Методы охраны емкостных водонагревателей от разрушающего влияния воды

20 Янв 2015 | Автор: | Комментариев нет »

Методы охраны емкостных водонагревателей от разрушающего влияния водыКонструкция, принцип влияния емкостных водонагревателей. Главные причины поломки. Методы охраны от коррозии. Воспитание накипи, понижение кпд водонагревателя. Устранение воспитания накипи

Конструкция, принцип операция емкостных водонагревателей, целевое употребление

В предшествующих статьях были рассмотрены методы организации тепловых узлов горячего водоснабжения (ГВС) на основе применения всевозможных водонагревателей. При всем многообразии по типу поведения водонагреватели разделяются всего на два на подобии – емкостные и проточные (они же аккумулирующие, другими словами накопительные). Конструкции и принципы поведения всевозможных водонагревателей тоже рассматривались в масштабах этих статей. Напомним главные активные отличительные черты и принципы поведения водонагревателей.

Проточные водонагреватели используются при наличии мощности, какая может быть обеспечить пиковое водопотребление. К достоинствам этих водонагревателей вполне можно отнести их компактность, недостатков буквально нет, помимо 1-го – смонтированная мощность проточного водонагревателя должна отвечать потреблению максимального пикового часа. Так, например: для пикового расхода 12 м3/ч необходим проточный водонагреватель (так, например, пластинчатый теплообменник) тепловой мощностью 0,6 Гкал/ч, либо 698 кВт.

Это требование не все время выполнимо, так, например, при реконструкции уже существующего объекта, на котором по новым условиям требуются добавочные мощности на ГВС, либо на новостройке в уже заселенном месте, где тепловые (либо электронные) сети не имеют запаса по подключению добавочных мощностей. В таком случае введение добавочных мощностей ГВС имеет своим результатом тотальную реконструкцию снабжающих тепловых сетей. Именно для этих требований и подходят тепловые узлы ГВС на основе емкостных водонагревателей.

Аккумулирующие водонагреватели при меньшей смонтированной мощности накапливают во внутреннем теплоизолированном баке нужное количество воды, обеспечивающее пиковый расход. Это их главное преимущество – аккумулировать тепло в качестве теплой воды при что же касается не очень большой часовой мощности. Оттого, что на основном количестве объектов пиковое водопотребление носит не безостановочный, а циклический характер, то зачастую добавочных лимитов на отпуск тепла для ГВС не потребуется. За 3–4 ч на не очень большой тепловой мощности вполне можно аккумулировать и подготовить теплую воду для полного максимального пика. Понятно, что аккумулятор теплой воды должен иметь объем, обеспечивающий максимальное пиковое потребление.

В данном событии скрывается не очень большой недостаток – аккумулирующему водонагревателю потребуется колоссальне места в тепловом узле, чем проточному. В следствии этого аккумулирующие водонагреватели индустриальных объемов в большинстве случаев изготавливаются в качестве цилиндра диаметром 1–2 м и высотой 1,5–3 м, для того, чтобы они занимали меньшую площадь пола. Вполне можно применить почти все принципы




энергоресурсосбережения, используя аккумулирующие водонагреватели:

* аккумулировать теплую воду нужного объема с использованием меньшей, чем задано проектом, мощностью;
* минимизировать потери аккумуляции с помощью эффективной теплоизоляции;
* при наличии вмонтированных в бак комбинированных нагревателей использовать «бросовое» тепло.

Конструкция и принцип операция этих водонагревателей буквально идентичны вне зависимости от производителя. Это внутренний бак, безопасный от тепловых потерь эффективной теплоизоляцией (пенополиуретаном, полиуретаном, минватой или абсолютно любой термически стойкой теплоизоляцией), в котором скапливается теплая вода. В бак встроены нагреватели воды.

В зависимости от вида поставляемого энергоносителя для нагрева воды применяются топливные горелки, вмонтированные водяные или паровые теплообменники, электронные трубчатые нагреватели. Почти все производители делают предложение комбинацию из этих нагревателей: один в ход идет как ведущей источник нагрева, прочей – как запасный. Для применения в схемах ГВС утилизированного тепла (так, например, от кондиционеров) в аккумулирующие водонагреватели встраиваются теплообменники или эксплуатируются наружние пластинчатые.

Наиболее встречаемые причины поломки емкостных водонагревателей

Основными причинами, сокращающими срок службы емкостного водонагревателя и приводящими к поломке, являются коррозия, а еще накипь, в следствии какой снижается кпд прибора.

