Treść artykułu
- Gradacja mocy
- Odmiany obwodów elektrycznych
- Różnice w rodzaju elementu grzejnego
- Cechy konstrukcyjne
- Systemy automatyki i bezpieczeństwa
Chociaż wydajność konwersji energii w kotłach elektrycznych jest jedną z najwyższych, urządzenia mogą różnić się rodzajem i użytecznością. Przygotowaliśmy przegląd głównych odmian technologii ogrzewania elektrycznego dla systemów ciekłego przenoszenia ciepła.
Gradacja mocy
Konieczne jest zrozumienie różnicy między kotłami elektrycznymi do użytku domowego i przemysłowego. Jeśli weźmiemy na przykład jednego z czołowych producentów na rynku – „EVAN” – w jego gamie modelowej można znaleźć instalacje grzewcze o mocy do 1,6 MW, podczas gdy dla mieszkań cywilnych „strop” obciążenia sieci elektrycznej wynosi zwykle 20-25 kW.
Kocioł elektryczny naścienny „EVAN”
Ergonomia kotła elektrycznego jest znacznie ważniejsza niż jego moc szczytowa. Wysoką sprawność działania uzyskuje się, gdy urządzenie posiada kilka elementów grzejnych, które po włączeniu w różnych kombinacjach są w stanie wygenerować dokładnie taką ilość energii cieplnej jaka jest potrzebna przy aktualnej temperaturze.
Kocioł elektryczny Protherm
Najbardziej opłacalne pod tym względem są kotły firmy Protherm lub Zota – liczba stopni sięga 4–5, dodatkowo grzałki mają różne moce znamionowe. Na przykład w technologii Ferroli zaimplementowano cyfrowy obwód kontroli mocy z automatyczną regulacją, aw serii WARMOS wspomnianego już producenta „EVAN” grzałki nie są wyłączane, lecz sterowane metodą PWM z proporcjonalnym wzrostem intensywności grzania. Brak ciągłego załączania łącznika wpływa korzystnie na trwałość grup styków, mniej wyraźny jest również pobór mocy, spadki napięć i obciążenie sieci energetycznej.
Kotły elektryczne ZOTA
Biorąc pod uwagę, że ogólny wskaźnik przy wyborze mocy wynosi 1 kW na każde 10 m2 w ogrzewanym obszarze, głównym punktem odniesienia powinny być rzeczywiste straty ciepła w budynku. Konieczne jest również zapewnienie rezerwy mocy około 15-20%, aby sprzęt nie działał w przypadku zużycia oraz w przypadku nienormalnie niskich temperatur zewnętrznych.
Dla producenta krajowego cena za 1 kW mocy wynosi około 2–2,5 tys. Rubli, w przypadku sprzętu importowanego – do 3–3,5 tys. Rubli. Kotły przeznaczone do montażu w pomieszczeniach technicznych są zawsze tańsze niż te z estetyczną obudową zewnętrzną.
Odmiany obwodów elektrycznych
Większość kotłów domowych z połączeniami trójfazowymi i jednofazowymi ma uniwersalny schemat połączeń elementów grzejnych i można je łatwo dostosować do pracy w określonym typie sieci zasilającej. Tendencja ta utrzymuje się przy maksymalnej mocy do 12-16 kW, wyższe elementy grzejne są już stosowane bez neutralnego punktu przyłączenia. Oczywiście, jeśli do domu jest wejście trójfazowe, należy dobrać sprzęt odpowiedniej klasy, aby zapewnić symetrię obciążenia. Jednak kotły wielofazowe mogą być również używane po podłączeniu do sieci 220 V: trzy różne elementy grzejne zapewniają większą swobodę w regulacji mocy.
Kocioł elektryczny „EVAN” WARMOS „Comfort” 7,5 kW (220V / 380V) z trzystopniową regulacją mocy: 1 – rura odpływowa; 2 – listwa zaciskowa; 3 – blok do podłączenia pompy obiegowej; 4 – wskazanie stopni mocy; 5 – wskazanie braku chłodziwa; 6 – wskazanie włączenia elementów grzejnych; 7 – styczniki; 8 – uchwyt termostatu; 9 – jednostka grzejna w izolacji termicznej; 10 – obudowa ochronna; 11 – rura wlotowa
Zasilanie elementów grzejnych to tylko jedna strona medalu. Równie ważny jest sposób zarządzania nimi. Tak więc w tanim sprzęcie produkcji krajowej i chińskiej szeroko stosowane są styczniki magnetyczne zasilane napięciem sieciowym. Gdy kocioł jest w pełni obciążony, napięcie sieciowe spada tak bardzo, że cewki nie zapewniają wystarczającego ciśnienia dla grupy styków, przez co szybko się psuje. W technologii wysokiej jakości urządzenie przełączające pracuje przy niskim napięciu, które jest łatwo stabilizowane przez wbudowany zasilacz, aw najbardziej zaawansowanych technicznie modelach sterowanie mocą odbywa się za pomocą przełączania bezstykowego.
Schemat połączeń i połączenia wewnętrzne kotła ma decydujące znaczenie dla wygody jego obsługi. Producenci wyposażenia kotłów rozumieją to i uzupełniają swoje produkty o wszelkiego rodzaju urządzenia, aby rozszerzyć tryby pracy. Tak więc kotły szwedzkiego producenta STS mogą być wyposażone w przekaźnik odciążający (ograniczenie mocy) bez żadnych specjalnych modyfikacji, aw niektórych kotłach AEG jest on instalowany domyślnie. Przekaźniki są podłączone do przekładników prądowych na kablu wejściowym i ograniczają moc, dając pierwszeństwo zasilaniu urządzeń gospodarstwa domowego.
