Você precisa de uma caldeira de íon eletrodo? Caldeira a eletrodo para aquecimento de uma casa: diagrama de funcionamento e como fazer você mesmo Caldeiras a eletrodo iônico.

As caldeiras do tipo eletrodo, que estão ganhando popularidade, são um produto de conversão. Na Marinha foram instalados (e ainda estão instalados) em navios e submarinos. Na época da União Soviética, havia duas fábricas que produziam essas caldeiras elétricas.

Uma fábrica na Ucrânia, uma na Rússia. Ambos os países agora os emitem ao público. A caldeira de eletrodo russa é chamada “Galan”, a ucraniana é “Obriy”. Hoje, outras empresas produtoras de caldeiras deste tipo surgiram no mercado. Por exemplo, os modelos “Ion” e “Luch”.

Princípio da Operação

O funcionamento de uma caldeira a eletrodo é baseado em leis puramente físicas. O refrigerante contido nele não é aquecido devido a algum elemento de aquecimento, mas devido à quebra das moléculas de água em íons com cargas diferentes.

Dois eletrodos são instalados no recipiente onde está localizado o refrigerante e a alimentação de corrente elétrica é ligada. As moléculas de água sob a influência de uma corrente com frequência de 50 Hz (este é o número de vibrações por segundo) são divididas em íons positivos e negativos. É durante o processo de separação que a energia térmica é obtida. Cada íon com carga própria se move em direção a um eletrodo específico.

O surpreendente é que o aquecimento é instantâneo devido à alta resistência da água. Além disso, nesse sistema não há processo de eletrólise, o que contribui para a formação de incrustações nas paredes metálicas da caldeira de aquecimento. Isso significa que uma caldeira a eletrodo é uma unidade quase sempre em funcionamento.

O design do dispositivo é bastante simples. Em primeiro lugar, este é um dispositivo de pequenas dimensões gerais.

Em segundo lugar, a caldeira é um tubo que simplesmente corta o sistema de junção do tubo por meio de uma conexão roscada com acessórios americanos. Em terceiro lugar, os eletrodos são inseridos a partir de uma das extremidades do dispositivo. O refrigerante entra pelo tubo lateral e sai pela extremidade livre.

As dimensões da unidade dependem de sua potência. Por exemplo, uma caldeira Galan monofásica tem 30 cm de comprimento (diâmetro 6 cm), uma caldeira trifásica tem 40 cm.Para uma pequena casa privada, a primeira opção é adequada. Se a casa for grande o suficiente, com vários andares, é melhor instalar um dispositivo trifásico.

Requisitos de refrigerante

Infelizmente, a simples água da torneira não pode ser usada como refrigerante em um sistema onde uma caldeira a eletrodo está instalada. Para que ocorra a ionização do refrigerante, é necessário um certo teor de sal nele.

Portanto, os fabricantes recomendam colocar anticongelante no sistema de aquecimento de uma residência particular ou adicionar inibidores especiais à água. A empresa Galan produz soluções especiais denominadas “Potok”, que podem ser adicionadas à água ou utilizadas como refrigerante.

Vantagens e desvantagens

Como qualquer unidade elétrica para aquecimento de uma casa particular, um dispositivo eletrodo tem lados positivos e negativos.

prós

O lado positivo é a alta eficiência - 98% com pequenas dimensões. Ao mesmo tempo, devido à ionização do refrigerante, o consumo de energia é economizado. Se compararmos, por exemplo, com caldeiras de aquecimento com elemento de aquecimento, as caldeiras a eletrodo consomem 40% menos eletricidade.

As quedas de tensão são um estado natural das redes elétricas russas nas aldeias rurais. Portanto, as caldeiras de aquecimento do tipo eletrodo que economizam energia não respondem a essas mudanças. Além disso, não há necessidade de coordenar a instalação e ligação da caldeira com a inspeção da caldeira.

Desvantagens

Os aspectos negativos da utilização de um aquecedor de eletrodo incluem a impossibilidade de utilizá-lo em um sistema de aquecimento onde estão instalados tubos de aço e radiadores de ferro fundido. No primeiro caso, existe uma grande probabilidade de formação de incrustações nas paredes.

No segundo, existe um grande volume de refrigerante, que a caldeira do eletrodo pode não aquecer. Acrescentamos aqui o enchimento de anticongelantes e inibidores, além do alto custo da energia elétrica.

Características

Para entender as características da caldeira a eletrodo, é necessário considerar os modelos domésticos do dispositivo Galan. A empresa hoje oferece quatro modificações:

• "Lareira";
• "Padrão";
• "Gêiser";
• "Vulcão".

Para casas particulares

Os modelos “Ochag” e “Standard” são para residências particulares. Sua potência é 2, 3, 5, 6 kW. Assim, com a ajuda deles é possível aquecer casas com volumes de: 80, 120, 180, 200 m³.

Esses dispositivos operam em uma rede de corrente alternada de 220 volts. Para conexão, recomenda-se utilizar um cabo com seção transversal de 4-6 mm².

Para grandes edifícios

“Geyser” e “Vulcan” podem ser utilizados para aquecimento de grandes edifícios: residenciais e não residenciais. A potência desses dispositivos é: Geyser - 9, 15 kW, Vulcan - 25, 36, 50 kW. Ambos os modelos são análogos trifásicos.

Líquidos não congelantes como “Tosol” e “Arctic” não se destinam a caldeiras a eletrodo.

Controle e gerenciamento

Todos os modelos estão equipados com sensores de temperatura e configurações de temperatura. A unidade de controle eletrônico é instalada próxima à caldeira, geralmente na parede.

Questões polêmicas

Existe um equívoco de que os dispositivos de aquecimento do tipo eletrodo são divididos em cátodo e ânodo. O fato é que o cátodo e o ânodo só podem estar presentes quando expostos à corrente contínua. Caldeiras a eletrodo usam corrente alternada.

Poderíamos chamar unidades de aquecimento de eletrodo operando em um circuito cátodo monofásico, pois duas hastes tubulares são instaladas no interior da caldeira. Um é alimentado com corrente elétrica, o segundo é a fase zero. Nesse caso, o movimento da corrente elétrica (partículas carregadas negativamente, ou seja, eletrodos) ocorre da primeira haste para a segunda.

Mas seria mais correto chamar as caldeiras de iônicas. É tudo uma questão de princípio de obtenção de energia térmica. Isso já foi discutido acima.

Quanto menor for o volume de refrigerante no sistema de aquecimento de uma residência privada, mais eficiente será o funcionamento da caldeira tipo eletrodo. Portanto, recomenda-se a utilização de radiadores bimetálicos ou de alumínio e fiação de contorno feita de tubos de polietileno para a construção do sistema de aquecimento.

Observe que é melhor criar seu próprio novo aquecimento para uma unidade de aquecimento de eletrodo. Não vale a pena incorporá-lo em um antigo, onde foi utilizado outro tipo de aquecedor.

Isolamento térmico e conexão

Os especialistas recomendam isolamento térmico de todos os circuitos. A conexão é melhor feita com um cabo separado do painel de distribuição com a instalação de uma máquina separada. Um RCD (dispositivo de corrente residual) não pode ser instalado no circuito de conexão elétrica.

A instalação deve ser aterrada, como acontece com outros modelos de aquecedores elétricos.

Aumentando a eficiência do aquecimento

Se a potência de uma caldeira não for suficiente para aquecer uma casa grande, vários dispositivos podem ser instalados em um único sistema. Eles podem ser conectados entre si em paralelo ou em série.

E uma última coisa. As caldeiras de aquecimento deste tipo são instaladas apenas em sistema fechado onde está instalada uma bomba de circulação. Este último fornece resistência adicional ao refrigerante, o que afeta a qualidade da geração de calor.

Neste artigo: a caldeira a eletrodo é ideia de empresas de defesa; como funciona uma caldeira de íons? é possível aquecer água sem fonte de calor; diminuímos a resistência ôhmica - adicionamos sal à água; prós e contras das caldeiras iônicas; dispositivo de caldeira de eletrodo; como instalar corretamente uma caldeira a eletrodo; quais dispositivos de aquecimento podem ser usados ​​​​em um circuito com caldeira iônica e quais não podem; fabricantes e preços; Finalmente, existem as nuances da instalação de caldeiras iônicas.

Quantas maneiras você conhece de aquecer uma casa usando eletricidade? Na maioria das vezes, vem à mente uma caldeira com elemento de aquecimento de água - tendo alta resistência, o fio de nicromo dentro desse elemento de aquecimento aquece, transferindo calor para o enchimento do tubo, depois para a carcaça metálica e, por fim, para a água. Por que não simplificar a tarefa e aquecer o refrigerante, contornando o intermediário, pois isso pode ser feito usando eletrodos primitivos de duas lâminas de barbear, prendendo fios a elas e conectando-os à fonte de alimentação? Foi a partir dessa lógica que procederam os criadores dos primeiros modelos de caldeiras de íons (eletrodos), originalmente desenvolvidas para as necessidades da Marinha da URSS.

História e princípio de funcionamento da caldeira de íons (eletrodo)

Este tipo de caldeira de aquecimento foi criada em meados do século passado por empresas do complexo de defesa para as necessidades da frota submarina da URSS, nomeadamente para aquecimento de compartimentos de submarinos com motores diesel. A caldeira a eletrodo atendeu integralmente às condições da ordem dos submarinistas - tinha dimensões extremamente pequenas para caldeiras de aquecimento convencionais, não necessitava de exaustão, não criava ruído durante a operação e aquecia efetivamente o refrigerante, para o qual a água do mar comum era mais adequado.

Na década de 90, as encomendas para a indústria de defesa diminuíram drasticamente em volume e, ao mesmo tempo, as necessidades da frota militar de caldeiras de íons foram reduzidas a zero. A primeira versão “civil” da caldeira a eletrodo foi criada pelos engenheiros A.P. Ilyin e D.N. Kunkov, que recebeu a patente correspondente para sua invenção em 1995.

O princípio de funcionamento de uma caldeira iônica é baseado na interação direta do refrigerante que ocupa o espaço entre o ânodo e o cátodo com uma corrente elétrica. A passagem da corrente elétrica pelo refrigerante provoca um movimento caótico de íons positivos e negativos: o primeiro se move em direção ao eletrodo carregado negativamente; o segundo - para os carregados positivamente. O movimento constante dos íons em um meio que resiste a esse movimento provoca um rápido aquecimento do refrigerante, o que é especialmente facilitado pela mudança nas funções dos eletrodos - a cada segundo sua polaridade muda 50 vezes, ou seja, Cada um dos eletrodos será ânodo 25 vezes e cátodo 25 vezes em um segundo, desde que estejam conectados a uma fonte de corrente alternada com frequência de 50 Hz. Deve-se notar que é precisamente uma mudança tão frequente de carga nos eletrodos que não permite que a água se decomponha em oxigênio e hidrogênio - a eletrólise requer uma corrente elétrica constante. À medida que a temperatura na caldeira aumenta, a pressão aumenta, fazendo com que o líquido refrigerante circule pelo circuito de aquecimento.

Assim, os eletrodos instalados no recipiente da caldeira iônica não participam diretamente do aquecimento da água e não se aquecem - íons carregados positiva e negativamente, separados das moléculas de água sob a influência da corrente elétrica, são responsáveis ​​​​pelo aumento da água temperatura.