Перед тем как в деталях рассматривать эти причины, необходимо остановиться на ряде качествах воды. Вода – не только лишь формирующая всех живых организмов и всего живого, это в одно и тоже время электролит (электропроводящий раствор) и многофункциональный растворитель.

При наличии в том числе не очень большого электрического поля в воде емкостного нагревателя обязательно будут протекать гальванические токи. Вдобавок, вода как многофункциональный растворитель растворяет в том числе то, что не может быть растворить подобная враждебная среда, как кислота. И ежели в емкости нагревателя присутствуют хотя бы два всевозможных металла, то оба металла будут транслировать свои ионы электролиту, другими словами воде.

Если бы электромагнитное поле было повседневным, а раствор электролита не пополнялся, то в таком случае наступил бы отрезок памяти равновесия – раствор электролита стал бы насыщенным и все ионы перешли бы в раствор и на противоположно заряженные электроды. Но оттого, что в емкостных водонагревателях вода обновляется, то коррозия ввиду постоянного переноса ионов в электролит будет все время.

Виды коррозии и методы охраны емкостных водонагревателей

Итак, 1-я причина, сокращающая срок эксплуатации емкостного водонагревателя, – это коррозия, напрямую связанная со свойствами воды.

Гальваническая коррозия

Некоторый вид коррозии, возникающий в том числе без электромагнитного поля, другими словами во всех водонагревателях, в том числе неэлектрических. Эта коррозия происходит по причине прямого контакта в электролите 2-х всевозможных металлов. Металл, который имеет взрослый негативный потенциал, разрушается быстрее. Железо имеет потенциал –0,63 В, медь –0,2 В. При соединении железа с медью
разрушаться будет железо, в том числе при отсутствии воды как электролита.

Если металлы соприкасаются с водой, разламывание будет к тому же более быстрым, потому что вода представляет собой хорошим электролитом. В следствии этого так важно при гидравлической обвязке водонагревателя использовать трубы и фитинги из такого же металла, к которому они присоединяются (табл. 1).

Таблица. Потенциалы немногих металлов, наиболее довольно часто применяемых в водонагревателях и гидравлической обвязке

Методы охраны емкостных водонагревателей от разрушающего влияния воды

Как вариант применяют пластмассовые трубы и фитинги если соблюдать условие, что они подойдут по параметрам температуры воды и давления в магистралях.

Электролитическая коррозия

Если разнородные металлы содержатся в некой емкости с водой, возникает электролитическая коррозия, в том числе если металлы не контактируют друг с другом, поскольку вода – электролит и ионы металла сообщаются в раствор электролита. Тогда металл, который имеет великий негативный потенциал, делается анодом; металл, который имеет меньший негативный потенциал, выступает в роли катода. В ходе коррозии анод имеет огромную тенденцию к переходу в раствор электролита, чем катод. К слову, на данной же теоретической базе и основана анодная защита водонагревателей. Это самая распространенная защита исполняется путем установки внутрь емкости металла с огромным электроотрицательным потенциалом. Как правило применяют магний, алюминий и их сплавы, поскольку они развивают в растворе электролита (воды) наибольший потенциал в отличие от металлов, из каковых производятся внутренние емкости водонагревателей. Следовательно, анод будет обеспечивать электронами корпус емкости и нагревателя, и коррозия будет переноситься с металла емкости на анод, какой со временем разрушится. Таковой анод довольно часто называют жертвенным. В следствии этого анод изготавливается быстросъемным, рекомендуется время от времени его проводить проверку.

Если рассматривать подвергшуюся коррозии внутреннюю емкость аккумулирующего водонагревателя, освобожденного от теплоизоляции, то в участке, где внутренняя емкость соприкасалась при помощи точечной сварки с поддоном оболочки (на стыке 2-х разнородных металлов), вполне можно увидеть сквозное ржавление. Это произошло именно в данном событии участке, оттого, что флюс сварки включал в себя несоответствующий металл, а жертвенный анод к этому часы уже имел огромный износ и не был вовремя заменен.

Наименее склонны к коррозии водонагреватели, корпус каких сделан из нержавеющей стали или покрыт чистейшей листовой медью. Это ведущей принцип, которым необходимо руководствоваться в момент выбора водонагревателя. В большинстве случаев, на водонагреватели, исполненные из нержавейки и меди, производители дают беспрецедентно огромные временные рамки гарантий на внутренний бак емкости.

