Регион: Киев
Курсы валют: $   €

Статьи

Электрические котлы. Типы и разновидности электрокотлов!!!!

01 марта 2013

Электрокотел в отличие, например, от газового - вещь по своему устройству сравнительно простая, но в виду относительно меньшей распространенности зачастую интуитивно менее понятна не только простому потребителю, но и многим профессионалам. Развеять некоторые мифы, а также раскрыть глаза на простые вещи и предназначена эта статья. Чтобы сделать материал понятнее для профессионалов, имеющих опыт работы с газовыми котлами, там, где это возможно, мы будем сравнивать их свойства.

Сразу оговоримся, что всякого рода «конверсионные разработки», способные выделять больше тепловой энергии, чем потребляют электрической, и тем самым попирающие закон сохранения энергии, мы в этом обзоре рассматривать не будем.

Зачем котел подбирать точно по мощности?

Подбирать электрокотел по мощности надо наиболее точно, но, вопреки расхожему мнению, не столько для обеспечения экономичности эксплуатации, сколько для ограничения максимальной суммарной мощности электроприборов, которые могут быть одновременно в работе на вашем объекте. Как известно, пропускная способность электросетей не безгранична и для каждого потребителя у РЭС существует лимит. Одним из способов ограничения энергопотребления является установка ограничительного вводного автомата, отсекающего подачу вам электричества при превышении установленной мощности. Поэтому, чем точнее подобрана мощность котла (то есть не завышена), тем меньше у вас проблем с использованием других энергопотребляющих устройств и меньше вероятность того, что вас просто отключит ограничительный автомат. Некоторые могут ошибочно считать, что решением проблемы отключения ограничительным автоматом кроется в модулируемых котлах. Это не так. Котел, модулирующий свою мощность, сам принимает решения о переключениях на ту или иную ступень мощности и в любой момент может выйти за предел, установленный на автомате и вызвать отключение всего объекта в целом. Таким образом, с точки зрения стабильности электроснабжения желательно иметь котел «фиксированной» мощности.

Заодно необходимо отметить, что модуляция мощности электрокотла не влияет на экономичность потребления электрической энергии. Котел вне зависимости от того, установлена в нем система модуляции или нет; точно он соответствует по мощности теплопотерям или превышает их (например, в несколько раз), в конечном итоге потребит ровно столько электрической энергии, сколько отберет у него тепловой энергии система отопления. (Помним, что единицы измерения тепловой и электрической энергии, как и любой другой в системе СИ совпадают и для электрокотла 15 кВт тепловой энергии это 15 кВт потребленной электрической). Сущность сказанного мы раскроем ниже, а пока отметим, что модуляция - это всего лишь «модная примочка», которая рассчитана, в первую очередь, на людей, имеющих представление, например, о газовых котлах, но не понимающих существенных различий между газовым и электрическим котлом.

Сравнительные оценки и существенные различия

Главное и коренное отличие электрического котла от газового (а также жидкотопливного и твердотопливного) состоит в том, что в электрический котел поступает только энергия, которая в котле преобразуется в тепловую с КПД близким к 100%. В газовом (а также жидкотопливном и твердотопливном) котле на входе поток вещества не один, а целых два – это топливо и воздух. В котле эти вещества участвуют в процессе горения, то есть происходит процесс соединения химических элементов, из которых состоит топливо (в основном углерода), с кислородом, содержащимся в воздухе. Таким образом, образуются дымовые газы. Но, поскольку в воздухе приблизительно 21% кислорода, а все остальное представляет собой балласт в виде смеси азота и некоторых других газов, то в процессе горения часть теплоты от горячих продуктов сгорания переходит к этому балласту. Далее дымовые газы проходят через теплообменник, в котором у них отбирается часть теплоты, а остаток теплоты выбрасывается через дымовую трубу в атмосферу. Именно потери, связанные с исходящим потоком вещества из котла в атмосферу, и вызывают основную часть снижения КПД. Так вот!.. Именно для уменьшения потерь с дымовыми газами и была придумана модуляция мощности.