Uma condição importante para o funcionamento eficaz de uma caldeira de íons é a presença de uma resistência ôhmica da água em um nível não superior a 3.000 Ohms a 15°C, para a qual este refrigerante deve conter uma certa quantidade de sais - inicialmente, caldeiras de eletrodo foram criados para a água do mar. Ou seja, se você colocar água destilada no sistema de aquecimento e tentar aquecê-lo com uma caldeira iônica, não haverá aquecimento, pois essa água é totalmente isenta de sais, o que significa que não haverá circuito elétrico entre os eletrodos.

Características das caldeiras de íons (eletrodo)

Possuindo as características positivas inerentes às caldeiras elétricas, este tipo de caldeira também possui algumas características próprias. Vou observar todas as vantagens:

• alta eficiência, próxima de 100% (porém, qualquer aquecedor elétrico tem eficiência de pelo menos 96%);
• dimensões extremamente pequenas e alta potência em comparação com quaisquer outras caldeiras;
• não é necessária chaminé;
• é capaz de aumentar de forma independente a pressão no circuito de aquecimento;
• ao contrário das caldeiras com elementos de aquecimento, não existe absolutamente nenhum perigo de acidente se o nível de refrigerante no tanque da caldeira for insuficiente - a falta de refrigerante só levará à cessação do funcionamento da caldeira, uma vez que não haverá circuito elétrico entre os eletrodos;
• a inércia extremamente baixa permite controlar eficazmente as condições de temperatura durante o funcionamento da caldeira através da automação, como resultado, consegue-se o funcionamento do sistema de aquecimento com menor consumo de energia - a temperatura nas divisões aquecidas estará sempre no nível definido pelo controlador automático ;
• quedas de tensão na rede elétrica não prejudicam a caldeira de íons - apenas muda sua potência, o funcionamento não para;
• é permitida a instalação de várias caldeiras iônicas simultaneamente como fonte adicional de energia térmica;
• Não há absolutamente nenhum impacto negativo no meio ambiente.

Desvantagens de uma caldeira a eletrodo:

• consome apenas corrente alternada, com corrente contínua ocorrerá eletrólise da água;
• altas demandas nas características eletrolíticas do refrigerante, quando elas mudam, a qualidade do trabalho (geração de calor) diminui drasticamente. É necessário controlar a condutividade elétrica do refrigerante;
• requer aterramento obrigatório (como qualquer dispositivo de aquecimento com elemento de aquecimento de água). Ao mesmo tempo, os riscos de choque eléctrico em caso de quebra do isolamento são superiores aos dos aquecedores de água com elementos de aquecimento;
• a temperatura de aquecimento do refrigerante não deve exceder 75°C, caso contrário o consumo de energia da caldeira aumentará seriamente;
• a formação de incrustações nos eletrodos reduz a potência da caldeira porque evita a ionização do refrigerante;
• elevados requisitos para as características de qualidade dos dispositivos de aquecimento;
• a necessidade de equipar o sistema de aquecimento com bomba de circulação;
• desgaste dos eletrodos causado por tensão alternada, necessitando de sua substituição periódica;
• em um circuito de aquecimento cheio de ar contendo um eletrólito-refrigerante, os processos de corrosão serão acelerados muitas vezes;
• num sistema de circuito único, a utilização de água aquecida para necessidades domésticas é inaceitável;
• o trabalho de comissionamento requer o envolvimento de especialistas - é quase impossível reduzir de forma independente a resistência ôhmica da água e, ao mesmo tempo, aumentar sua condutividade para o nível ideal;
• A condutividade elétrica do refrigerante muda durante a operação, é necessário controlá-la, o que significa ter conhecimentos e equipamentos adequados.

Projeto e instalação de uma caldeira a eletrodo

Possui um design bastante simples, no qual é dada especial atenção à proteção contra fugas elétricas: um tubo de aço sem costura como corpo, coberto por uma camada eletricamente isolante de poliamida; tubos de entrada e saída de refrigerante; abrigar terminais de alimentação e aterramento; eletrodo em liga especial (as caldeiras trifásicas são equipadas com três eletrodos), isolado com porcas de poliamida; isolamento adicional com juntas de borracha nos conectores.

Externamente, uma caldeira iônica doméstica tem formato cilíndrico, seu diâmetro geralmente não ultrapassa 320 mm, comprimento - 600 mm e peso - 12 kg. A potência mais baixa é de 2 kW (para aquecimento de divisões com cerca de 80 m 3), a máxima é de 50 kW (para aquecimento de divisões com cerca de 1600 m 3). As caldeiras monofásicas têm potência de 2 a 6 kW, trifásicas - de 9 a 50 kW. O consumo de energia da caldeira atinge o nível nominal (potência declarada pelo fabricante em quilowatts) quando a temperatura no seu interior atinge os 75°C - a temperaturas mais baixas o consumo de energia é menor, uma vez que a condutividade de corrente é menor num refrigerante mais frio. Deve-se notar que uma temperatura de 75°C é ideal para caldeiras de íons, pois quando uma temperatura mais elevada se desenvolve, o consumo de energia das caldeiras excederá o indicado na ficha técnica.

A caldeira a eletrodo vem completa com sistema de controle automático (controlador), que inclui termostato eletrônico, proteção automática contra picos de energia e unidade de partida. Alguns modelos de controladores permitem controle direto e controle remoto através de canais GSM. É o controlador que proporciona a economia de energia reivindicada pelos fabricantes de caldeiras iônicas - ao contrário do aquecimento de água com elementos de aquecimento, o aquecimento do eletrodo permite alterar a temperatura do refrigerante em menos tempo, pois tem baixa inércia.

Em um sistema de aquecimento aberto com circulação natural do refrigerante, este sobe pelas tubulações devido à dilatação térmica e à pressão na caldeira de íons, entra nos radiadores e esfria, depois retorna pela tubulação de retorno à caldeira, onde aquece e repete o ciclo novamente. O sistema de aquecimento fechado está equipado adicionalmente com um tanque de expansão e uma bomba de circulação, necessários na fase inicial de aquecimento do refrigerante.

Na instalação de uma caldeira a eletrodo, é obrigatório que o circuito de aquecimento em seu ponto mais alto esteja equipado com um grupo de segurança - purgador automático, manômetro e válvula de sopro (segurança anti-retorno). Em sistemas abertos, as válvulas de controle ou corte devem ser instaladas somente após o tanque de expansão, ou seja, O troço da tubagem entre a saída da caldeira e o tanque de expansão não deve conter válvulas de corte! Nos sistemas fechados, as válvulas de corte são instaladas em um trecho da tubulação após o tanque de expansão e antes de entrar na caldeira. Se, imediatamente após a saída da caldeira, for instalado um grupo de segurança, as válvulas de corte podem ser instaladas antes do tanque de expansão - neste caso, o tanque de expansão deve ser instalado na seção de retorno.

As caldeiras de iões de qualquer modelo são instaladas no sistema de aquecimento estritamente na vertical, com fixação própria à parede. Os primeiros 1200 mm de tubulação para fornecimento de refrigerante à caldeira são feitos de tubo metálico não galvanizado, sendo permitida a utilização de tubos metal-plástico.

O aterramento confiável da caldeira iônica é obrigatório, pois em caso de fuga de corrente este problema não pode ser resolvido com a ajuda de um RCD. O fio de cobre de aterramento deve ter seção transversal de 4 a 6 mm, sua resistência não deve ser superior a 4 Ohms - o condutor é conectado ao terminal neutro localizado na parte inferior do corpo da caldeira. O aterramento deve atender aos requisitos da PUE.

O ideal é que a caldeira a eletrodo seja instalada em um novo sistema de aquecimento, previamente lavado com água limpa. Ao inserir uma caldeira num circuito existente, esta deve ser cuidadosamente lavada com água e adicionados de agentes especiais - a sua lista e proporções estão descritas na ficha técnica da caldeira; cada fabricante insiste na utilização de determinados inibidores. Se esta condição não for atendida, depósitos de sal (incrustações) impedirão o ajuste preciso da resistência ôhmica do refrigerante.

Ao escolher radiadores de aquecimento para um sistema com caldeira de íons, preste muita atenção ao consumo de refrigerante em litros - você precisa saber quantos litros um radiador consome e depois calcular o deslocamento total com base no número necessário de radiadores. Deve-se notar que dispositivos de aquecimento particularmente espaçosos não são adequados, porque... tal sistema de aquecimento consumirá mais de 10 litros de refrigerante por quilowatt de potência instalada da caldeira, o que a obrigará a funcionar ininterruptamente, o que não é rentável em termos de custos de energia. Idealmente, o deslocamento total do sistema de aquecimento deve ser de cerca de 8 litros por quilowatt de potência.

Com base no material de fabricação, os radiadores bimetálicos e de alumínio são mais adequados para sistemas de aquecimento com caldeira a eletrodo. Na escolha dos aquecedores de alumínio, um critério importante é a origem do alumínio - se ele é primário (ou seja, obtido a partir de materiais naturais - bauxita, alunita, nefelina, etc.) ou secundário, derretido a partir de materiais reciclados. O problema é que os radiadores mais baratos feitos de alumínio reciclado são feitos de uma liga com alto teor de impurezas, que aumentam a resistência ôhmica do refrigerante.

Em sistemas de aquecimento abertos, seria correto instalar dispositivos de aquecimento em alumínio com revestimento interno de polímero que reduza a corrosão; em sistemas fechados tais radiadores não serão necessários - os processos de corrosão são ativados na presença de ar no volume do refrigerante, ou seja, o teor de sal nele contido não causa corrosão.

Radiadores de ferro fundido para sistemas de aquecimento com aquecimento do líquido refrigerante de uma caldeira a eletrodo são os menos adequados, pois estão fortemente contaminados por dentro e partículas de sujeira afetarão a condutividade da corrente. Além disso, os radiadores de ferro fundido consomem uma quantidade significativa de refrigerante, que pode exceder a capacidade instalada de um determinado modelo de caldeira iônica - serão necessários modelos mais potentes. Os fabricantes de caldeiras a eletrodo permitem a utilização de radiadores de ferro fundido nas seguintes condições: são fabricados de acordo com as normas europeias (ou seja, na Turquia ou na Tchecoslováquia); Na linha de retorno, antes de entrar na caldeira, são instalados tanques de sedimentação (coletores de lodo) e filtros grossos na tubulação.

Caldeira de íons - preços e fabricantes

Na Rússia e nos países da CEI, são apresentadas caldeiras a eletrodo dos seguintes fabricantes - a russa JSC Firm Galan (marca de mesmo nome), a letã LLC Stafor EKO (marca de mesmo nome) e a ucraniana SPD-FO Goncharenko O.A. (marca "EOU" (instalação de aquecimento economizadora de energia)).

O custo de uma caldeira a eletrodo depende de sua potência - uma caldeira de 2 kW custará ao comprador em média 3.000 rublos. Deve-se levar em consideração que o conjunto de automação necessária geralmente é vendido separadamente - seu custo será de cerca de 6.500 rublos, ou seja, duas vezes mais caro que a própria caldeira.

O período de garantia de uma caldeira a eletrodo, dependendo do fabricante, varia de um a 2 anos. A vida útil média dessas caldeiras é de cerca de 10 anos, desde que os requisitos operacionais do refrigerante sejam atendidos e os eletrodos sejam substituídos em tempo hábil (aproximadamente a cada 2-4 anos).

