Com funciona l'elecció d'un refrigerant per a una caldera d'elèctrodes

Inici / Calderes elèctriques

Tornar

Publicat: 31.05.2019

Temps de lectura: 4 minuts

0

917

La caldera elèctrica compacta d’elèctrodes proporciona calor a l’habitació i permet regular de forma remota la temperatura. La seva petita mida permet instal·lar-lo en un sistema de calefacció existent.

• 1 Com funciona la caldera d'elèctrodes
• 2 Com funciona
• 3 És possible estalviar amb una caldera d'elèctrodes
• 4 Revisió dels millors models de calderes elèctrodes elèctriques

El principi de funcionament de les calderes d'elèctrodes

A l’hora de descriure els avantatges de les calderes d’elèctrodes, es posa èmfasi principalment en l’absència d’intermediaris en la transferència d’energia de la xarxa elèctrica al refrigerant. El principal argument pel qual aposta l'estratègia de màrqueting per a la promoció dels escalfadors d'aigua d'elèctrodes és l'escalfament directe del líquid sota l'acció d'un corrent elèctric, que es produeix a causa de la seva alta resistivitat.
En utilitzar aquest tipus d’equips, s’exclou la influència sobre la transferència de calor de l’escorça formada a la superfície dels elements tradicionals de calefacció tubulars. La baixa inèrcia del sistema també es considera un avantatge evident: el refrigerant comença a escalfar-se immediatament després d’aplicar la tensió als elèctrodes, mentre que quan s’utilitzen escalfadors resistius es necessita un cert temps per escalfar la mateixa bobina i el seu aïllament dielèctric.

El dispositiu de la caldera d'elèctrodes: 1 - terminals per connectar-se a la xarxa; 2 - segellador i aïllament d'elèctrodes; 3 - subministrament de calefacció refrigerada; 4 - bloc d'elèctrodes; 5 - refrigerant; 6 - tambor de la caldera; 7 - capa aïllant; 8 - sortida del refrigerant escalfat

Tot i això, no tot és tan rosat. En primer lloc, és dubtós que tot el refrigerant es trobi sota la influència d’una diferència de potencial perillosament alta. En particular, amb un trencament zero, totes les parts metàl·liques del sistema de calefacció esdevenen mortals per als humans, i també es poden produir avaries si el neutre no està correctament connectat a terra.

Val a dir que no tots els fluids tenen una resistivitat prou alta com per convertir tota la potència aplicada per generar electricitat. Una part determinada de la càrrega actual no presenta resistència i, per tant, flueix lliurement al terra. En aquest context, les afirmacions segons les quals les calderes d’elèctrodes tenen una eficiència superior al 100% evoquen un somriure condescendent de persones que coneixen bé la part tècnica del problema.

Requisits de refrigerant

A més de les pèrdues naturals en escalfar un líquid, les calderes d’elèctrodes tenen una altra propietat desagradable. En el procés de fer passar un corrent elèctric per l’aigua, s’observa el fenomen de l’electròlisi: la separació de la molècula H2O en components gasosos. Això, entre altres coses, redueix encara més l’eficiència energètica de la caldera, perquè en aquest cas l’electricitat no es consumeix per escalfar, sinó per electròlisi. Tot i això, la conseqüència més evident d’aquest efecte és la formació de panys de gas a les canonades i els radiadors.

Per aquests motius, cal seleccionar el mitjà de calefacció dels sistemes de calefacció de les calderes d’elèctrodes amb la màxima cura. Per tal de reduir la conductivitat del refrigerant (augmentar la resistivitat), s’hauria de normalitzar el contingut d’ions dissolts en el líquid utilitzat. S'utilitza principalment aigua destil·lada, a la qual es barreja electròlit en la proporció recomanada pel fabricant, de nou, per a la producció de fàbrica.

La situació és més complicada si s’ha d’utilitzar un líquid anticongelant com a transportador de calor.En aquest cas, el sistema s’ha d’omplir amb un anticongelant especial que no es pugui diluir amb aigua. Amb un desplaçament important, el subministrament de combustible del sistema pot costar un cèntim, però això no té en compte el problema de la durabilitat del refrigerant. En presència de peces metàl·liques al sistema, la concentració d’ions en el líquid augmenta amb el pas del temps, mentre que encara no s’han inventat mètodes efectius per regenerar el refrigerant per a les calderes d’elèctrodes. Però periòdicament s’haurà de drenar almenys una part del refrigerant, ja que cada caldera requereix netejar els elèctrodes de la placa i s’ha de rentar el propi sistema.

