärmningen blir högre.

Information om volymen på kylarsektioner anges på förpackningen och volymen vätska som cirkulerar genom rören finns med formeln: V = S * L (m3 eller liter), där V är den totala volymen, S är korset -sektionsarea av röret, L är den totala längden på alla rör i värmesystemet.

Elektrodpannor med liten och medelstor effekt har visat sig väl för uppvärmning av rum upp till 100 m2. Samtidigt kan de fungera från ett offentligt 220 V-nätverk, och den maximala strömstyrkan överstiger inte 20 A. Sådana enheter är idealiska för uppvärmning av ett lantgård eller garage. En egengjord panna och kylvätska kommer att medföra betydande besparingar, och när det gäller deras prestanda kommer de inte att vara sämre än märkesvaror.

Enastående effektivitetsmyter

När man studerar reklammaterialet för elektrodpannor får man intrycket att konsumenterna anses vara döva okunniga. Påstått "joniska" pannor extraherar värme bokstavligen från ingenstans, vilket ger värmeenergi i mängden 120-150% av den tillförda elektriska effekten. Samtidigt ignoreras fysikens lagar och i synnerhet värmeteknik på alla möjliga sätt.

Uttalanden om att elektrodpannan kan mytiskt multiplicera den energi som läggs i den är helt grundlös. Lyckligtvis har denna trend i reklamkampanjer idag börjat minska, men dess ursprungliga utveckling kan hänföras till den aktiva spridningen av termisk utrustning som går på bekostnad av värmepumpar med en positiv COP-koefficient.

Även påståenden om att 100% av elen omvandlas till värme är ett direkt bedrägeri. Förluster under bildandet kan fortfarande inte undvikas, inte ens vid uppvärmning av kylvätskan på grund av sitt eget elektriska motstånd, eftersom minst 2-3% kommer att spenderas på uppvärmning av försörjningskabeln, samma mängd dräneras in i jordningssystemet på grund av en minskning av laddningsbärarnas energi på grund av otillräcklig kemisk renhetsvätska i systemet eller på grund av bildandet av plack på elektroderna. Slutsats: elektrodpannor kan visa en omvandlingskoefficient nära 100% endast under förhållanden med ett demonstrationsställ, som, som ni vet, är långt ifrån verkliga.

Användbarhet

För alla sina brister har elektrodpannor inte bara rätt till liv utan de upptar sin egen nisch där de löser ett visst spektrum av problem. I grund och botten reduceras deras användning till att värma upp små områden, där det cykliska driftssättet är särskilt viktigt. På grund av låg tröghet tas värmesystemen på elektrodpannor omedelbart i drift, vilket innebär att uppvärmningen kan utföras under en strikt definierad tidsperiod.

Dessutom kan man inte låta bli att nämna elektrodpannornas små dimensioner. De representerar faktiskt en liten kolv som enkelt kan integreras i en kompakt teknisk nisch. Om du behöver värma ett litet utrymme och det inte finns något sätt att utrusta ett separat pannrum, kommer denna typ av pannor att vara till nytta.

Man bör dock komma ihåg att denna typ av utrustning fungerar bäst i slutna system med liten förskjutning. Elektrodpannor kan användas i kombination med golvvärmesystem och vid uppvärmning med radiatorer. Vi upprepar dock att det är nödvändigt att förbereda kylvätskan ordentligt och använda avancerade elektroniska termiska styrkretsar.

Elektrodpannans anslutningsdiagram: 1 - kulventil; 2 - filter; 3 - cirkulationspump; 4 - dräneringsventil; 5 - elektrodpanna; 6 - säkerhetsgrupp; 7 - expansionstank; 8 - värmeelement; 9 - trevägsventil med servodrift; 10 - cirkulationspump; 11 - kontur för golvvärme; 12 - styrenhet för golvvärme; 13 - styrenhet för elektrodpanna; 14 - digital termostat; 15 - kontaktor; 16 - automatiskt skydd

Kopplingsschema till värmenätet

För normal drift måste du installera en cirkulationspump, en expansionstank, ett specialfilter och en automatiseringsenhet. Oftast används 3 typiska scheman för anslutning av en elektrisk panna till värmekretsen.

Standard eller sekventiell

Det vanligaste schematiska diagrammet där kylvätskan tillförs från topp till botten med en pump. Låter dig ansluta ett stort antal värmeelement.

Det schematiska diagrammet för pannanslutningen är det vanligaste

Parallell krets

Lämplig för små rum med 1-2 batterisektioner. Vätskecirkulation i en sådan krets är möjlig genom gravitation på grund av konvektion. En andra panna eller centralvärme kan också anslutas.