Para concluir

Ao criar um sistema de aquecimento baseado no aquecimento do refrigerante de uma caldeira a eletrodo, as seguintes nuances devem ser observadas:

• O consumo de energia da caldeira é significativamente superior se instalada num circuito de aquecimento anteriormente utilizado. É melhor instalar uma caldeira iônica em um circuito criado especificamente para ela;
• ao utilizar anticongelante como refrigerante, atenção especial deve ser dada às conexões destacáveis, pois sua fluidez é superior à da água;
• todos os tubos que formam o circuito de aquecimento devem ser envoltos numa camada de isolamento térmico - esta medida facilitará à caldeira atingir as condições óptimas de funcionamento;
• se os grupos de radiadores de aquecimento estiverem localizados em diferentes níveis (pisos) do edifício, será mais eficaz, embora menos rentável do ponto de vista económico, instalar caldeiras iónicas independentes com a potência necessária para cada grupo.

As caldeiras de íons (eletrodo) não são adequadas para sistemas de aquecimento como “piso quente” ou “rodapé quente”, pois a temperatura do refrigerante que circula nelas não deve exceder 45 ° C - a caldeira não será capaz de atingir o funcionamento necessário temperatura.

Rustam Abdyuzhanov, rmnt.ru

Inicialmente, a caldeira iônica foi desenvolvida para aquecimento de submarinos. A expectativa era que o aparelho fosse pequeno e funcionasse de forma rápida e silenciosa. Não houve problemas com eletricidade em submarinos nucleares, então a caldeira deveria ser elétrica. Como muitas outras invenções úteis, esta unidade migrou do campo das armas para a esfera civil e rapidamente se tornou muito popular.

Princípio de funcionamento das caldeiras de aquecimento iônico

Uma caldeira de aquecimento iônico aquece água usando eletricidade, mas o princípio de funcionamento é diferente de um elemento de aquecimento. Nesse processo, o papel determinante é desempenhado pela capacidade da água de conduzir corrente, ou mais precisamente, pela resistência do líquido. Lembre-se de uma caldeira feita de duas lâminas ligadas por fósforos. Nele, a corrente de uma lâmina para outra é transmitida apenas através da água, e por isso ferve rapidamente. Uma caldeira de íons faz a mesma coisa, mas em vez de lâminas, possui eletrodos de magnésio.

Quando os íons atuais passam pela água, é criado atrito com os sais que estão no líquido. Como resultado do atrito, a temperatura aumenta acentuadamente. Quanto mais intensa a corrente, mais rápido ocorre o processo de aquecimento. Além disso, a quantidade de sais é importante e as caldeiras de aquecimento iônico não funcionam com água destilada.

Quando a água entra no frasco da caldeira, uma corrente elétrica passa por ela, fazendo com que aqueça. A caldeira em si é pequena, com cerca de 30 cm de comprimento. Conseqüentemente, o refrigerante permanece nele por alguns segundos, mas mesmo esse tempo é suficiente. Esses dispositivos podem ser considerados os mais rápidos entre todas as caldeiras de aquecimento.

Projeto de uma caldeira de íons (eletrodo)

As caldeiras de íons são dispositivos muito simples. Essencialmente, é apenas uma caixa de metal na qual um eletrodo é inserido. Não há ajustes ou elementos móveis nele, nem há nada para quebrar. Eles são:

• Fase única;
• trifásico.

Nas caldeiras monofásicas existe um eletrodo e nas caldeiras trifásicas existem três. O eletrodo é sempre alimentado com fase (mais). Zero (menos) pode ser aplicado ao invólucro ou ao segundo eletrodo (se estiver previsto no projeto). O aterramento também é necessário para ser conectado à caixa. Você não pode ficar sem ele, caso contrário receberá um choque elétrico. É importante que os eletrodos de fase e zero não entrem em contato. A única ponte para a eletricidade deve ser o refrigerante. Naturalmente, o case possui dois orifícios para circulação de líquidos.

Qual refrigerante é adequado para uma caldeira de íons

Uma caldeira elétrica iônica é muito exigente quanto à qualidade do refrigerante. Água destilada não é adequada para isso. Como refrigerante, é necessário usar água da torneira comum que passou por uma preparação especial. A folha de dados do aquecedor indica quanto sal deve conter no refrigerante.

Para “configurar” o refrigerante para caldeiras de aquecimento iônico, segundo avaliações, é preciso gastar muito tempo. Por exemplo, se a resistência à água for insuficiente, é necessário salgar. Sal de cozinha comum é adequado. Basta polvilhar um pouquinho, literalmente na ponta de uma colher de chá. Em seguida, o líquido salgado passa pelo sistema e a resistência é medida. Se atingiu o nível exigido especificado no passaporte, você pode deixar tudo como está. Se necessário, adicione mais sal ao refrigerante ou dilua-o com água destilada.

Tubulação de uma caldeira de íons em um sistema de aquecimento

Como já dissemos, uma caldeira iônica é simplesmente um frasco com um eletrodo e tubos para conexão ao circuito. Esta unidade não contém nenhum equipamento que possa regular o seu funcionamento, portanto tudo o que for necessário deve ser instalado separadamente. Além disso, é necessário instalar os elementos necessários do sistema de aquecimento, sem os quais é impossível o funcionamento de um circuito selado. Como resultado, precisamos instalar:

• termostato;
• Bloco de fusíveis.

Naturalmente, não se pode prescindir de válvulas de corte (válvulas esfera) e válvulas americanas para que a caldeira possa ser retirada do circuito para manutenção. Todos os elementos de contorno devem ser colocados corretamente. O grupo de segurança está instalado na alimentação, atrás da caldeira. Todos os demais equipamentos são instalados na linha de retorno. Uma bomba de circulação é instalada na frente da caldeira e, em seguida, um tanque coletor. Não deixe que quaisquer detritos entrem no impulsor da bomba para evitar que se quebre.

É imprescindível fazer um bom aterramento. Não brinque com isso, porque estamos falando de 220 W, e em caldeiras trifásicas todos os 380 W podem matar.

O tanque de expansão é instalado na frente da bomba, onde a pressão é estável. Não se esqueça que o tanque vedado deve ser ajustado, caso contrário ocorrerão picos de pressão no sistema. O sensor do termostato é instalado na linha de retorno, onde faz leituras da temperatura do líquido refrigerante. Você também pode usar termostatos que controlam o grau de aquecimento do ar. Desta forma, você pode manter a mesma temperatura no ambiente independentemente do clima.

A energia da caixa de fusíveis é fornecida ao eletrodo da caldeira através do termostato. Este último funciona como um interruptor. Quando a água atinge a temperatura definida, o circuito abre-se e a caldeira deixa de aquecer o refrigerante. Quando a temperatura cai, o termostato fecha o circuito e a caldeira começa a funcionar.

Manutenção de caldeiras iônicas

Não há nada que quebre em uma caldeira de eletrodo. A manutenção das caldeiras iônicas, segundo as avaliações, se resume ao monitoramento da quantidade de sais no refrigerante e à limpeza do eletrodo. Durante a operação, a incrustação se acumula no eletrodo. Pode ser removido mecanicamente, por exemplo, com uma esmerilhadeira com escova especial ou lixa grossa. Precisa ser limpo até brilhar.

Além disso, com o tempo, o tamanho do eletrodo diminui e o ambiente agressivo o corrói. Portanto, mais cedo ou mais tarde ele precisará ser substituído. O principal é não perder este momento, pois disso depende diretamente o funcionamento da caldeira e a segurança de todos os equipamentos.

Há situações em que o uso de eletricidade para aquecer uma casa particular torna-se a única opção digna de consideração. Os gasodutos, infelizmente, ainda não atingiram o nível de ramificações para chegar a todos. Combustível sólido O sistema de aquecimento requer atenção constante dos proprietários da casa, sala de caldeira separada obrigatória, áreas de armazenamento pelo menos fornecimento mínimo de lenha ou briquetes (pellets). As caldeiras a diesel são muito caras por si só, exigem grandes custos de instalação e ajustes precisos, e não podem prescindir da preparação de um grande recipiente com volume de vários metros cúbicos para armazenamento de combustível líquido.

Portanto, em tal situação, não resta mais nada a não ser mudar para o aquecimento elétrico da casa. Existem muitas opções para resolver este problema. Por exemplo, isso poderia ser feito com cabos, tapetes ou filmes infravermelhos. Os modernos, fáceis de esconder atrás da decoração do teto ou das paredes, vão ganhando cada vez mais valorização. Mesmo assim, os sistemas habituais de aquecimento de água continuam em primeiro lugar em popularidade, nos quais, neste caso, uma caldeira elétrica entra em colapso. Mas aqui também são possíveis opções - as fontes de calor podem ser comuns - com elementos de aquecimento, indução de vários tipos. E as mais polêmicas, causando discussões consideráveis, às vezes até acaloradas, são as caldeiras de aquecimento iônico.

Estes dispositivos são creditados com indicadores de eficiência de aquecimento absolutamente fabulosos, por exemplo, eficiência acima de 100%, e são incrivelmente criticados pelo fato de que geralmente podem inutilizar rapidamente o sistema de aquecimento, elogiados pela facilidade de instalação e compactação, e ao mesmo tempo tempo “condenado ao ostracismo” por seu baixo nível de segurança elétrica. Como sempre, na realidade a verdade está em algum lugar no meio... Vamos tentar entender isso, sem preconceitos, citando no artigo tanto as qualidades positivas de tais caldeiras quanto suas desvantagens inerentes. Além disso, serão consideradas as marcas mais populares, indicando as características técnicas dos diversos modelos e níveis aproximados de preços. E por fim, à medida que a apresentação avança, será dada atenção a algumas questões relativas à instalação desses equipamentos.

Como funciona uma caldeira de aquecimento com eletrodo (iônico)?

Provavelmente todo mundo que já morou em um dormitório estudantil ou serviu no exército conhece o aparelho mais simples para ferver água, que possibilitou preparar uma xícara de chá em questão de segundos. Duas placas de metal (lâminas de barbear velhas ou mesmo sapatos de metal), espaçadas entre si por um pequeno espaço de ar, conectadas a um cabo de alimentação de 220 volts.

A caldeira mais simples é uma espécie de “protótipo” de uma caldeira de aquecimento por eletrodo (íon)

Tal “dispositivo”, baixado em um copo e conectado à energia, garante uma fervura rápida e extraordinariamente violenta da água. A este é um exemplo bastante claro como uma caldeira de íon (ou eletrodo) é projetada em princípio.

(A propósito, você não deve repetir esses experimentos em casa - isso não é seguro tanto do ponto de vista de um incêndio no fio devido a um curto-circuito quanto devido à alta probabilidade de sofrer um ferimento elétrico).

Condutores colocados em uma solução eletrolítica (e a água comum não destilada é, até certo ponto, um eletrólito devido aos sais nela dissolvidos), quando aplicada tensão a eles, causam a ionização da solução e o movimento de íons na direção oposta: ânions - para o cátodo e cátions, respectivamente, para o ânodo.

Isso levaria ao processo de eletrólise se a corrente fornecida fosse constante. Mas ao conectar à tensão da rede doméstica, a polaridade dos eletrodos muda 50 vezes por segundo (frequência 50 Hz). Em vez de um movimento uniforme de íons, eles começam a oscilar rapidamente em um meio que oferece considerável resistência a isso. Como resultado, ocorre um aquecimento muito rápido do líquido - isto é, do refrigerante, que é usado para transferir energia através dos pontos de troca de calor.

Em geral, os desenvolvedores de tal circuito conseguiram se livrar do “intermediário” - uma bobina elétrica geradora de calor feita de materiais com alta resistividade. O papel do elemento de aquecimento é assumido pelo próprio eletrólito-refrigerante. É isso que se atribui às propriedades especiais de eficiência e economia desse método de conversão de energia elétrica em calor.