Różnice w rodzaju elementu grzejnego
W kotłach elektrycznych można stosować trzy rodzaje grzałek. Zacznijmy od najbardziej niestandardowych – indukcyjnych i elektrodowych. Wbrew wysiłkom marketerów takie urządzenia nie zapewniają wzrostu mocy, ale mają jedną ważną zaletę – brak tworzenia się kamienia na powierzchniach elementów grzejnych. Dzięki temu znika spadek wydajności w czasie i wydłuża się żywotność..
Kocioł elektrodowy
Z kolei kotły elektrodowe mają dość złożony skład czynności rozruchowych i są bardzo wrażliwe na jakość przygotowania chłodziwa. Podczas pracy kotły indukcyjne i elektrodowe niewiele ustępują technologii na elementach grzejnych, wręcz przeciwnie: przy tego rodzaju grzaniu łatwiej jest wdrożyć sterowanie PWM, dzięki czemu technologia może utrzymywać temperaturę z bardzo dużą dokładnością, zapewniając oszczędność energii.
a – kocioł elektrodowy; c – kocioł z elementem grzejnym; 1 – zaciski do podłączenia do sieci; 2 – uszczelka i izolacja elektryczna; 3 – etui; 4 – blok elektrod; 5 – element grzejny; 6 – izolacja zewnętrzna
Kotły wężownicowe to ponadczasowy klasyk. W zależności od jakości elementów grzejnych ich rzeczywisty okres użytkowania może wynosić od 7-10 do 20 lat. Zalecane do stosowania grzejniki w obudowie ze stali nierdzewnej polerowanej, elementy grzejne suche i ceramiczne.
Cechy konstrukcyjne
Bezawaryjne i niezawodne kotły elektryczne wynikają z prostoty ich konstrukcji. Prawie wszystkie urządzenia grzewcze zasilane energią elektryczną to w zasadzie mała kolba z elementem grzejnym wypełnionym wodą. Jednak jeśli chodzi o ulepszanie podstawowego projektu, istnieją pozytywne zmiany..
Tak więc, do montażu w nieogrzewanych pomieszczeniach technicznych, kotły można wyposażyć w izolację termiczną korpusu w celu zmniejszenia ucieczki ciepła. W przypadku kotłów indukcyjnych stosuje się labiryntową komorę grzewczą, dzięki czemu nawet przy niskim stopniu nagrzania ścian w trybie ograniczonej mocy woda całkowicie wchłonie wytworzone ciepło.
Konstrukcja kotła indukcyjnego: 1 – wejście elektryczne; 2 – ręczne wyzwalanie powietrza; 3 – cewka indukcyjna; 4 – rdzeń; 5 – korpus kotła
Szczególnie wysoki stopień różnorodności przejawia się w wyposażeniu kotła we wszelkiego rodzaju nasadki. Jeśli weźmiemy na przykład kotły serii EPO i urządzenia grzewcze Vaillant, różnice będą oczywiste. W tym drugim przypadku istnieje również drugi obwód CWU oraz wbudowana pompa ze zbiornikiem wyrównawczym i grupą bezpieczeństwa, a także bardzo ergonomiczna automatyka sterująca. A co najważniejsze, wszystko jest zapakowane w jedną kompaktową walizkę. Praktyczna różnica polega na tym, że przy zastosowaniu „gołej” kolby ściany kotłowni wypełnione są elementami instalacji hydraulicznej, natomiast sprzęt monoblokowy jest niewielki i można go zamontować w części mieszkalnej domu bez naruszania wnętrza pomieszczenia.
Systemy automatyki i bezpieczeństwa
Najobszerniejszym tematem do dyskusji jest to, jak kotły elektryczne regulują ich pracę. W najprostszej wersji stosowane są termostaty tego samego typu, które są instalowane w zbiornikowych podgrzewaczach wody. Jeśli temperatura wzrośnie powyżej z góry określonego znaku, płyta termiczna wprawia w ruch mechanizm styku i otwiera obwód. Niestety ten sposób sterowania nie koreluje dobrze z elastycznością doboru mocy w obecności kilku elementów grzejnych, dlatego kotły małej mocy wyposażone są w termostat mechaniczny – do 3-4 kW.
Nieco bardziej zaawansowany jest obwód sterujący, w którym termostat mechaniczny rozwiera obwód zasilania stycznika. Tutaj można zainstalować kilka termostatów (warunkowo), które sterują różnymi elementami grzejnymi z odpowiednim dopasowaniem temperatury wyłączania do mocy roboczej. Może być jeden termostat, w którym to przypadku włączanie i wyłączanie poszczególnych elementów grzejnych odbywa się ręcznie. Nie sposób wyróżnić najlepszych spośród opisanych schematów sterowania, wszystkie z nich można z powodzeniem stosować w różnych warunkach pracy.
Szczytem technicznej doskonałości jest technologia grzewcza z inteligentnym sterowaniem cyfrowym. Oprócz sterowania ogrzewaniem, poziomem i natężeniem przepływu chłodziwa, takie kotły uwzględniają również temperaturę powietrza wewnątrz pomieszczeń, ciśnienie w instalacji, prądy upływowe, napięcie robocze i obciążenie sieci. Najbardziej zaawansowane kotły mogą również uwzględniać stan atmosfery ulicznej, z góry zwiększając lub zmniejszając moc. Należy zauważyć, że szafa sterownicza może stać oddzielnie od żarówki grzewczej. Ponadto w przypadku prawie wszystkich kotłów istnieje możliwość doposażenia w urządzenia automatyki innych producentów, na przykład moduł zdalnego sterowania lub przekaźnik odciążający.
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis