Granskning av jonpannor – vi värmer vatten med elektrisk ström

Jonpannor är ett enkelt och energieffektivt sätt att värma vatten med elektrisk ström. De ger snabbare och jämnare värme, är säkra att använda och sparar upp till 40 % energi jämfört med andra värmeelement. Vi ger en djupgående granskning av olika jonpannsmodeller, så att du kan välja rätt en för att möta dina behov.

I den här artikeln: en elektrodpanna – försvarsföretagens hjärnbarn; hur en jonpanna fungerar; är det möjligt att värma vatten utan värmekälla; lägre ohmisk motstånd – tillsätt salt till vatten; för- och nackdelar med jonpannor; elektrodpannanordning; hur man installerar elektrodpannan på rätt sätt; vilka uppvärmningsanordningar som kan användas i en krets med en jonpanna och vilka inte kan; tillverkare och priser; i slutet – nyanserna för installation av jonpannor.

Hur många sätt att värma ett hus med el vet du? Oftast kommer en panna med en varmvattenberedare att tänka på – med en hög motståndskraft, nichromtråden inuti en sådan värmare värms upp, överför värme till rörpåfyllningsmedlet, sedan metallskalet och slutligen vatten. Varför inte förenkla uppgiften och inte värma kylvätskan utan att gå igenom en mellanhand, eftersom du kan göra detta med primitiva elektroder från två rakknivar, ansluta ledningar till dem och ansluta dem till strömförsörjningen? Det var från denna logik som skaparna av de första modellerna av jon (elektrod) pannor, ursprungligen utvecklade för USSR-marinens behov, fortsatte.

Historik och princip för drift av jon (elektrod) panna

Denna typ av värmepannor skapades i mitten av förra århundradet av företag i försvarsanläggningen för USSR: s ubåtflotta, i synnerhet för uppvärmning av undervattensfack med dieselmotorer. Elektrodpannan uppfyllde helt villkoren för att beställa ubåtar – den hade extremt små dimensioner för konventionella värmepannor, behövde inte en avgashuv, skapade inte ljud under drift, värmde effektivt kylvätskan, som var bäst lämpad för vanligt havsvatten.

På 90-talet minskade order för försvarsindustrin kraftigt i volym, tillsammans med detta minskade marinens behov för jonpannor till noll. Den första ”civila” versionen av elektrodpannan skapades av ingenjörerna A.P. Ilyin och D.N. Kunkov, som fick motsvarande patent för sin uppfinning 1995.

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

Funktionen för jonpannan är baserad på den direkta växelverkan mellan kylvätskan, som upptar utrymmet mellan anoden och katoden, med en elektrisk ström. Passering av en elektrisk ström genom kylvätskan orsakar en kaotisk rörelse av positiva och negativa joner: den förra rör sig mot en negativt laddad elektrod; den andra – till de positivt laddade. Den konstanta rörelsen av joner i ett medium som motstår denna rörelse orsakar en snabb uppvärmning av kylvätskan, vilket underlättas speciellt genom förändring av roller vid elektroderna – varje sekund förändras deras polaritet 50 gånger, d.v.s. var och en av elektroderna inom en sekund kommer att vara anoden 25 gånger och katoden 25 gånger, eftersom de är anslutna till en växelströmskälla på 50 Hz. Det bör noteras att det är just en så frekvent laddningsändring vid elektroderna som inte tillåter vatten att sönderdelas till syre och väte – en konstant elektrisk ström krävs för elektrolys. När temperaturen stiger i pannan stiger trycket, vilket orsakar cirkulation av kylmediet genom värmekretsen.

Således deltar elektroderna som är installerade i tanken på jonpannan inte direkt i uppvärmningen av vattnet och värms inte upp sig själva – positiva och negativt laddade joner, delade under påverkan av elektrisk ström från vattenmolekyler, ansvarar för ökningen av vattentemperaturen..

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

Ett viktigt villkor för effektiv drift av en jonpanna är närvaron av en ohmisk motståndskraft av vatten vid en nivå av högst 3000 Ohm vid 15 ° C, för vilken denna kylvätska måste innehålla en viss mängd salter – initialt skapades elektrodpannor under havsvatten. Det vill säga, om du häller destillerat vatten i värmesystemet och försöker värma det med en jonpanna kommer det inte att uppvärmas, eftersom det inte finns några salter i sådant vatten, vilket innebär att det inte kommer att finnas någon elektrisk krets mellan elektroderna.

Egenskaper hos jon (elektrod) pannor

Denna typ av pannor har de positiva egenskaperna i elektriska pannor och har också ett antal egna. Jag kommer att notera alla fördelarna:

  • hög effektivitet, nära 100% (emellertid har alla elektriska värmare en verkningsgrad på minst 96%);
  • extremt små dimensioner med hög effekt i jämförelse med andra pannor;
  • ingen skorsten krävs;
  • kunna självständigt höja trycket i värmekretsen;
  • till skillnad från pannor med värmeelement finns det ingen fara för en olycka vid en otillräcklig nivå av kylvätskan i pannbehållaren – en brist på kylvätska leder bara till att pannans drift avslutas, eftersom det inte kommer att finnas någon elektrisk krets mellan elektroderna;
  • extremt låg tröghet gör att du effektivt kan styra temperaturförhållandena under drift av pannan med hjälp av automatisering, vilket resulterar i att värmesystemets minst energikrävande drift uppnås – temperaturen i de uppvärmda rummen kommer alltid att vara på den nivå som är inställd på den automatiska regulatorn;
  • spänningsfall i elnätet skadar inte jonpannan – bara kraftförändringar, arbetet slutar inte;
  • installation som en extra källa för värmeenergi, installation av flera jonpannor samtidigt är tillåten;
  • det är absolut ingen negativ inverkan på miljön.

Nackdelar med elektrodpannan:

  • förbrukar endast växelström, med likström elektrolys av vatten kommer att inträffa;
  • höga krav på kylvätskans elektrolytiska egenskaper; när de ändras minskar arbetets kvalitet (värmeproduktion) kraftigt. Kontroll över kylmedlets elektriska ledningsförmåga krävs;
  • kräver obligatorisk jordning (dock som alla värmeanordningar med en varmvattenberedare). Samtidigt är riskerna för elektrisk chock vid isoleringsnedbrytning högre än för värmeelement;
  • kylmedlets upphettningstemperatur bör inte överstiga 75 ° C, annars ökar pannans energiförbrukning allvarligt;
  • skalbildningen på elektroderna minskar pannkraften, eftersom den förhindrar jonisering av kylvätskan;
  • höga krav på kvalitetsegenskaper för uppvärmningsanordningar;
  • behovet av att utrusta värmesystemet med en cirkulationspump;
  • slitage av elektroder orsakade av växelspänning, som kräver periodisk byte;
  • i en luftkonditionerad värmekrets som innehåller en kylvätska-elektrolyt kommer korrosionsprocesser att accelereras många gånger;
  • i ett enda kretssystem är användningen av uppvärmt vatten för hushållets behov oacceptabelt;
  • idrifttagningsarbete kräver deltagande av specialister – det är nästan omöjligt att oberoende sänka vattenets ohmiska motstånd med en ökning av dess ledningsförmåga till optimal nivå;
  • den elektriska ledningsförmågan hos kylvätskan ändras under drift, det är nödvändigt att kontrollera det, och därför ha lämplig kunskap och utrustning.

Enhet och installation av en elektrodpanna

Det har en ganska enkel design, där särskild uppmärksamhet ägnas åt skyddet mot elektriskt läckage: ett massivt draget stålrör som karosseri, ovanpå är det täckt med ett elektriskt isolerande skikt av polyamid; inlopps- och utloppsrör för kylvätska; terminaler för strömförsörjning till fallet och marken; en speciell legeringselektrod (trefaspannor är utrustade med tre elektroder), isolerade med polyamidmuttrar; extra isolering med gummipackningar vid anslutningarna.

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

Externt har en hushållsjonpanna en cylindrisk form, dess diameter överstiger vanligtvis inte 320 mm, längd – 600 mm och vikt – 12 kg. Den minsta effekten – 2 kW (för rymdvärme ca 80 m)3), max – 50 kW (rymdvärme ca 1600 m3). Enfas pannor har en kapacitet på 2 till 6 kW, trefas pannor från 9 till 50 kW. Pannans energiförbrukning når den nominella nivån (den effekt som deklareras av tillverkaren i kilowatt) när temperaturen inuti den når 75 ° C – vid lägre temperaturer är energiförbrukningen lägre, eftersom strömledningsförmågan är lägre i ett kallare kylvätska. Det bör noteras att temperaturen på 75 ° C är optimal för jonpannor, eftersom med en högre temperaturutveckling kommer pannans energiförbrukning att överstiga den som anges i databladet..

Ett automatiskt styrsystem (styrenhet) ingår i elektrodpannan, som inkluderar en elektronisk termostat, automatiskt skydd mot strömförsörjning i elnätet och en startenhet. Vissa modeller av styrenheter tillåter både direktstyrning och fjärrkontroll via gsm-kanaler. Det är regulatorn som ger de energibesparingar som deklarerats av tillverkarna av jonpannor – till skillnad från att värma vatten med hjälp av värmeelement, med elektroduppvärmning kan du ändra kylmedlets temperatur på kortare tid, eftersom har låg tröghet.

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

I ett öppet värmesystem med naturlig cirkulation av kylvätskan flyttar den senare upp rören på grund av värmeutvidgning och tryck i jonpannan, kommer in i radiatorerna och kyls ned, och återgår sedan genom returledningen till pannan, där den värms upp och upprepar cykeln igen. Det slutna värmesystemet är dessutom utrustat med en expansjonstank-expansomat och en cirkulationspump som är nödvändig vid det initiala steget för uppvärmning av kylvätska.

Vid installation av en elektrodpanna är ett obligatoriskt krav att utrusta värmekretsen på sin högsta punkt med en säkerhetsgrupp – en automatisk luftventilation, en tryckmätare, en störande (säkerhetsventil). I öppna system bör styr- eller avstängningsventiler endast installeras efter expansionsbehållaren, d.v.s. rörsektionen mellan pannans utlopp och upp till expansionsbehållaren får inte innehålla några avstängningsventiler! I system med stängd typ installeras avstängningsventiler på en del av rörledningen efter expansionsbehållaren och innan den kommer in i pannan. Om emellertid en säkerhetsgrupp omedelbart efter att ha lämnat pannan installerats, kan avstängningsventilerna installeras före expansomaten – i detta fall måste expansionsbehållaren installeras i retursektionen.

Ioniska pannor av alla modeller installeras i värmesystemet strikt vertikalt, med sin egen fäst vid väggen. De första 1200 mm rörledningarna på kylmedietillförseln till pannan är gjorda av ett icke-galvaniserat metallrör, sedan tillåts användning av metall-plaströr.

Tillförlitlig jordning av jonpannan är absolut nödvändig, eftersom i händelse av läckage av strömmar kan detta problem inte lösas med hjälp av en RCD. Den jordade koppartråden måste ha ett tvärsnitt på 4 till 6 mm, dess motstånd får inte vara mer än 4 ohm – ledaren är ansluten till nollterminalen i den nedre delen av pannkroppen. Jordning måste uppfylla PUE: s krav.

Helst är det planerat att installera en elektrodpanna i ett nytt värmesystem, förtvättat med rent vatten. När du sätter in en panna i en befintlig krets måste den spolas noggrant med vatten och läggas till specialmedel – deras lista och proportioner beskrivs i det tekniska passet för pannan, varje tillverkare insisterar på användning av vissa hämmare. Om detta villkor inte uppfylls kommer saltavlagringar (skala) att störa den exakta justeringen av kylvätskans ohmiska motstånd..

När du väljer uppvärmningsradiatorer för ett system med en jonpanna, var noga med att konsumera kylvätska i liter – du måste ta reda på hur många liter en radiator förbrukar, beräkna sedan den totala förskjutningen baserat på önskat antal radiatorer. Det bör noteras att särskilt rymliga uppvärmningsanordningar inte är lämpliga, eftersom ett sådant värmesystem kommer att konsumera mer än 10 liter kylvätska per kilowatt installerad pannkapacitet, vilket kommer att tvinga det att arbeta utan stopp, och detta är inte lönsamt med tanke på elförbrukningen. Helst bör den totala förskjutningen av värmesystemet vara cirka 8 liter per kilowatt effekt..

Enligt tillverkningsmaterialet är bimetall- och aluminiumradiatorer bäst lämpade för värmesystem med en elektrodpanna. När du väljer uppvärmningsanordningar av aluminium är ett viktigt kriterium aluminiumets ursprung – oavsett om det är primärt (dvs erhållet från naturliga material – bauxit, alunit, nefelin, etc.) eller sekundär, omsmält från återvunna material. Problemet är att billigare sekundära aluminiumradiatorer är tillverkade av en legering med ett högt innehåll av föroreningar som ökar kylvätskans ohmiska motstånd..

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

I öppna värmesystem kommer det att vara korrekt att installera uppvärmningsanordningar tillverkade av aluminium med en inre polymerbeläggning som minskar korrosion, i slutna system behövs inte sådana radiatorer – korrosionsprocesser aktiveras när det finns luft i kylmedlets volym, d.v.s. dess saltinnehåll orsakar inte korrosion.

Gjutjärnsradiatorer för värmesystem med uppvärmning av kylvätska från en elektrodpanna är de minst lämpliga, eftersom de är starkt förorenade från insidan och smutspartiklar kommer att påverka den nuvarande konduktiviteten. Dessutom konsumerar gjutjärnsradiatorer en betydande mängd kylvätska, vilket kan överstiga den jonpanna-modellens installerade kapacitet – dess kraftfullare modeller kommer att krävas. Tillverkare av elektrodpannor tillåter användning av gjutjärnsradiatorer, på följande villkor: de produceras enligt europeisk standard (dvs. i Turkiet eller Tjeckoslowakien); på returledningen, innan man går in i pannan, installeras leruppsamlingstankar (slamfangare) och grova filter i rörledningen.

Jonpanna – priser och tillverkare

Elektrodpannor från följande tillverkare presenteras i Ryssland och OSS-länderna – det ryska CJSC ”Firm” Galan ”(märket med samma namn), den lettiska LLC” Stafor EKO ”(samma namn) och den ukrainska SPD-FO Goncharenko O.A. (märke ”EOU” (energibesparande värmeinstallation)).

Granskning av jonpannor - vi värmer vatten med elektrisk ström

Kostnaden för en elektrodpanna beror på dess kraft – en panna med en kapacitet på 2 kW kostar köparen i genomsnitt 3000 rubel. Man bör komma ihåg att uppsättningen av nödvändig automatisering säljs som regel separat – kostnaden kommer att vara cirka 6500 rubel. dubbelt så dyrt som själva pannan.

Garantiperioden för en elektrodpanna, beroende på tillverkaren, sträcker sig från ett år till två år. Den genomsnittliga livslängden för sådana pannor är cirka tio år, förutsatt att driftkraven för kylvätska uppfylls och att elektroder snabbt byts ut (ungefär var 2-4 år).

I slutet

När du skapar ett värmesystem baserat på uppvärmning av kylvätska från en elektrodpanna måste följande nyanser observeras:

  • pannans elförbrukning är betydligt högre om den installeras i en tidigare använt värmekrets. Det är bättre att installera jonpannan i en krets speciellt skapad för den;
  • vid användning av frostskyddsmedel som kylvätska bör särskild uppmärksamhet ägnas åt löstagbara anslutningar, eftersom dess fluiditet är högre än för vatten;
  • alla rör som bildar värmekretsen bör lindas med ett lager värmeisolering – denna åtgärd underlättar pannans uppgift att nå det bästa driftsläget;
  • om grupper av värmeelement finns på olika nivåer (golv) i byggnaden, kommer det att vara mer effektivt, även om det är mindre lönsamt ekonomiskt, att installera oberoende jonpannor med den erforderliga kraften för varje grupp.

Ioniska (elektrod) pannor är inte lämpliga för värmesystem som ”varmt golv” eller ”varm sockel”, eftersom temperaturen på kylvätskan som cirkulerar i dem inte bör överstiga 45 ° С – pannan kommer inte att kunna nå den önskade driftstemperaturen.

Betygsätt den här artikeln
( Inga betyg än )
Radgivare Froya
Webbplats med användbara tips för varje tillfälle
Comments: 3
  1. Nils

    Hej, jag undrar om granskningen av jonpannor inkluderar alla aspekter av elektrisk ström som används för att värma vatten. Finns det några specifika säkerhetsaspekter som man bör vara medveten om? Tack på förhand för svar!

    Svara
  2. Johan

    Kan du rekommendera några pålitliga och energieffektiva jonpannor för uppvärmning av vatten med elektrisk ström? Tack på förhand för din hjälp och rådgivning!

    Svara
  3. Andersson Davidsson

    Hej, jag undrar om granskningen av jonpannor innebär att vi värmer vatten med elektrisk ström? Är det en effektiv metod och vad är för- och nackdelarna jämfört med traditionella värmesystem? Tack på förhand för svar!

    Svara
Lägg till kommentarer