De imediato, provavelmente deveríamos esclarecer alguma coisa sobre a terminologia usada. Em várias fontes você pode encontrar o nome desta técnica como caldeiras de “eletrodo” e “iônicas”. Além disso, alguns fabricantes até tentam fazer uma distinção entre estes conceitos - dizem que nas instalações iónicas é possível, até certo ponto, controlar e regular o número de iões envolvidos no processo de aquecimento do refrigerante. Os especialistas em aquecimento consideram essas declarações nada mais do que uma jogada de marketing para destacar seus produtos no contexto geral. Mas mesmo que isso seja verdade até certo ponto, o mérito não está no design da caldeira, mas na complexidade da eletrônica da unidade de controle e na qualidade do eletrólito do refrigerante. E a própria caldeira foi e continua sendo um eletrodo.

Estrutura geral de uma caldeira de íons (eletrodo)

Este método de aquecimento rápido de um líquido certamente não é algum tipo de desenvolvimento inovador. Como fenómeno físico, é conhecido há muito tempo e a sua aplicação prática na obtenção de energia térmica para aquecimento de instalações foi dominada em meados do século XX. É geralmente aceito que as primeiras caldeiras detalhadas foram desenvolvidas para as necessidades da Marinha, ou mais precisamente, para aquecimento de compartimentos de submarinos. E um dos requisitos para qualquer equipamento militar daqueles anos era a máxima simplicidade e a mais alta confiabilidade. As caldeiras de íons atenderam totalmente a esses requisitos. Não há absolutamente nenhuma peça mecânica móvel neles, e o “equipamento elétrico” interno é tal que simplesmente não há nada para queimar nele. E a vida útil ativa desse aquecedor de água, de fato, era determinada pela resistência e resistência à corrosão de seu corpo.

No entanto, apenas no início dos anos 90 foram desenvolvidos, patenteados e colocados em produção para utilização em sistemas de aquecimento de edifícios residenciais. A propósito, apesar de já ter passado um quarto de século desde então, nem o diagrama de layout nem a aparência desses dispositivos sofreram grandes alterações. Todas as melhorias neste equipamento são feitas, em sua maior parte, na área de modernização dos sistemas de controle e, em certa medida, na seleção o mais ideal, materiais resistentes para a carcaça e eletrodos e a composição química dos refrigerantes.

Embora Caldeiras semelhantes são produzidas por diversas empresas, nacionais e estrangeiras, todas basicamente semelhantes em layout e diferem apenas em pequenos detalhes.

O layout de quase todas as caldeiras a eletrodo é muito semelhante - um cilindro localizado verticalmente com um espessamento no ponto de conexão de energia

É sempre um cilindro localizado verticalmente, com um espessamento em uma das bordas - existe uma unidade de comutação elétrica. Existem sempre dois tubos roscados - para a entrada do refrigerante (na terminologia dos sistemas de aquecimento - “retorno”) e para a saída do líquido aquecido (tubo de alimentação). Mais frequentemente, eles estão localizados conforme mostrado na figura - o tubo de “retorno” fica na lateral do cilindro e a saída fica na parte superior. Porém, ocasionalmente existem modelos em que ambos os tubos roscados para inserção no sistema estão localizados na lateral.

Os eletrodos estão localizados dentro da caixa.

Se a caldeira for projetada para operar em rede monofásica de 220 V, então este é um eletrodo, que estará localizado no centro do cilindro. O papel do segundo, neste caso, será desempenhado pela superfície interna do “vidro” do corpo.

Caldeiras trifásicas são mais potentes. Aqui o bloco de eletrodos será composto por três elementos de haste isolados entre si, também localizados no “vidro” comum do corpo da caldeira.

É claro que o bloco de eletrodos possui um sistema de vedação confiável que evita o vazamento do eletrólito (líquido refrigerante). É fornecido um isolamento elétrico confiável para a parte de contato e a superfície externa do próprio corpo da caldeira - para isso é coberto com uma camada de poliamida.

As dimensões da caldeira normalmente não são muito grandes - depende da sua potência total e do modelo específico. Isso será discutido com mais detalhes na seção sobre os principais fabricantes desses equipamentos.

Na maioria das vezes, não existem mais dispositivos de controle ou ajuste no próprio corpo da caldeira. Mas toda caldeira deve ser equipada com uma unidade de controle eletrônico ou eletromecânico de diversos graus de complexidade.

Estas centrais permitem ligar a caldeira apenas para manter o modo de aquecimento definido. Assim, o sistema pode ser equipado com um sensor de temperatura ( no canofornecimento de refrigerante aquecido) ou até dois (um adicional está no tubo de retorno). A temperatura máxima de aquecimento e sua histerese são definidas na unidade de controle (Δt°, ou seja, a diferença nos valores de temperatura em ambas as direções, na qual é gerado um sinal de controle para ligar ou desligar a caldeira).

Em alguns sistemas de controle que podem ser ajustados com mais precisão, é possível definir o valor nominal da temperatura no “retorno” e o valor da histerese para o mesmo. Existem também esquemas de controle mais “sofisticados”, típicos de determinados fabricantes de equipamentos.

Sobre as vantagens e desvantagens das caldeiras de íons (eletrodo)

Muito se tem escrito sobre as vantagens das caldeiras a eletrodo, muitas vezes contraditórias. Vejamos um por um:

Vantagens – verdade e especulação

• As caldeiras a eletrodo apresentam a maior eficiência, próxima de 100%. Esse - pura verdade, mas com algumas reservas.

Aliás, você pode encontrar publicações que afirmam que a eficiência ultrapassa até esse limite - 100%. Mais precisamente, diz que o coeficiente é superior ao das caldeiras convencionais com elementos de aquecimento em 30 — 40%. Não há como acreditar nisso.

Com efeito, quaisquer caldeiras eléctricas têm um rendimento elevado, tendendo a 100%, independentemente do princípio de aquecimento utilizado: resistivo (elemento de aquecimento), indução ou iónico - quase toda a energia eléctrica é convertida em calor e acaba por ser transferida para o refrigerante. A única questão é a rapidez com que a caldeira atinge a temperatura de aquecimento projetada - na fase de arranque, uma caldeira com elementos de aquecimento exigirá, obviamente, um pouco mais de tempo. E assim, ninguém cancelou a lei da conservação da energia, e não se pode esperar nenhum milagre de uma caldeira a eletrodo.

• Com igual potência de aquecimento, as caldeiras a eletrodo são as mais compactas e leves entre seus “irmãos”. É difícil discordar – isso é verdade. Eles são especialmente perceptíveis em comparação com os aquecedores por indução, que sempre se distinguem pela sua solidez e dimensões gerais.
• Uma caldeira a eletrodo não requer a instalação de sistema de chaminé - como qualquer outra caldeira alimentada por energia elétrica.
• Não há absolutamente nenhuma possibilidade de superaquecimento e falha devido ao vazamento de líquido refrigerante do sistema. Na verdade, uma vantagem importante: os eletrodos não entram em contato de forma alguma e a falta de líquido leva a um circuito totalmente aberto - a caldeira, por definição, não pode funcionar nessas condições.
• O aquecimento da água ocorre muito rapidamente, o que, segundo as leis da termodinâmica, é acompanhado por um aumento acentuado da pressão no sistema. É possível prescindir de bomba de circulação.

Parece que tudo está correto, mas por algum motivo tais sistemas ainda não são utilizados sem bomba. Em primeiro lugar, é totalmente improdutivo direcionar parte da energia para garantir a circulação (com bomba o consumo para estes fins será menor e o processo será mais controlado). E, em segundo lugar, só podemos falar de um aumento de pressão tão poderoso quando o sistema está inicializando. No futuro, quando o controle passar a manter a temperatura dentro da histerese estabelecida, este processo não será diferente de todas as outras caldeiras.

• A inércia de tal caldeira é a menor e h todas as variedades elétricas. Portanto, existe a possibilidade de configurações de operação muito precisas e rápidas que ajudarão a economizar nos custos de energia.

Um exemplo clássico de como duas expressões são combinadas em uma expressão. completamente não relacionado declarações entre si. Na verdade, a inércia é baixa. Em primeiro lugar, pelo facto de a massa da própria caldeira ser insignificante e o aquecimento do líquido começar mais rapidamente. Quanto aos custos de energia - ao mesmo tempo, como já vimos, a eficiência depende, antes, do nível de isolamento térmico do edifício, ou seja, das perdas de calor existentes. Mas é pouco provável que a eficiência da comutação e a precisão das definições tenham qualquer efeito tangível tanto no conforto de vida como na eficiência. É possível que tal caldeira acenda e desligue com mais frequência, o que, aliás, nem é particularmente bom.

Quanto à precisão das configurações, esta ainda é uma questão muito controversa. Se levarmos em conta a não linearidade do processo de aquecimento por eletrólise e os requisitos especiais para a qualidade do eletrólito, então talvez controlar uma caldeira convencional pareça uma tarefa muito mais simples.

• As quedas de tensão não afetam o funcionamento da caldeira - a sua potência só pode mudar, mas o funcionamento não irá parar.

Ler sobre tal “vantagem” é até engraçado. Em geral, as quedas de tensão também não são com medo nem caldeiras comuns nem elementos de aquecimento. Mas a automação complexa, que regula e dirige o funcionamento de qualquer caldeira, requer uma certa estabilidade no fornecimento de energia. E as caldeiras a eletrodo não são diferentes das outras nesse aspecto.

• Caldeiras a eletrodo podem ser instaladas no circuito de aquecimento como fontes de energia adicionais.

Na verdade, é possível, mas neste caso será necessário trazer o estado do refrigerante para aquele que é exigido especificamente para uma caldeira de eletrodo (íon).

Uma bateria muito “sólida” de caldeiras a eletrodo!

Também é possível instalar várias caldeiras em paralelo com a mesma potência - neste caso será possível ajustar passo a passo a potência total de aquecimento - ligando todos ou um número selecionado de aquecedores.

• O funcionamento das caldeiras a eletrodo é absolutamente inofensivo do ponto de vista ambiental.

Pergunta sobre pornografia. Sim, não há e não pode haver emissões nocivas para a atmosfera - mas isso é típico de todos os aquecedores elétricos. Mas devido à composição do refrigerante, as caldeiras a eletrodo podem até representar um certo risco ambiental. Muitas vezes contém substâncias muito tóxicas (como o etilenoglicol), e o eletrólito gasto, se substituído com bastante frequência, requer um procedimento especial de descarte - é estritamente proibido despejá-lo no solo ou mesmo na rede de esgoto.

• O custo das caldeiras a eletrodo, em comparação com outras elétricas, é o mais baixo.

Isto é realmente verdade, mas não podemos deixar de notar uma “armadilha de marketing”. Muitas vezes o custo dessas caldeiras é indicado sem levar em conta o preço das unidades de automação. Caldeiras comuns com elementos de aquecimento, via de regra, são montadas em uma caixa com toda a eletrônica embutida, sensores de temperatura, termostato, etc., portanto seu preço é adequado.

O custo do equipamento de controle também deve ser levado em consideração imediatamente, pois sem ele todas as vantagens das caldeiras a eletrodo são literalmente reduzidas a zero - o aquecimento descontrolado do líquido não será apenas antieconômico, mas também extremamente perigoso!