Из всего вышеизложенного следует несколько важных выводов:

  1. У электрического котла, в отличие от газового, КПД близок к 100% (т.к. он не теряет энергию вместе с потоком вещества через дымовую трубу).

  2. КПД электрического котла строго одинаков для всех котлов и не зависит от конструкции. Электрический котел, отдающий теплоносителю меньше тепла, чем сам получает из потребляемого тока, обречен сгореть в течение нескольких минут.

  3. Электрокотел, подобранный с превышением требуемой мощности, в итоге не потребит больше электроэнергии, чем электрокотел, подобранный точно на одном и том же отапливаемом объекте. В идеале правильно подобранный котел будет работать непрерывно, не отключаясь, а котел с большим превышением мощности будет часто включаться и отключаться, но в результате суммарное количество потребленной за период времени энергии у них будет одинаковое, т. к. количество потребленной энергии определяется произведением мощности котла на время его работы. Для газового котла подобное неверно в виду того, что в процессе пуска и остановки его КПД значительно снижается, а, следовательно, при большом количестве пусков и остановок за интервал времени его результирующий КПД может оказаться существенно ниже указанного в паспорте.

Вот, что действительно роднит электрические котлы с газовыми, так это тот факт, что они подключаются к общегородским сетям. Как газовые котлы получают газ из общих сетей со всеми их проблемами с нестабильным давлением и т.д., так и электрокотлы полностью зависят от того, что к ним поступает по проводам. Не будет откровением сказать, что в большинстве своем электрокотлы эксплуатируются в далеко не самых благополучных электросетях (если таковые вообще остались при общей их изношенности на просторах Украины порядка 70%.). Почему? Потому, что сам факт использования электрокотла в данной местности может говорить о следующем: 

  • Здесь нет газа, а, следовательно, все топятся электричеством, вызывая всяческие перекосы, перегрузки и т.д. в сетях.

  • Это ворованное электричество, а, следовательно, подключение может быть нелегальным и не очень надежным.

  • Сам электрокотел, являясь достаточно мощным потребителем, может инициировать всякие нехорошие явления при недостаточной мощности подводящей сети.

Из всего выше сказанного следует, что к устойчивости схемы управления котла к перенапряжениям предъявляются особые требования. Мы говорим здесь именно о схеме управления, т.к. силовая часть - это достаточно мощное оборудование, не боящееся колебаний напряжения в разумных пределах, а вот схема управления - это вещь нежная и, как показывает опыт, самая слабая в любом котле (газовом, жидкотопливном, электрическом). Таким образом, надо понимать, что надежность электрического котла, как и надежность любой системы, определяется надежностью ее самого слабого звена - схемы управления.

Конструктивные решения

Теперь о самом главном. Все конструктивное разнообразие электрокотлов определяется различным приоритетом критериев, по которым проводилась оптимизация конструкции при проектировании на заводе.

Можно выделить следующие критерии оптимизации:

  • Безопасность эксплуатации изделия для конечного потребителя (тут комментарии излишни).

  • Конструктивная надежность изделия (надежность, определяющаяся не столько применяемыми материалами, сколько применяемыми техническими решениями, например, пространственной компоновкой теплообменника).

  • Компактность изделия (когда прочие характеристики в той или иной мере приносятся в жертву способности котла занимать как можно меньше места на стене).

  • Дешевизна изделия в производстве (ну это совсем понятно, главное требование - это чтобы котел хотя бы один раз включился при сдаче работ заказчику).

Понятное дело, что многие критерии связанны между собой, а некоторые вообще противоречат. Как правило, заботясь о безопасности эксплуатации, приходится жертвовать дешевизной, а, заботясь о надежности, приходится приносить в жертву компактность изделия.

Некоторые производители в погоне за удешевлением оборудования не включают в его конструкцию устройства защиты от поражения электрическим током, тогда как сама необходимость применения этих устройств и вызвана применением дешевых конструктивных решений. Таким образом, покупатель «дешевого» котла вынужден самостоятельно заниматься подбором необходимых защитных устройств, оплачивать не только их покупку, но и установку.