Защита
внутренней емкости водонагревателя от коррозии

Защита, именуемая барьерной, используется всеми производителями, выпускающими водонагреватели из привычной стали. На внутреннюю поверхность бака наносится состав, поддерживающий первоклассное электронное противодействие на поверхности. Это ограничивает доступ ионных частиц к подверженному коррозии металлу, а еще доступ кислорода, какой принимает участие в катодной электрохимической коррозии, оттого, что внутренняя, соприкасающаяся с водой поверхность бака выступает в роли катода. В следствии этого подобная защита от случая к случаю именуется катодной.

Для защитных устланный внутренних плоскостей стальных баков применяются неметаллические вещества, содержащие хорошее противодействие: эмали, кремнеорганические воссоединения, стеклофарфор, многокомпонентные неорганические и органические воссоединения. Подобный способ вместе с жертвенным анодом дает возможность продлить срок эксплуатации внутреннего бака-аккумулятора, обезопасив его от сквозного ржавления. Но так или иначе это когда бы то нибыло произойдет.

Пока что не существует 100 процентной барьерной охраны вследствие любых тепловых возрастаний у металла и барьерного укрытия. Если циклы нагрева сменяются полным опустошением бака, в котором морозная вода быстро заменяет лихорадочную, то укрытие очень быстро растрескивается. Через микротрещины вода все же достигает железной поверхности, и коррозии не избежать.

Потому аккумулирующие водонагреватели, баки каких изготовлены из цельного металла, мало- подверженного коррозии, служат не один десяток лет. Это баки из нержавеющей стали и меди. Таковые аккумулирующие водонагреватели дороже, но при таком варианте расходы оправданны.

Воспитание накипи и уменьшение кпд водонагревателя

Это два взаимосвязанных понятия. Воспитание накипи, снижающей теплопередачу водонагревателя, представляет собой одной из популярных причин выхода оборудования из строя. Накипь образуется при службе водонагревателя с так именуемой жестокой водой, имеющей соли магния и кальция, какие при нагревании выпадают в неумолимый осадок. С самого начала данный осадок нежний и пористый, но с течением периоды накипь, захватывая микрочастицы глины и силикатов, трансформируется в неумолимое воссоединение, похожее на керамику. Эти отложения непросто удалить, и постепенно проблема делается трудноразрешимой.

Рассмотрим механизм становления накипи подробнее чтобы осмысливать, что делается с водонагревателем и какими методами вполне можно оказывать сопротивление процессу.

При нагреве безжалостной воды образуются осадки солей магния и кальция. При всем при этом, чем выше температура воды, тем значительне осадок, какой внутри нее образуется. Опытным путем было установлено, что количество накипи, образующейся при температуре воды в пределах 80 °С, в семь раз превышает количество накипи при температуре нагрева до 60 °С. Понятно, что величайшие отложения образуются на поверхностях, какие нагревают воду, оттого, что это, наверное, самая лихорадочная часть в аккумулирующем водонагревателе. В электронных водонагревателях максимальные отложения образуются на трубчатых электронагревательных частицах. Затвердевшая накипь имеет погожие теплоизолирующие свойства. У нагревательного
элемента, покрытого такими отложениями, делается меньше способность нагревать находящуюся вокруг его воду. Отсюда и сокращение кпд нагревающей части, так же ведущее к перерасходу энергоносителя. Расследования этого процесса показывают, что накипь полнотой 3 мм снижает теплопередачу на 25–30% (в зависимости от того, которой энергоноситель в ход идет), это приводит к перерасходу энергии. И в итоге огромное количество накипи приводит к богатой изоляции нагревательного элемента от воды, нагревающая часть во внутренней емкости перегревается и ломается.

Методы предотвращения накипи

Существует некоторое количество методов, дающих возможность сражаться с негативными процессами, связанными с образованием накипи.

Как упоминалось выше, толщина слоя накипи находится в зависимости от температуры воды. Если практически никакие альтернативные методы охраны недостижимы, необходимо не греть воду выше 65 °С. Недостаток таковой несложной превентивной охраны состоит нет никаких сомнений в том, что доводится аккумулировать меньшее количество теплой воды по причине сокращения ее температуры. Тогда потребуется помимо прочего время от времени убирать неумолимые отложения на нагревательном частице емкости. Почти все производители нагревательные частицы делают быстросъемными – на резьбе или на фланцевых воссоединениях.