Suport de calor

Les calderes d’elèctrodes són sensibles a la composició del refrigerant. D’acord amb els requisits dels fabricants, només s’ha d’utilitzar aigua destil·lada a la qual s’afegeix sal de taula, aproximadament 80-100 grams per cada 100 litres. La dificultat rau en el fet que la densitat final i la conductivitat de la solució han d’estar d’acord amb els requisits del fabricant. És impossible verificar la quantitat exacta de sal i pot donar resultats diferents segons la seva composició.
La preparació final de la solució es realitza in situ, guiada pels valors reals del corrent a la caldera electrònica. Les instruccions del dispositiu proporcionen una taula de valors necessaris en funció de la potència de la caldera, el volum del refrigerant, etc. Afegint aigua destil·lada o sal, la resistència del portador de calor s’aconsegueix a l’ideal.

Només s’utilitzen les composicions proporcionades pel fabricant de la caldera com a anticongelant. Quan s’utilitzen, també canvia la proporció de sal de la solució.

Hi ha un requisit obligatori abans d’utilitzar una caldera electrònica en un sistema de calefacció existent en paral·lel amb una altra caldera. Tot el sistema es renta, es neteja d’escates i dipòsits de sal, que poden canviar posteriorment la conductivitat del refrigerant.

Conseqüències de l'electròlisi i l'acció de corrent continu

La divisió de l’aigua en oxigen i hidrogen condueix a la formació de panys d’aire, que impedeixen la circulació normal del líquid. No obstant això, això és lluny del principal efecte negatiu. En particular, durant l'experiència operativa real, es van trobar manifestacions de corrosió electroquímica dels radiadors d'alumini.

En presència de bateries de ferro colat al sistema de calefacció, les qualitats inicials del refrigerant disminueixen, principalment a causa de la neteja de les impureses dels porus oberts de les seccions de fosa. Per això, aquells que desitgin utilitzar calderes d'elèctrodes en aquestes condicions no tenen més remei que substituir els radiadors o rentar a fons tot el sistema.

El fet que el refrigerant del sistema estigui energitzat obliga que tots els elements metàl·lics del sistema estiguin acuradament connectats a terra. Si encara es pot aplicar una pinça amb una resistència prou baixa a una canonada d’acer, la connexió a terra d’alta qualitat d’un radiador de ferro colat connectat per un sistema de canonades de plàstic sembla ser una tasca molt difícil. Fins ara, podem concloure que qualsevol sistema de calefacció en què s’utilitzi una caldera d’elèctrodes requereix un enfocament estrictament individual.

Avantatges i inconvenients

Tot i que aquestes calderes han aparegut fa relativament poc, hi ha prou informació sobre el seu ús. A més de la simplicitat del disseny, les calderes d’ions presenten altres avantatges:

• L'eficiència assoleix un rècord del 99%, la resta de sistemes tenen un coeficient inferior a causa de les característiques del seu dispositiu;
• Més econòmic que altres dispositius de calefacció en un 15-20% amb la mateixa potència de sortida;
• No depèn de les caigudes de tensió, s’escalfarà fins i tot amb una forta caiguda, però amb menys eficiència;
• No tenen por de les fuites de líquid; quan s'encenen "en sec", no es produirà un sobreescalfament a causa de la impossibilitat del procés de calefacció sense electròlit;
• Funcionament silenciós;
• Dimensions compactes del dispositiu.

Malauradament, les calderes d’ions també tenen desavantatges:

• El sistema de calefacció és propens a l’acumulació d’electricitat estàtica i descàrregues elèctriques, per tant, es requereix una connexió a terra d’alta qualitat;
• El refrigerant ha de tenir certs valors de resistència, l’aigua de l’aixeta no és adequada;
• La necessitat d’instal·lar una unitat de control electrònic i sensors de temperatura per controlar una temperatura constant;
• El consum d’electricitat i el cost d’1 kcal és superior al de les calderes de combustible sòlid o de gas;
• Haureu d’utilitzar radiadors especials de calefacció.

Mites d’eficiència excepcionals

Quan s’estudia el material publicitari de les calderes d’elèctrodes, es té la impressió que els consumidors són considerats ignorants sords. Les suposades calderes "iòniques" extreuen la calor literalment del no-res, donant energia tèrmica en un 120-150% de la potència elèctrica aplicada. Al mateix temps, les lleis de la física i, en particular, de l’enginyeria tèrmica s’ignoren de totes les maneres possibles.

Les afirmacions segons les quals la caldera d’elèctrodes és capaç de multiplicar míticament l’energia que s’hi posa són absolutament infundades. Afortunadament, avui en dia aquesta tendència a les campanyes publicitàries ha començat a disminuir, però el seu desenvolupament inicial es pot atribuir a la difusió activa dels equips tèrmics que funcionen a costa de les bombes de calor amb un coeficient COP positiu.