1 - panna, 2 - värmesystem radiatorer, 3 - expansionstank; 4 - ventil för påfyllning / påfyllning av systemet från vattentillförseln

Golvvärmeanslutning

I hus med centralvärme eller gasuppvärmning används elektrodpannor med låg effekt för golvvärme. Ett sådant golv behåller värmen längre och gör inomhusklimatet mjukare än när man använder infraröda värmare.

Du kan ansluta golvvärmen till pannan själv

Uppvärmningsvatten i varmvattenförsörjningssystemet innebär användning av speciella 2-kretsspannor, som också kan anslutas till ett gemensamt värmesystem.

Innan arbetet med ritningen påbörjas är det nödvändigt att ange antalet kretsar, värmestrålarnas placering och det totala antalet rör, placeringen av pumparna och filtren. Lägg kranar för att tömma vatten och fylla vätska i kretsen.

Underhåll av värmesystemet på elektrodpannor

Under drift orsakar elektrodpannor inga speciella problem. De är kompakta, tysta och kräver ett minimum av skyddsanordningar i de elektriska och hydrauliska rören. Ändå måste regelbunden översyn och underhåll av sådan utrustning fortfarande utföras.

Pannelektroderna kräver i allmänhet uppmärksamhet. Påståendena om frånvaro av skalbildning är inte grundlösa, men som ett resultat av elektrolys bildar åtminstone en av elektroderna en hård skorpa av olöslig plack. Det måste rengöras mekaniskt minst en gång om året.Dessutom bör kylvätskans densitet och kemiska sammansättning övervakas: för olika system kan metoderna för att bestämma dess lämplighet skilja sig.

Glöm inte elsäkerheten. Jordning av värmesystemet måste vara av hög kvalitet, minst en gång vartannat år är det nödvändigt att kontrollera driftsparametrarna för kretsen hos huvudjordledarna och motståndet hos externa anslutningselement. Utan ordentlig uppmärksamhet i denna fråga förvandlas elektrodpannor till potentiellt livshotande enheter.

rmnt.ru

Fördelar och nackdelar

Fördelar:

1. Effektivitet på grund av driftsprincipen och ett minimum av detaljer, närmar sig 95-98%.
2. Hög effektivitet, på grund av den låga energiförbrukningen för uppvärmning och upprätthållande av kylvätskans temperatur upp till 75 grader.
3. Extremt låg risk för en nödsituation, vilket automatiseringen inte kunde förhindra, är vatten en fortsättning på den elektriska kretsen, även om ett rör bryter igenom och ett kylvätska läcker, kommer kretsen att öppna sig själv och omedelbart stoppa uppvärmningen.
4. Liten tid värmekretsens reaktion på ändringar i inställningar, mycket snabb uppvärmning till önskad temperatur.
5. Motståndskraftig mot plötsliga strömavbrott, som bara kan leda till en tillfällig minskning av enhetens kraft, men kommer inte att stänga av den alls.
6. Lätt att installera.
7. Minsta mått och vikt jämfört med liknande enheter av andra typer, tillåt dem att användas i ett begränsat utrymme i ett privat hus eller sommarstuga.
8. Enkel användning.
9. Miljövänlighet.

Minus:

1. Ökade krav på kvaliteten på vattnet i kretsen, eftersom bildningen av skalan eller en otillräcklig mängd salt i den kan avsevärt minska dess ledningsförmåga och därmed kraften hos hela uppvärmningssystemet.
2. Som mat använder endast växelström från elnätet, eftersom likström orsakar elektrolys av vatten, vilket innebär att det vid strömavbrott inte fungerar eftersom det inte kan dras från batteriet.
3. Elektriska säkerhetsstandarder utan misslyckande kräver jordning, eftersom risken för att få en elektrisk stöt är mycket högre än för värmeenheter vid isolering.
4. Uppvärmning av kylvätskan till en temperatur över 75 grader påverkar dess effektivitet negativt, och i det här fallet börjar den konsumera överdriven el.
5. Luft fångad i elektrodkammaren, kan fungera som en katalysator för frätande processer i den, vilket avsevärt minskar utrustningens livslängd.
6. Vatten från ett kretssystem olämplig för hemmabruk, eftersom den är mättad med fria joner.
7. För teknisk korrekt användning viss kunskap om elektroteknik krävs för att hjälpa till att bestämma och kontrollera det optimala värdet av vattnets elektriska ledningsförmåga i kretsen under dess drift.