Desvantagens das caldeiras iônicas

Sinceramente, se você apenas olhar a lista de desvantagens das caldeiras a eletrodo, qualquer vontade de se envolver com esse tipo de aquecimento desaparece. No entanto, deixe o leitor julgar por si mesmo, uma vez que alguns dos “contras” são claramente rebuscados e não merecem atenção especial.

• Às vezes, as desvantagens incluem o fato de que a estaca do eletrodo requer apenas corrente alternada - com corrente constante, o processo de eletrólise do refrigerante começará com sua decomposição química.

Considerar isso uma desvantagem é o mesmo que reclamar que um carro não quer funcionar com álcool e uma TV doméstica se recusa a funcionar com bateria AA. Cada dispositivo tem suas próprias capacidades e fontes de energia, e isso não tem nada a ver com desvantagens.

• A necessidade de equipar o circuito de aquecimento com bomba de circulação.

Isto já foi mencionado acima, mas tal “desvantagem” é inerente a quase todos os sistemas de aquecimento doméstico, com exceção dos abertos com circulação natural. E mesmo assim, também é recomendável instalar bombas neles - isso afeta a uniformidade e a eficiência geral do aquecimento da casa.

• Requisitos especiais para a qualidade e composição química do refrigerante.

Aqui, você não pode discutir; na verdade, a caldeira de eletrodo não funcionará com nenhum líquido que entre nela. Vários critérios devem ser combinados aqui - a possibilidade de ionização (por exemplo, água destilada não funcionará em princípio), resistência elétrica relativamente baixa (se o valor for alto, a corrente simplesmente não fluirá através do líquido). E, ao mesmo tempo, não devemos esquecer a alta capacidade térmica, a resistência ao congelamento, a faixa de temperatura operacional, o respeito ao meio ambiente, etc.

Muitos fabricantes de caldeiras a eletrodo fornecem recomendações diretas sobre o uso de marcas específicas de refrigerantes, que eles próprios costumam produzir. Além disso, há casos em que o serviço de garantia de equipamentos foi recusado por violação de recomendações.

Muitos artesãos são muito críticos em relação às formulações de fábrica e recomendam o uso de soluções salinas (salmouras) feitas de forma independente. Mas selecionar independentemente a composição ideal, sem equipamento especial para testar a condutividade elétrica, é uma tarefa extremamente difícil. Esta abordagem é complicada pelo fato de que, com o tempo, as características elétricas do refrigerante podem mudar significativamente e, além disso, dependem em grande parte da temperatura atual de aquecimento.

Em suma, selecionar o refrigerante certo para o sistema no caso de caldeiras a eletrodo torna-se uma tarefa muito problemática. E se também tivermos em conta que a substituição de todo o volume do fluido de trabalho deverá ser realizada antes de cada estação de aquecimento...

• Nem todos os radiadores de aquecimento podem ser usados ​​em conjunto com caldeiras a eletrodo.

A verdade é que, para tal sistema de aquecimento, são recomendados radiadores de alumínio. Além disso, ao escolher o alumínio, você também deve prestar atenção à qualidade do material - seja um metal primário ou um produto processado. O fato é que o metal processado conterá necessariamente uma grande quantidade de impurezas - óxidos, e podem perturbar gravemente a composição química do eletrólito, aumentando ou diminuindo drasticamente a condutividade elétrica, o que desequilibrará o funcionamento do sistema.

Os radiadores de ferro fundido são muito indesejáveis ​​por dois motivos. Em primeiro lugar, a sua capacidade térmica muito significativa pode exceder as capacidades normais de aquecimento de uma caldeira a eléctrodo e funcionará quase sem parar. E em segundo lugar, as baterias antigas de ferro fundido, via de regra, não se distinguem pela limpeza interna, prestam-se a uma limpeza de altíssima qualidade devido à porosidade da superfície e podem rapidamente inutilizar o refrigerante para operação. E ninguém cancelou a corrosão de metais ferrosos, e qualquer eletrólito é sempre caracterizado por propriedades de corrosão aumentadas.

Como exceção, radiadores modernos de ferro fundido fabricados na Europa podem ser adequados. Eles têm um volume menor e uma qualidade de metal superior.

• As caldeiras a eletrodo têm requisitos particularmente maiores de aterramento.

Em geral, qualquer instalação elétrica poderosa deve ter um aterramento confiável da estrutura. Mas se na maioria dos casos for - significa proteção contra quebra acidental de fase na carcaça, então no exemplo das caldeiras iônicas tudo é mais sério. Seu corpo metálico está diretamente envolvido no processo de trabalho e, portanto, o aterramento torna-se de extrema importância para garantir a segurança. Além disso, a unidade RCD padrão não é aplicável no caso em consideração, pois haverá um vazamento de tensão de uma forma ou de outra, e a energia com tal proteção será constantemente desligada à força.

Você pode descobrir como fazê-lo corretamente seguindo o link do artigo correspondente em nosso portal.

• Existem restrições estritas quanto à temperatura máxima de aquecimento - até 75 graus.

É mais provável não não riqueza, mas a peculiaridade do funcionamento de tal circuito de aquecimento. O fato é que a condutividade elétrica do líquido muda de forma não linear e em temperaturas acima de 75° COM pode haver desperdício desnecessário de energia sem aumentar a potência. No entanto, esta temperatura quase sempre deve ser suficiente para um aquecimento de alta qualidade. E o limite superior de aquecimento, aliás, existe para qualquer caldeira (inclusive a gás e combustível sólido) e deve ser monitorado por automação.

• Os eletrodos crescem demais rapidamente, devido à natureza específica do trabalho, e exigem substituição regular. Provavelmente também não não prosperidade e custos operacionais - qualquer equipamento eventualmente requer a substituição de peças consumíveis.
• É impossível (em qualquer caso, extremamente indesejável) utilizar tal caldeira num sistema de aquecimento aberto.

Isto é verdade - o próprio eletrólito é um ambiente bastante agressivo para os elementos do sistema de aquecimento. Se o oxigênio do ar ainda tiver livre acesso ao refrigerante, sua capacidade de causar corrosão aumentará muitas vezes, mas a composição química necessária para garantir a condutividade elétrica necessária pode mudar para pior.

• É inadmissível a utilização de água aquecida para necessidades domésticas e técnicas (com sistema de aquecimento de circuito único). Esta desvantagem pode ser eliminada instalando uma caldeira de aquecimento indireto, claro, tendo calculado corretamente as capacidades gerais do sistema.
• Dificuldades muito grandes ao iniciar o sistema de aquecimento.

Não se trata da instalação da caldeira em si, da sua instalação e tubagem - aqui os artesãos experientes não deverão ter problemas especiais. Os principais problemas, como já mencionado, são a seleção correta da composição química do refrigerante e o ajuste fino do sistema. Não é recomendável realizar tais atividades por conta própria, será necessário convidar especialistas experientes.

O mesmo pode ser dito sobre as medidas preventivas regulares na preparação para a estação de aquecimento, uma vez que é quase impossível avaliar corretamente o estado do refrigerante e o desempenho geral do sistema sem experiência adquirida e sem equipamento especial. Isso significa que você terá que aturar a convocação anual dos especialistas relevantes.

Descubra como fazer e leia também as instruções detalhadas no artigo do nosso portal.

Caldeiras de aquecimento de eletrodo (íon) no mercado russo

Graças às suas vantagens, e apesar das suas numerosas desvantagens, as colas de aquecimento iónicas continuam a ser muito populares nos espaços abertos russos. Várias empresas nacionais estão envolvidas na sua produção e os produtos também são fornecidos por países estrangeiros. Para auxiliar o leitor na escolha do equipamento, será dado um breve panorama das marcas mais populares

Caldeiras de eletrodo "Galan"

Os produtos da empresa moscovita Galan são, sem dúvida, pioneiros no mercado nacional de equipamentos deste tipo, e é possível que em todo o mundo também. Solte-os dominado no início dos anos 90 com base em nosso próprio desenvolvimento patenteado. Não existem estatísticas exactas, mas, muito provavelmente, “Galan” ainda detém a “palma do campeonato” nesta área, em qualquer caso, em termos de menções na Internet e em termos de críticas positivas, estas caldeiras estão definitivamente no liderar.

Gama de modelos de caldeiras a eletrodo "Galan"

Hoje a empresa produz três modelos principais, cada um com diversas gradações em termos de nível de potência de aquecimento.

Os menores são “Galan-Ochag”. Pesando apenas 500 g, esses “bebês” são capazes de aquecer com eficiência volumes bastante grandes - até 200 m³, fornecendo potência de até 5 kW. O custo dessas caldeiras é de 3.300 a 4.000 rublos. Um modelo mais moderno - "Galan-Ochag-Turbo" pode ser um pouco mais caro - até 6.000 rublos.

Na construção residencial privada, as mais populares são as caldeiras de eletrodo monofásicas e trifásicas "Galan-Geyser". Têm dois limites de potência de aquecimento - 9 e 15 kW, o que deve ser suficiente para um chalé totalmente respeitável com um volume total de divisões fechadas até 450 m³. O custo médio dessas caldeiras é de 6 a 7 mil, e o “Geyser-Turbo” é de cerca de 8 mil rublos.

Os mais potentes são os eletrodos de cola da linha Galan-Vulcan. Todos foram concebidos para funcionar em rede trifásica, têm potências de 25 e 50 kW e destinam-se ao aquecimento de estruturas bastante grandes. O preço deles é superior a 10 mil rublos.

Se os próprios modelos básicos das caldeiras Galan permanecerem praticamente inalterados, a automação do controle está em constante aprimoramento. Assim, é recomendável adquirir unidades de controle para caldeiras domésticas modernas “ Galan - Navegador» em diversos designs (preço - a partir de 6 mil).

Poderão existir outras propostas - por exemplo, equipar a caldeira Galan com um disjuntor ABB ou Hager, um termóstato de refrigeração digital modular "BeeRT", que irá regular simultaneamente o desempenho da bomba de circulação, e um termóstato ambiente "por ar" COMPUTHERM Q7". Tal sistema é totalmente acordado com o fabricante da caldeira, mas seu custo, é claro, será um pouco maior.

Vídeo: variedade de caldeiras Galan

Preços da gama de caldeiras de aquecimento Galan

Caldeiras de aquecimento Galan

Berilo"

Outro produto russo popular é a família Beryl de caldeiras de aquecimento com eletrodo.

São produzidos em dois tamanhos, dependendo da fonte de alimentação utilizada - 220 ou 380 volts, e da potência da instalação, respectivamente - até 9 e até 33 kW.

Caldeiras de eletrodo monofásico "Beryl"

Dimensões da modificação trifásica "Beryl"

Uma característica de todas as caldeiras Beryl é a localização superior da unidade de conexão de energia - o que simplifica um pouco a instalação e a manutenção. Mesmo para substituir o bloco de eletrodos, na maioria dos casos não será necessário desmontar toda a caldeira desde sua tubulação.

Aliás, são alguns modelos de caldeiras Beryl que se posicionam como caldeiras iônicas - porque, segundo o fabricante, possuem a capacidade de controlar o nível geral de cargas elétricas. Esses produtos podem ser equipados com unidades de controle de complexidade variada:

Unidade de controle para caldeiras "Beryl" CSU "Euro"

As unidades de controle TsSU "Euro" permitem ajustar manualmente a potência de aquecimento do refrigerante em etapas de 200 W.

1 – bloco de conexão (contator de potência);

Regulador de potência da caldeira de 2 etapas;

3 – proteção automática contra sobrecarga;

4 – unidade de controle do termostato, de acordo com o nível de aquecimento do líquido refrigerante.