Fins i tot afirmar que el 100% de l’electricitat es converteix en calor és un engany absolut. Les pèrdues durant la formació encara no es poden evitar, fins i tot quan s’escalfa el refrigerant a causa de la seva pròpia resistència elèctrica, ja que, com a mínim, es destinarà un 2-3% a escalfar el cablejat d’alimentació, la mateixa quantitat s’escorrerà al sistema de terra a causa d’una disminució de l'energia dels portadors de càrrega a causa de la manca de líquid de puresa química al sistema o a causa de la formació de placa als elèctrodes. Conclusió: les calderes d’elèctrodes són capaces de demostrar un coeficient de conversió proper al 100% només en les condicions d’un estand de demostració, que, com ja sabeu, no són reals.

Avantatges dels equips de calefacció per elèctrodes

Les calderes de calefacció "Galan" tenen avantatges indubtables en comparació amb altres tipus d'equips de calderes:

• s'obté una alta eficiència (fins al 98%) a causa de la conversió directa d'electricitat en calor directament al refrigerant;
• un estalvi d’electricitat de fins al 40% es deu a l’ús de l’automatització i regulació de les condicions tèrmiques;
• una instal·lació senzilla proporciona petites dimensions dels dispositius i una còmoda connexió de canonades de derivació;
• la capacitat d’integració en sistemes de calefacció existents elimina la necessitat de tornar a col·locar canonades;
• l'admissibilitat de la connexió en paral·lel de les calderes permet augmentar la potència del sistema de calefacció moltes vegades;
• la realitat d’instal·lar una caldera de reserva exclou l’aturada sobtada de l’escalfament del refrigerant.

Viabilitat d'ús

Malgrat totes les seves deficiències, les calderes d’elèctrodes no només tenen dret a la vida, sinó que ocupen el seu propi nínxol, on resolen certs problemes. Bàsicament, el seu ús es redueix a escalfar zones petites, on el mode de funcionament cíclic és especialment important. A causa de la poca inèrcia, els sistemes de calefacció de les calderes d'elèctrodes es posen en funcionament instantàniament, cosa que significa que la calefacció es pot dur a terme en un període de temps estrictament definit.

A més, no es pot deixar d’esmentar les petites dimensions de les calderes d’elèctrodes. Representen, de fet, un petit matràs que es pot integrar fàcilment en un nínxol tècnic compacte. Si necessiteu escalfar un espai reduït i no hi ha manera d’equipar una sala de calderes independent, aquest tipus de calderes us serà útil.

Tot i així, cal recordar que aquesta classe d’equips funciona millor en sistemes tancats amb un petit desplaçament.Les calderes d’elèctrodes es poden utilitzar en combinació amb sistemes de calefacció per terra radiant i quan s’escalfen amb radiadors. Tot i així, repetim, és necessari preparar adequadament el refrigerant i utilitzar circuits avançats de control tèrmic electrònic.

Esquema de connexió de la caldera d’elèctrodes: 1 - vàlvula de bola; 2 - filtre; 3 - bomba de circulació; 4 - vàlvula de drenatge; 5 - caldera d'elèctrodes; 6 - grup de seguretat; 7 - tanc d'expansió; 8 - radiadors de calefacció; 9 - vàlvula de tres vies amb servoacció; 10 - bomba de circulació; 11 - contorn de calefacció per terra radiant; 12 - unitat de control de calefacció per terra radiant; 13 - unitat de control de la caldera d'elèctrodes; 14 - termòstat digital; 15 - contactor; 16 - protecció automàtica

Manteniment del sistema de calefacció en calderes d’elèctrodes

Durant el funcionament, les calderes d'elèctrodes no causen problemes particulars. Són compactes, silenciosos i requereixen un mínim de dispositius de protecció a les canonades elèctriques i hidràuliques. Tot i això, encara caldrà fer revisions i manteniments periòdics d’aquests equips.

Els elèctrodes de la caldera solen requerir atenció. Les afirmacions sobre l'absència de formació d'escates no són infundades, però com a resultat de l'electròlisi, almenys un dels elèctrodes forma una escorça dura de placa insoluble. S’ha de netejar mecànicament almenys un cop a l’any. A més, s’hauria de controlar la densitat i la composició química del refrigerant: per a diferents sistemes, els mètodes per determinar la seva idoneïtat poden variar.

No oblideu la seguretat elèctrica. La connexió a terra del sistema de calefacció ha de ser d’alta qualitat, com a mínim un cop cada dos anys cal comprovar els paràmetres de funcionament del circuit dels conductors de connexió a terra principals i la resistència dels elements de connexió externs. Sense una atenció adequada en aquest tema, les calderes d’elèctrodes es converteixen en dispositius potencialment mortals.

rmnt.ru