Есть специально созданные для жестокой воды аккумулирующие водонагреватели, в каких изолирована нагревающая часть от расходной теплой воды. Конструкция являет из себя двойной бак (рис. 2). 1-й нижний бак – изолированный от расходной теплой воды нелюдимый контур, в каковый погружены нагреватели. Данный нагревающий воду замкнутый бак располагается под основным баком, в котором и нагревается расходная вода. Подобный принцип нагрева вполне можно сравнить с знаменитым способом нагрева воды на «водяной бане». Вполне достаточно отличная конструкция чтобы на много времени забыть о задаче накипи. Вдобавок, если время от времени использовать умягчители воды для промывки расходного бака от отложений, то таковой емкостной водонагреватель прослужит весь гарантированный срок.

Рис. 2. Конструкция емкостного водонагревателя для безжалостной воды

Методы охраны емкостных водонагревателей от разрушающего влияния воды

1 – выход лихорадочней расходной воды; 2 – термостат (или указательный термометр); 3 – патрубок входа контура нагревающего бака; 4 – подача прохладной воды; 5 – патрубок выхода контура нагревающего бака; 6 – электронные трубчатые нагревательные частицы, вмонтированные в нагревающий бак

Установка умягчителя воды или устройства для исключения гидрокарбонатов магния и кальция – эффективный и зачастую уникальный способ предотвращения формирования накипи.

В последние несколько месяцев все гигантское распространение получили так именуемые магнитные поляризаторы, абсорбирующие на личной поверхности растворенные в воде соли магния и кальция до
поступления их в бак. Подобный поляризатор имеет магнитное поле не очень большого отрицательного потенциала, дающее возможность удерживать на поверхности растворенные в воде анионы (Са+ и Mg+).

Еще один способ борьбы с накипью заключается в увеличении скорости потока грубой воды настолько, для того, чтобы все с самого начала нежние отложения вымывались. И чем жестче вода, тем скорость потока обязана быть выше. Вспомним конструкцию пластинчатого теплообменника: для повышения скорости используется характерная конфигурация каналов, по которым идет расходная вода. Ламинарный поток расходной воды для повышения скорости терпит крушение на некоторое количество турбулентных потоков. Однако, для того, чтобы теплообмен был более эффективным при высочайших скоростях, используется метод встречных потоков расходного и нагревающего контуров. Как не прискорбно, для емкостных водонагревателей подобный метод охраны неприменим, оттого, что вода в них плавно подогревается в режиме накопления, другими словами в буквально неподвижном состоянии.

Выводы

Для емкостных водонагревателей существуют две опасности, сокращающие срок их работы: коррозия и накипь. Самый-самые верные водонагреватели, противостоящие коррозии, это цельнометаллические приборы из нержавеющей стали или стальные, укрытые изнутри абсолютной листовой медью. Вмонтированные в них водонагревательные частицы помимо прочего обязаны быть воплощены из меди или нержавейки.

Если для предприятия таковые водонагреватели неоправданно дороги, следует делать выбор стальные водонагреватели с наиболее стойкими к термическому возрастанию внутренними барьерными покрытиями. При использовании постоянных стальных водонагревателей с внутренним барьерным покрытием необходимо присутствие жертвенного анода. Тогда необходимо быть готовым к тому, что доведется довольно часто проводить проверку его сословие – примерно раз в полгода и при необходимости заменять его.

Если применяемая вода обладает особой жесткостью, лучшим из лучших способом обезопасить водонагреватель от разрушительных следствий накипи будет заблаговременная водоподготовка с умягчителем воды или магнитным поляризатором. Поэтому из воды удаляются все инициаторы выхода в свет накипи до поступления ее в емкость. Вмонтированные в емкость нагреватели обязаны быть быстросъемными, что даст возможность при необходимости проводить плановую ревизию и очистку их от накипи.

При службе водонагревателя необходимо в положенный срок обращать внимание на повышение часы нагрева воды. Если время нагрева стало значительне, из этого можно сделать вывод, что встроенный нагреватель уже имеет неумолимые отложения накипи. Тогда необходимо демонтировать нагреватель и очистить его поверхность от отложений механическим способом. Важнейший метод охраны – выбор модели водонагревателя, специально разработанной производителем для безжалостной воды.

Вячеслав ПШЕНИЧНИКОВ
инженерний директор Команды корпораций «Нортех»,
эксперт по энергосбережению в отоплении и ГВС

Здесь вы можете написать комментарий к записи "Методы охраны емкостных водонагревателей от разрушающего влияния воды".

* Обязательные для заполнения поля

Twitter-новости
Наши партнеры
Читать нас
Связаться с нами
Наши контакты

О сайте

Мы размещаем на бесплатной основе хорошие статьи навсегда!