Caldeira de íon berilo com unidade triac

Modelos mais caros, com controle e regulação automática de potência em cada momento específico, são equipados com uma unidade triac especial (foto) e um sistema PID - controle eletrônico de temperatura. Acredita-se que o controlador PID, que consiste em um amplificador, integrador e diferenciador, estima com mais rapidez e precisão o nível de aquecimento levando em consideração o futuro imediato e gera sinais de controle que permitem economizar até 20% de energia.

Linha de caldeiras EOU (instalação de aquecimento com economia de energia)

Este também é um produto de fabricação russa. De design simples, relativamente baratas, mas bastante fáceis de usar, as caldeiras cobrem uma faixa de potência de 2 a 120 kW. Podem ser produzidos para redes de corrente monofásica e trifásica, de tamanhos diferentes.

Dimensões das caldeiras a eletrodo "EOU"

Essas caldeiras são populares não só em nosso país, mas também nos países vizinhos, e no ano passado os produtos receberam a certificação da União Aduaneira.

A tabela mostra os dados técnicos e o nível médio de preço das caldeiras que operam na rede de 220 volts, como as mais populares em condições domésticas:

Apesar do design despretensioso das caldeiras EOU, o fabricante lhes dá garantia de fábrica de pelo menos 10 anos, e a vida útil total é estimada em 30 anos.

Vídeo: exemplos de uso de caldeiras de eletrodo EOU

Caldeiras de eletrodo importadas

Além das caldeiras de fabricação russa, há demanda por modelos produzidos em alguns países vizinhos.

As caldeiras Forsazh, projetadas e produzidas na Ucrânia, são interessantes porque são equipadas com um invólucro especial - um invólucro, que aumenta a segurança operacional da instalação e ainda torna sua aparência mais atraente.

Caldeira "Velozes e Furiosos" na caixa

A linha de caldeiras Forsazh é representada por cinco modelos operando em 220 V, com potência de 3 a 25 kW. Todos eles estão equipados com uma unidade de controle de nossa própria concepção - um controlador eletrônico digital de temperatura (EDRT).

Conjunto - Caldeira “Forsazh” com controlador eletrônico digital de temperatura

As características básicas das caldeiras a eletrodo Forsazh são apresentadas na tabela:

E por último, podemos citar um dispositivo desenvolvido e montado na Letónia – a caldeira STAFOR. É interessante por diversas soluções inovadoras, incluindo o uso de uma “gaiola de Faraday” - separação do zero de proteção e de trabalho.

De todas as caldeiras, é a que apresenta os mais elevados indicadores de segurança e é a única do género - obteve a certificação completa de acordo com os requisitos muito rigorosos da União Europeia. Esta caldeira está totalmente equipada com electrónica própria. Além disso, com ele você pode adquirir não apenas um refrigerante de marca, mas até um aditivo especial, STATERM POWER, que permite ajustar oportunamente a composição química do eletrólito para ajustar a potência da caldeira.

Assim, o princípio de funcionamento, vantagens e desvantagens de tais caldeiras de aquecimento ficam claros para o leitor. Ele está familiarizado com a variedade de modelos e níveis aproximados de preços. Resta apenas fazer sua própria escolha - “a favor” ou “contra”.

Por vezes a situação evolui de tal forma que na hora de escolher uma fonte de energia para o sistema de aquecimento da sua casa, a mais aceitável, e por vezes até a única opção possível, parece ser a utilização da electricidade. As redes de gás ainda não chegaram a todos os assentamentos e nem a todos os edifícios. O uso de combustível sólido só se torna lucrativo nas regiões onde é verdadeiramente acessível e barato. As caldeiras a diesel são um assunto completamente distinto, uma vez que esse equipamento em si é muito caro, e organizar o armazenamento correto e seguro de pelo menos um suprimento mínimo de óleo diesel também não é uma tarefa fácil.

Presumivelmente, a eletricidade está disponível em todas as casas de campo. É claro que muitos se assustam com o alto nível das tarifas, mas acontece que simplesmente não há outra escolha. O desejo natural dos proprietários é selecionar equipamentos com mínimo consumo de energia e máxima transferência de calor. É por isso que a caldeira a eletrodo para aquecimento de uma residência particular atraiu recentemente tanto interesse dos consumidores.

Em comparação com os seus “concorrentes”, ou seja, caldeiras elétricas de outros tipos, são as caldeiras a eletrodo que podem ser consideradas as mais polêmicas em termos de críticas, pelas incríveis qualidades que lhes são atribuídas, que convivem com críticas devastadoras. Essas opiniões polares devem ser encaradas com cautela, pois em tais situações, muito provavelmente, a verdade está em algum lugar entre os extremos.

Você pode estar interessado em informações sobre qual deles é adequado

O objetivo desta publicação é ajudar o leitor ignorante a entender o que é uma caldeira a eletrodo e como ela funciona. E, claro, quanta atenção deve ser dada às vantagens e desvantagens reais e imaginárias. Será dada uma breve visão geral dos modelos à venda, e serão levantadas algumas questões relativas à instalação e manutenção de tais equipamentos.

Estrutura básica e princípio de funcionamento de uma caldeira a eletrodo

Será muito mais fácil para alguns leitores compreender a estrutura e o princípio de funcionamento de uma caldeira a eletrodo se se lembrarem de uma maneira simples de ferver água rapidamente usando um dispositivo simples. Nos dormitórios estudantis, onde os comandantes aplicavam estritamente a proibição de aquecedores elétricos, esse dispositivo provavelmente estava escondido em todos os cômodos. Este é um cabo com um plugue em uma extremidade para conexão à rede. E do outro estão duas lâminas de barbear, fixadas de uma forma ou de outra, mas sempre de forma que haja um pequeno espaço entre elas. Em vez de lâminas, também eram utilizadas outras placas de metal: nos quartéis do exército, por exemplo, eram frequentemente usados ​​​​sapatos. A essência não mudou com isso.

Depois de colocar esse “conjunto” na água e conectá-lo a uma rede de 220 volts, a água esquentou muito rapidamente. Não tivemos que esperar muito – demoramos menos de um minuto para ferver um copo. O mesmo princípio é usado em caldeiras de eletrodo ou, como são frequentemente chamadas, caldeiras de íons.

Atenção: tais experiências são muito perigosas e não devem ser repetidas. Existe uma grande probabilidade de ferimentos elétricos ou risco de incêndio devido a um curto-circuito. Hoje em dia, existem muitas caldeiras em miniatura fabricadas em fábrica.

Qual é o problema aqui, devido ao qual ocorre um aquecimento tão rápido? Para compreender o princípio, é necessário relembrar algumas leis físicas.

Mesmo a água comum (a menos, é claro, que se leve em consideração a água destilada) tem qualidades eletrolíticas - as substâncias nela dissolvidas adquirem uma estrutura iônica, ou seja, uma combinação de partículas carregadas positiva e negativamente. Se dois eletrodos de corrente contínua forem abaixados em tal meio, o movimento direcionado dos íons começará: carregados negativamente (ânions) - em direção ao condutor positivo (cátodo) e positivos (cátions) - em direção ao ânodo. Este processo é denominado eletrólise.

Mas no nosso caso, é usada uma tensão alternada com frequência de 50 Hz. Isto significa que a polaridade dos eletrodos imersos em água muda a uma taxa de 50 vezes por segundo. Naturalmente, o movimento dos íons nessas condições não é direcional, mas se torna oscilatório, com mudança de direção na mesma frequência. Como tais vibrações ocorrem em um ambiente aquático bastante denso, que oferece resistência significativa ao movimento, a energia do movimento é convertida em calor. Ocorre um aquecimento muito rápido no espaço entre os eletrodos, o que leva à ebulição da água.

Uma caldeira a eletrodo funciona exatamente da mesma forma, apenas a energia térmica gerada já é transferida pelo fluxo do refrigerante através dos pontos de troca de calor - radiadores. Em todos os outros tipos de caldeiras elétricas, certas peças metálicas atuam como “elo de transferência”. Pode ser o corpo tubular do elemento de aquecimento, um labirinto de canais internos ou o próprio corpo - em dispositivos do tipo indução. Em qualquer caso, o refrigerante aquece apenas devido à transferência direta de calor. Mas no circuito do eletrodo não existe tal “intermediário” em princípio - o próprio meio líquido, que atualmente está localizado entre os condutores imersos nele, é aquecido.

Dizem, e isso parece ser verdade, que tal tecnologia foi transferida da indústria militar para a vida humana - é assim que a água é aquecida para aquecer os compartimentos de submarinos e navios de superfície. Isto é apoiado por uma combinação de qualidades necessárias - compacidade, velocidade, eficiência, segurança contra incêndio.

Uma pequena digressão para não voltar aos problemas de terminologia. As caldeiras de eletrodo às vezes são chamadas de caldeiras de íons - o motivo provavelmente é compreensível. No entanto, às vezes os fabricantes concentram-se precisamente nesta formulação, tentando traçar algum tipo de fronteira entre estes dois conceitos. Eles motivam isso pelo fato de seus dispositivos implementarem um controle de alta precisão ao nível da “quantidade e qualidade dos íons” envolvidos no processo de aquecimento. Isso pode ser percebido como um golpe publicitário ou levado a sério - em qualquer caso, tal controle é atribuído a alguma unidade eletrônica e requer o uso de uma composição precisamente calibrada do eletrólito-refrigerante. Mas o princípio de funcionamento do circuito de aquecimento em si não muda em nada. Portanto, não será um grande erro usar qualquer uma dessas duas formulações.

Mas o nome caldeira “cátodo” ou “ânodo” é completamente incorreto, uma vez que no modo de tensão constante tal circuito é simplesmente inoperante.

Como funciona uma caldeira de aquecimento com eletrodo?

A simplicidade do princípio de funcionamento de tal caldeira também predetermina o design muito simples do próprio dispositivo de aquecimento. Apesar da grande variedade de modelos à venda hoje em dia, quase todos são semelhantes na aparência e possuem aproximadamente o mesmo layout.

A única diferença está em algumas nuances do design externo dos diferentes fabricantes e nas características do equipamento de controle (que, na maioria das vezes, não é mais uma caldeira e é adquirido separadamente).

As caldeiras eletrônicas podem ser projetadas para operar em rede de 220 V CA ou em rede trifásica - 380 V. Isso predetermina algumas diferenças em seu design.

Vamos primeiro considerar como funciona uma caldeira monofásica.

É um corpo metálico cilíndrico (item 1). Esta seção serve não apenas para garantir o fluxo do refrigerante - as paredes metálicas da carcaça desempenham o papel de um dos eletrodos. Para isso, é fornecido na carcaça um terminal para conexão do fio “neutro” (item 2). A figura mostra uma versão simplificada, mas muitas vezes este terminal fica oculto, pois fica oculto na unidade de comutação da caldeira.

A parte cilíndrica do corpo termina de um lado com um tubo para ligação ao tubo de alimentação do circuito de aquecimento (pos. 3) - é aqui que o refrigerante aquecido na caldeira entrará no sistema (indicado pela seta rosa). O refrigerante é fornecido através de outro tubo localizado perpendicularmente ao eixo do cilindro principal (item 4 e seta azul, respectivamente).

O segundo eletrodo está localizado exatamente no centro do cilindro de trabalho principal (item 5). Naturalmente, a folga necessária entre ele e as paredes deve ser mantida - é nessa folga que o refrigerante aquecerá rapidamente. Deste lado, o cilindro de trabalho está conectado - aqui está localizada uma unidade de comutação, que também inclui um terminal para conectar o fio de fase. (pos. 6).