Другие производители, неоправданно усложняющие схемы управления (например, модуляцией и прочими «наворотами»), вынуждены требовать от заказчика обязательного приобретения стабилизаторов напряжения для защиты этих самых схем от перенапряжений. Таким образом, экономия на котле выливается в необходимость покупки дорогостоящего изделия, цена которого может быть соизмерима с ценой котла.

Приобретая котел, конечному потребителю также необходимо определиться с критериями оптимизации: он покупает котел, чтобы обеспечить свой дом теплом, или для того, чтобы котел занимал как можно меньше места на стене; хочет ли потребитель приобрести технику, надежно исполняющую свои функции, или ему важно, чтобы котел был дешевым в ремонте и хозяин мог раз за разом в этом убеждаться в процессе эксплуатации? Покупателям, думающим об «экономии», будет не лишне знать, что «дешевый» котел, как правило, обеспечивает владельцу не только существенную «экономию» при покупке запчастей, но и много экономит электроэнергии, ведь когда другие котлы будут работать и отапливать дома, этот будет простаивать в ожидании мастера и запчастей.

Что имеется на рынке?

Различное понимание производителем проблемы борьбы цены с качеством вызвало к жизни три наиболее популярные у нас разновидности электрических котлов. По этическим соображениям мы не приводим здесь названия и бренды, т.к. не все сказанное будет лестно для производителей данной техники. Ограничимся условным разбиением на три типа: «А», «Б», «В».

Дадим характеристику каждого из типов, и пусть читатель уже сам сопоставляет их с конкретными брендами и моделями.

Тип «А» - традиционные (классические) котлы. Они имеют традиционную элементную базу: сменные ТЭНы; мощные коммутационные устройства промышленного исполнения; схему управления, реализованную без использования микроэлектроники; компоновку, обеспечивающую наилучшие условия работы элементам котла. В их архитектуре заложен, к сожалению ставший уже архаичным принцип, надежности и долговечности. Это относительно крупные по габаритам изделия. Почему крупные? – потому, что оптимизация проводилась по параметру конструктивной надежности, которая в свою очередь определяет геометрию взаимного расположения элементов оборудования. Котлы типа «А», по сравнению с другими, имеют наибольший объем теплообменника, в котором расположены ТЭНы и при этом их пространственное положение таково, что даже при попадании воздуха или закипании воды в теплообменнике, они не могут быть завоздушены, а следовательно не подвергаются опасности пережога.

Если сравнивать их с ближайшим конкурентом типа «Б», то тот не в пример компактнее. Но ТЭНы проходят в котлах типа «Б» у некоторых моделей через верхнюю часть теплообменника, что в нештатных режимах может закончиться их пережогом в результате завоздушивания.

Вторым принципиальным отличием котлов типа «А» от типа «Б» является вид коммутирующих напряжение устройств. В типе «А» используются дорогие и крупные по размерам промышленные магнитные пускатели с соответствующей надежностью и рабочим ресурсом, а в типе «Б» нагрузка с одного ТЭНа распределена на несколько маломощных реле наподобие тех, что используются в радиотехнике. Они находятся непосредственно на электронной плате управления котла и получают команду от процессора. Смысл такого решения состоит в том, что при современных стоимостях на электронику это одновременно и снижает стоимость котла, и снижает габаритные размеры блока управления. Оборотной стороной является подверженность электроники негативному воздействию скачков напряжения, которые сам котел и создает при своей работе. В котлах типа «А» алгоритм управления ТЭНами (задержка во времени включения ТЭНов для избежания ударных нагрузок на сеть) изящно реализован посредством устройства, широко известного в народе как «стартер для ламп дневного света». Электротехническая схема, реализованная с помощью нескольких таких устройств, обеспечивает те же функции, которые в котлах типа «Б» электронная плата управления.


ПредыдущаяВесь списокСледующая

 

Информация 
Пользовательское соглашение
Оферта на оказание услуг
Платные пакеты
Реклама на OVVK.NET

 

 

Справка
Форум
Правила размещения материалов
О портале OVVK.NET 

Наши партнеры

Создание сайтов
ArtGroups

OVVK.NET в сети
 Вконтакте

 Facebook

 YouTube

Copyright © 2009-2017 ОВВК. All rights reserved.