A figura, apenas para maior clareza, mostra uma espécie de “modelo”, uma caldeira caseira. Naturalmente, nos modelos montados de fábrica, tudo isso parece mais elegante.

As diferenças nos modelos trifásicos estão, na verdade, apenas no design dos eletrodos e no aumento associado nas dimensões de todo o produto.

Ainda existe uma ligação terminal no corpo da caldeira, destinada à comutação dos fios zero e terra. E dentro do cilindro de trabalho existem três eletrodos (de acordo com o número de fases), que são estruturalmente colocados em um bloco dielétrico comum em distâncias iguais - nos cantos de um triângulo equilátero.

Os eletrodos são uma parte substituível da caldeira - em caso de falha podem ser substituídos por novos.

Obviamente, na área onde o cilindro central de trabalho é conectado pela unidade de comutação, é fornecido um isolamento hidráulico e elétrico confiável. Nos modelos de fábrica, para minimizar a probabilidade de os moradores dos apartamentos sofrerem lesões elétricas, a caixa é revestida com um composto isolante especial de poliamida.

As dimensões das caldeiras a eletrodo podem variar muito - desde aquecedores em miniatura que atendem apenas um ou vários radiadores de aquecimento, até instalações poderosas que podem fornecer calor a um grande edifício. Muitas vezes tais caldeiras são combinadas numa espécie de “baterias” com ligação paralela, e colocadas em funcionamento simultânea ou selectivamente, conforme surge a necessidade de manter mais ou menos potência de aquecimento.

Na verdade, a maioria dos modelos de caldeiras no próprio corpo não possuem mais nenhum controle ou dispositivos adicionais. Todas as funções de monitoramento e controle são colocadas em módulos separados de vários graus de complexidade.

O conjunto mais simples de equipamentos de controle é equipado com um sensor de temperatura instalado no tubo de alimentação e controla o grau de aquecimento do refrigerante. Sistemas mais precisos já possuem dois sensores - na entrada e na saída da caldeira. O nível de aquecimento necessário é definido no painel de controle, e a automação fornecerá energia aos eletrodos com base nos valores atuais, levando em consideração sua histerese (faixa definida).

Existem também esquemas de monitoramento e controle muito mais complexos - eles são um “truque” de alguns fabricantes desses equipamentos. Basicamente, são projetados para manter condições confortáveis ​​com o menor consumo de energia possível.

Vejamos as vantagens e desvantagens de uma caldeira a eletrodo

Esta é provavelmente a questão mais importante - no decorrer da apresentação já foi notado que muitas vantagens e desvantagens reais e rebuscadas são atribuídas a tais equipamentos. Portanto, é melhor descobrir aos poucos - para cada ponto.

O que dizem sobre as vantagens das caldeiras iônicas?

• Se considerarmos caldeiras elétricas de igual potência, então em termos de tamanho compacto e baixo peso, as caldeiras de íons são incomparáveis.

Esta é uma qualidade inegável - na verdade, a simplicidade da contração predetermina o tamanho pequeno. Isto é especialmente pronunciado em comparação com os modelos de indução, que são “famosos” pela sua solidez e dimensões consideráveis.

• Uma caldeira a eletrodo não requer procedimentos de aprovação durante a instalação, não necessita de chaminé ou ventilação adicional.

Não há como contestar isso, mas todos os equipamentos de caldeiras elétricas têm as mesmas vantagens, e os modelos de eletrodos não se destacam nesse aspecto.

• As caldeiras a eletrodo são creditadas com indicadores de eficiência literalmente “fabulosos” - supostamente seu consumo de eletricidade é quase metade do de outras caldeiras elétricas.

Em geral, todas as colas elétricas têm uma eficiência que tende a 100% - não há unidades de fricção, nem engrenagens mecânicas, não há absolutamente nenhuma remoção de produtos de combustão - toda a energia elétrica é convertida em energia térmica. Outra coisa é que, digamos, caldeiras que utilizam o princípio de aquecimento resistivo são mais inerciais, ou seja, necessitam de mais tempo para atingir o modo nominal, e no modo eletrodo a “aceleração” é muito mais rápida. Mas é improvável que haja quaisquer benefícios no futuro. Esperar algum tipo de “influxo de energia externa” simplesmente não é sério, uma vez que a lei fundamental da física sobre a conservação da energia não pode ser enganada.

• As caldeiras a eletrodo são seguras porque, se o líquido refrigerante vazar do sistema de aquecimento, não causarão superaquecimento e queima.

Esta propriedade deles é bastante óbvia. Se não houver água (refrigerante) no cilindro de trabalho, o circuito está simplesmente aberto e a caldeira não pode, em princípio, funcionar nessas condições.

• As caldeiras de íons são insensíveis às mudanças na tensão da rede elétrica.

Esta é uma afirmação bastante controversa, se não absurda. Observe qualquer aquecedor operando como um tipo resistivo - ele também é despretensioso a quedas de tensão, sua potência de aquecimento atual simplesmente diminui. Deste ponto de vista, uma caldeira a eletrodo não é muito diferente dela. E, em geral, uma tensão estável é necessária não tanto para o aquecedor, mas para a unidade de monitoramento e controle e equipamentos adicionais do sistema de aquecimento. Assim, em condições de instabilidade na rede elétrica local, ainda é difícil prescindir da instalação de um estabilizador.

A eletrônica precisa para controlar caldeiras de aquecimento requer uma tensão estável!

Leia mais sobre como funciona, como escolhê-lo corretamente entre a variedade colocada à venda em publicação separada em nosso portal.

• O aquecimento da água em uma caldeira a eletrodo é tão rápido que a pressão necessária é criada por si só, permitindo a circulação natural, sem o uso de bombas.

Isto é, obviamente, um equívoco profundo. Na verdade, imediatamente após a inicialização, este efeito pode ser expresso até certo ponto, mas quando o sistema atinge o modo de projeto, a diferença na densidade do refrigerante na entrada e na saída da caldeira não será diferente dos sistemas com outros modelos de dispositivos de aquecimento.

Uma bomba em um sistema, especialmente aquele equipado com caldeira elétrica, torna-se um elemento obrigatório - tal adição torna-o mais econômico e gerenciável. E o custo de alimentação da bomba não é comparável às perdas de energia que são desperdiçadas em vão para garantir a movimentação do refrigerante pelas tubulações em um sistema com circulação natural. Portanto, a bomba de eletrodo não cria nenhuma preferência nesse sentido.

• A compactação das caldeiras a eletrodo permite que sejam instaladas em sistemas de aquecimento existentes como fontes adicionais de energia térmica.

Sim, isso é praticado, e uma caldeira a eletrodo, dependendo da potência e das dimensões do modelo, pode ser instalada tanto na sala da caldeira quanto diretamente nos alojamentos, ao lado dos radiadores. Um dispositivo elétrico pode ser lançado “para ajudar” o principal, ou vir como “substituto” quando a fonte de calor principal necessita de algum tipo de pausa tecnológica ou de manutenção. Particularmente bem-sucedida é a utilização de caldeiras elétricas em conjunto com outras caldeiras com ligação comum a tanques tampão - o que permite acumular potencial energético durante o período da tarifa preferencial noturna.

Tanque tampão (acumulador de calor) - otimização do sistema de aquecimento doméstico

Acumular o calor gerado por uma caldeira a combustível sólido durante a combustão da lenha, ou elétrica durante uma tarifa preferencial, é uma forma direta de aumentar a eficiência de funcionamento do sistema de aquecimento. Como funciona e como abordar adequadamente a seleção desses equipamentos está em publicação separada no portal.

Se for usado um esquema misto usando um eletrodo e outra caldeira, então ou o refrigerante comum deve corresponder especificamente ao princípio de aquecimento do eletrodo, ou é usado um tanque tampão com um trocador de calor adicional que não permite a mistura de refrigerantes.

• A baixa inércia da caldeira a eletrodo simplifica muito o processo de ajuste preciso do sistema de aquecimento.

Uma afirmação muito controversa - quando combinada com sistemas de controle simples, isso só levará a ciclos de partida e parada mais frequentes, o que não é nada bom. Além disso, os eletrólitos tendem a alterar suas características elétricas quando aquecidos, e não de forma linear. Isso faz com que depurar adequadamente o sistema de aquecimento e controlá-lo com precisão não seja uma tarefa tão fácil. Caldeiras elétricas com elementos de aquecimento ou de indução parecem preferíveis neste aspecto.

• O funcionamento das caldeiras a eletrodo não agride o meio ambiente.

Esta propriedade é inerente a todas as instalações elétricas - não há emissões para a atmosfera. Mas, por outro lado, as caldeiras a eletrodo são ainda menos “seguras”; seus “irmãos” são uma questão da composição química do refrigerante utilizado, que muitas vezes contém substâncias muito tóxicas. O descarte desses líquidos deve ser feito por especialistas, de acordo com todas as normas, em nenhum caso devem ser descartados no solo ou na rede de esgoto.

• As caldeiras a eletrodo são famosas pelo seu baixo custo.

Mais uma vez, pareceria indiscutível, uma vez que o preço dos próprios aquecedores está, de facto, numa faixa muito acessível. Mas muitas vezes existe uma “armadilha de marketing” escondida aqui. Adicione ao custo da caldeira o preço da unidade de controle, sensores de temperatura, bomba de circulação - e o resultado geral será bastante comparável com, digamos, uma caldeira com elemento de aquecimento, em cujo layout todos esses componentes já estão fornecidos.

Você pode estar interessado em informações sobre quão eficaz

E sem dispositivos adicionais de monitoramento e controle, operar uma caldeira a eletrodo não é apenas não lucrativo, mas também muito perigoso: deixar descontrolado o processo de aquecimento extremamente rápido da água é o mesmo que plantar uma bomba cronometrada - mais cedo ou mais tarde ela definitivamente explodirá.

Portanto, ao comprar, você deve focar não apenas no amplamente divulgado baixo custo das caldeiras a eletrodo, mas também no nível de preço de todo o hardware necessário para seu funcionamento eficiente e seguro.

Desvantagens reais e imaginárias das caldeiras a eletrodo

Mesmo uma rápida olhada nos aspectos negativos atribuídos às caldeiras a eletrodo pode formar antecipadamente um preconceito contra tal sistema de aquecimento. Porém, tudo isso é justo? Vamos olhar um pouco mais fundo aqui também.

• O refrigerante deve ser sempre de alta qualidade, com composição química balanceada e devidamente selecionada.

Isso é verdade, e tal exigência às vezes causa muitos problemas. A composição deve proporcionar boa ionização, ter capacidade térmica suficiente, ampla faixa de temperatura de operação, ser segura sob todos os pontos de vista e não causar corrosão química ativa das partes metálicas do sistema. O líquido não deve ter uma resistência muito alta, caso contrário nenhuma corrente poderá fluir através dele. Em uma palavra, existem muitos critérios.

Pode ser muito difícil para um proprietário inexperiente escolher a composição ideal, mas uma composição preenchida “a olho” é bastante capaz, embora garanta o funcionamento do sistema em princípio, de reduzir drasticamente a sua eficiência, minimizando todas as principais vantagens de caldeiras de íons. Se levarmos em conta também o fato de que o refrigerante “envelhece” rapidamente e muda suas qualidades, exigindo substituição regular, então isso, é claro, em conjunto, levanta muitas questões sobre a facilidade de uso de tal sistema.

• O uso de caldeiras iônicas limita a escolha dos proprietários de radiadores de aquecimento

Uma censura completamente justa. Na verdade, radiadores de ferro fundido ou aço são contra-indicados para tais sistemas de aquecimento. Possíveis fenômenos de corrosão de metais ferrosos podem perturbar a composição química do refrigerante e reduzir suas qualidades eletrolíticas. Além disso, a capacidade térmica excessivamente elevada do ferro fundido, combinada com o grande volume interno dessas baterias, fará com que a caldeira a eletrodo funcione quase sem pausas, e você terá que esquecer a eficiência.

A melhor opção para essas caldeiras é. Os de alumínio de alta qualidade também funcionam. Mas não é recomendado o uso de radiadores baratos feitos de alumínio reciclado (geralmente feitos com tecnologia de extrusão) - o metal conterá muitas impurezas e esta circunstância perturbará muito rapidamente a composição química equilibrada do refrigerante.

• Outra desvantagem da mesma série é que tais caldeiras não devem ser utilizadas em sistemas de aquecimento abertos.

Tudo está correto - o livre acesso do ar atmosférico ao refrigerante pode, em primeiro lugar, aumentar drasticamente a sua corrosividade e, em segundo lugar, desequilibrar a composição química necessária do líquido.

• A água do sistema de aquecimento não deve ser utilizada para necessidades domésticas ou técnicas.

Não está claro por que isso é atribuído apenas às caldeiras a eletrodo? Nunca ocorreria a um bom proprietário tirar água do circuito de aquecimento, independentemente do tipo de caldeira que nele esteja instalada! Para tal, existem outras formas de obter água quente, por exemplo, instalando uma caldeira de aquecimento indireto. E a caldeira a eletrodo não difere das outras nesse aspecto.

• Um circuito que utiliza uma caldeira a eletrodo sempre apresenta requisitos especiais para um aterramento confiável.

É sim. A importância é grande do ponto de vista de que o próprio corpo das caldeiras a eletrodo é um dos eletrodos, ao contrário de todos os outros tipos de equipamentos. Se em outros dispositivos está na moda limitar-se à instalação de um RCD, neste caso tal medida será ineficaz, também pelas peculiaridades do princípio de funcionamento - o RCD será acionado constantemente devido a vazamentos inevitáveis. Isso significa que para garantir a segurança - apenas um aterramento confiável.

No entanto, para ser justo, notamos que geralmente é necessário um aterramento de alta qualidade para todos os aparelhos elétricos potentes. Portanto, isso não é, no sentido literal da palavra, uma desvantagem das caldeiras de íons, mas simplesmente se enquadra na categoria de requisitos aumentados para garantir a segurança de sua operação.

• O limite superior para aquecimento do refrigerante em sistemas com caldeiras a eletrodo é de 75 graus.

Todas as caldeiras têm um limite de aquecimento – é por isso que existem unidades de monitorização e controlo para monitorizar isso. Nas caldeiras a eletrodo, esse limite se deve ao fato de que em valores de aquecimento mais elevados, iniciam-se fortes mudanças nas características eletrolíticas do refrigerante, o que leva a um desperdício desnecessário de eletricidade sem qualquer produção térmica útil.

No entanto, para sistemas de aquecimento autónomos domésticos, este limite de temperatura é normalmente suficiente para um aquecimento eficaz das instalações.

• Os eletrodos das caldeiras de íons têm uma vida útil negativa, crescem rapidamente e precisam ser substituídos.

Muito controverso. Talvez essa conclusão tenha sido tirada pelos proprietários que usavam refrigerante de baixa qualidade, o que levou à rápida formação de incrustações. Em condições normais, os eletrodos duram muito tempo.

Mas mesmo que tenha chegado a hora de substituir componentes defeituosos (e isso acontece com absolutamente qualquer equipamento elétrico), essa operação não pode ser considerada particularmente cara ou complicada.

• A instalação de uma caldeira a eletrodo, a depuração e o lançamento de um sistema de aquecimento são procedimentos bastante complexos que requerem o envolvimento de especialistas.

Aqui seria necessário separar os conceitos. A instalação da caldeira no circuito de aquecimento, pelo contrário, é muito simples e direta. Mas quanto à depuração, infelizmente, temos que concordar com isso. É extremamente difícil avaliar corretamente a composição química do refrigerante e a eficiência operacional geral do sistema sem a experiência adequada e sem o equipamento necessário. Isso significa que você deve estar preparado para chamar anualmente especialistas para manutenção preventiva antes do início da estação de aquecimento.

Esperamos que as informações desta seção da publicação o ajudem a fazer uma avaliação equilibrada das perspectivas de instalação deste tipo de caldeira. Se, na opinião dos potenciais proprietários, as vantagens deste princípio de aquecimento superam as desvantagens existentes, então você pode escolher entre a variedade disponível no mercado. Mais sobre isso na próxima seção da publicação.

Visão geral do mercado russo de caldeiras a eletrodo

Ressalta-se que apesar da inconsistência na avaliação das caldeiras a eletrodo, sua popularidade é bastante elevada e até tende a crescer. Naturalmente, os fabricantes levam isso em consideração e apresentam um número considerável de modelos ao mercado russo. Vejamos as marcas mais populares em nossa área.

Caldeiras da empresa Galan

Esta é uma empresa de Moscou que se tornou pioneira na produção de equipamentos de aquecimento por eletrodo. Além disso, algumas informações sugerem que se trata de uma liderança no desenvolvimento de tecnologia inovadora - não apenas entre as empresas russas, mas também numa escala global mais ampla.

Os primeiros desenvolvimentos foram patenteados e colocados em produção em massa no início da década de 1990. Pode-se afirmar com alto grau de confiança que até hoje a marca Galan continua sendo uma espécie de “criadora de tendências” nesta área.

Se você fizer uma pesquisa na Internet sobre o tema “caldeira de eletrodo”, é quase certo que as primeiras linhas da lista de informações recebidas serão ocupadas por produtos Galan.

Preços da gama de caldeiras Galan

caldeiras galan

A moderna linha de aquecedores de eletrodos para sistemas de aquecimento é representada por três linhas de produtos. Cada um deles possui vários modelos de potência variada.

• Para grandes mansões, para prédios de apartamentos ou para aquecimento de grandes instalações comerciais ou públicas, são utilizadas caldeiras da linha Galan-Vulcan. Operam exclusivamente com fonte de alimentação trifásica e estão disponíveis em modelos de potência. 25, 36 e 50 kW.
• Linha de média potência – “Geyser”. Contém apenas dois modelos, com potência de 9 e 15 kW. Adequado para a maioria das casas de campo de médio porte.
• Por fim, os modelos mais compactos são os da linha “Ochag”, de 2 a 6 kW. Apesar do tamanho modesto e do peso de apenas “meio quilo”, afirmam ter um desempenho muito sério, suficiente para aquecer pequenas casas.

As próprias caldeiras de eletrodo Galan são um projeto comprovado e comprovado que foi produzido há muito tempo sem quaisquer alterações fundamentais significativas. Mas a automação para eles está em constante aprimoramento, reabastecida com novos modelos.

O pacote básico (cujos preços estão indicados na tabela) inclui a unidade de controle Navigator. Se desejar, você pode substituí-lo por um modelo mais avançado “Navigator KT+”, claro, com um custo adicional adequado.

Também são possíveis configurações mais caras e “sofisticadas”, incluindo termostatos digitais para alimentação e retorno, módulos de controle para bombas de circulação, termostatos ambientes remotos que monitoram a temperatura do ar nos ambientes, dispositivos adicionais de proteção e segurança operacional.

Vídeo: vídeo de apresentação sobre caldeiras de eletrodo Galan

Caldeiras de eletrodo marca "EOU"

Sob esta abreviatura encontra-se um nome muito simples e eloquente - “Sistema de aquecimento com poupança de energia”. Um produto de design e produção russa, popular em vários países próximos e distantes do exterior e com certificação internacional de qualidade.

A gama de caldeiras EOU é representada por duas linhas - modelos que funcionam em rede monofásica 220 V, com potência de 2 a 12 kW, e concebidos para alimentação trifásica de 380 V, com potência de até 120 kW. Curiosamente, a gama de modelos mantém as mesmas dimensões externas dos dispositivos – elas são mostradas na ilustração abaixo.

A tabela abaixo mostra as características da gama de modelos de caldeiras EOU projetadas para rede de alimentação monofásica, sendo as mais utilizadas para aquecimento de residências particulares de pequeno e médio porte.

O fabricante declara que o equipamento está pronto para operação sem problemas por 30 anos e, na primeira década, oferece garantia de fábrica.

Você pode estar interessado em informações sobre o que é

Caldeiras de eletrodo (ion) "Beryl"

Não é à toa que a palavra “iônico” está incluída no título desta subseção entre parênteses - este é justamente o caso já mencionado acima quando um fabricante faz uma gradação entre eletrodos e dispositivos iônicos de seu próprio projeto. Alguns modelos disponibilizam um sistema eletrônico especial para avaliação do estado quantitativo e qualitativo do meio iônico do refrigerante com o desenvolvimento de alterações adequadas ao modo de operação do equipamento.

A gama de modelos é apresentada em dois tamanhos padrão - respectivamente, para rede de alimentação monofásica (potência de 2 a 9 kW) e trifásica - até 33 kW. As dimensões das caldeiras são mostradas na ilustração abaixo:

Pode-se notar que as caldeiras deste fabricante possuem uma característica: a localização “espelho” da unidade de potência, ao contrário de outras marcas - está localizada na parte superior, ao longo do fluxo do refrigerante. A propósito, isso simplifica muito os trabalhos de instalação e manutenção, incluindo reconexão de fios ou até mesmo substituição da unidade de eletrodo por uma nova - tudo é muito mais acessível.

A tabela abaixo mostra o nível de preços dos diversos modelos de caldeiras Beryl e dos módulos de controle recomendados para as mesmas.

Aliás, em termos de equipamentos de controle, é essa empresa que está tentando dar o tom. O consumidor pode escolher entre módulos de controle manuais, semiautomáticos e totalmente automatizados. É possível ajustar os níveis de potência envolvidos em determinadas etapas, o que garante um funcionamento mais suave e econômico de todo o sistema.

Módulos de controle mais modernos monitoram o estado do sistema de aquecimento em tempo real e são equipados com unidades triac especiais e dispositivos de resposta PID. Tais sistemas de controle são capazes apenas de avaliar o desempenho atual dos sensores, mas também de prever a situação, ao mesmo tempo em que desenvolvem alterações corretivas ao modo de operação estabelecido da caldeira. Como resultado, tais modelos proporcionam um efeito muito significativo, estimado em 15-20%, de economia no consumo de energia sem perder o conforto do microclima criado nas instalações.

Caldeiras a eletrodo são um caso raro, mas muito agradável, ao escolher o modelo ideal, não há necessidade de procurar modelos estrangeiros - os equipamentos russos desta classe estão confiantemente na vanguarda. De todo o sortido importado, apenas podem ser mencionadas as caldeiras da empresa letã STAFOR, muito procuradas pelos nossos consumidores pela sua elevada fiabilidade e segurança operacional.

O fabricante completa seus produtos com as unidades de controle e monitoramento necessárias de seu próprio projeto. A linha também inclui um refrigerante de marca projetado especificamente para usinas de energia iônica, bem como um aditivo especial “STATERM POWER”, que permite ajustar com precisão a composição química do refrigerante para atingir a máxima eficiência da caldeira.