Typy moderních elektrokotlů: popis, schéma zařízení a provoz.
Trh topných systémů vám umožňuje koupit topné kotle jakéhokoli typu, od plynových a pevných paliv až po elektrické a elektrodové. O tom, které topné kotle jsou oblíbenější, elektrické nebo plynové, se můžete dohadovat dlouho. Tyto spory však budou zbytečné pro majitele domu, jehož dům se nachází tisíce kilometrů od plynovodu a elektrické vedení se nachází „poblíž“.
Trh topných systémů vám umožňuje koupit topné kotle jakéhokoli typu, od plynových a pevných paliv až po elektrické a elektrodové. O tom, které topné kotle jsou oblíbenější, elektrické nebo plynové, se můžete dohadovat dlouho. Tyto spory však budou zbytečné pro majitele domu, jehož dům se nachází tisíce kilometrů od plynovodu a elektrické vedení se nachází „poblíž“.
Podívejme se, co je na všech elektrokotlích pozoruhodné z pohledu spotřebitele.
V první řadě je to vysoká účinnost (faktor účinnosti). V tomto parametru se hodnoty pohybují kolem hodnoty 98 %. To je hodně a znamená to, že pouze 0,02 paliva se nespotřebuje na vytápění.
Za druhé, elektrické kotle jsou kompaktní. Bez složitých dílů a přídavných prvků v jejich konstrukci jsou tělesa elektrokotlů znatelně menší a některé typy elektrokotlů (elektrody) jsou obecně ultrakompaktní.
Za třetí, provoz elektrických kotlů je téměř tichý. To je důležitý parametr, mimo jiné pro výběr místa pro instalaci elektrokotle.
Za čtvrté, technologie ohřevu chladicí kapaliny v elektrickém kotli je poměrně jednoduchá a v důsledku toho je proces ohřevu snadněji ovladatelný. Z toho vyplývá přítomnost levné automatické regulace téměř u všech elektrických kotlů a také možnost samostatné montáže systémů řízení provozu kotle.
Za páté, při provozu elektrokotle nevznikají škodlivé spaliny, pro jejichž odstranění je navíc nutné vybudovat komínový systém prostupující konstrukcí domu.
Kladné vlastnosti elektrokotlů se však snaží převážit nad jedním z největších nedostatků, nebo ještě lépe nad jejich vlastností. Jedná se o potřebu dodatečného elektrického výkonu pro připojení elektrokotle. Podrobně jsem o tom psal v článku Elektrické vytápění venkovského domu, krátce to zde zopakuji.
Jakýkoli domácí spotřebič s výkonem vyšším než 7 kW vyžaduje povolení k připojení;
Obvykle je domu přiděleno standardních 5 kW výkonu, což zjevně nestačí pro normální provoz elektrického kotle, což znamená, že je třeba získat další výkon;
Kotle od 6 kW, a to je jen kotel pro 60metrový dům, budou s největší pravděpodobností vyžadovat výkon 380 Voltů, což bude představovat i určité administrativní překážky v podobě schvalování, povolení a přídělů.
S tímto problematickým aspektem je potřeba počítat, zjistit možnost a kroky řešení a teprve poté pořídit elektrokotel na vytápění domu.
Tím bohužel nevýhody elektrokotlů nekončí. Pro získání další kapacity přidáváme:
Vysoké náklady na elektřinu;
Potřeba nových rozvodů elektřiny v domě, případně nového elektrického vstupu do domu.
Tři typy moderních elektrokotlů
Dnes existují tři hlavní typy spotřebitelských elektrických kotlů:
Rozdělení podle typu vychází ze způsobu použitého v kotli pro ohřev chladiva (vody) topného systému.
Vytápění elektrickými kotli
U kotlů tohoto typu se k ohřevu chladicí kapaliny používají trubkové topné články (topné články). V podstatě se jedná o elektrické vodiče s velmi vysokým odporem. Elektrický proud protékající tělesem způsobuje jeho zahřívání, které se přenáší na chladicí kapalinu.
Samotné topné těleso je obklopeno dielektrickým materiálem a umístěno v kovové trubce různých tvarů. Připojovací kontakty jsou umístěny na koncích trubky. Samotná trubice (tělo topného tělesa) je elektricky bezpečná.
Na úrovni domácností jsou topná tělesa dobře známá ze starých varných konvic a přenosných ohřívačů vody.
Nevýhodou tohoto typu kotlů je stejná nevýhoda jako u kotlíku – tvorba vápna na povrchu topného tělesa a stěnách kotle. K této tvorbě vápna dochází při použití tzv. tvrdé vody. Proto se při údržbě kotle zavádí prvek čištění vápenných usazenin přidáváním různých přísad do chladicí kapaliny. Nebo se voda před použitím uměle upraví na normální úroveň tvrdosti 7–10 mEq. na litr
Hlavní způsoby změkčování vody jsou předvaření, destilace nebo použití speciálních filtrů. To je také potřeba vzít v úvahu před pořízením kotle typu s elektrickým topným tělesem.
Dalším problémem topného tělesa kotle může být únik chladicí kapaliny. Topné těleso, které není ponořeno ve vodě, se přehřívá a v důsledku toho vyhoří, což následně vede k požáru. Na automatizaci kotle proto není třeba šetřit a věnovat jeho automatizaci zvláštní pozornost.
Návrh topného tělesa pro topný kotel
Podívejme se na návrh kotlového topného tělesa na příkladu kotle Protherm “Skat” výkon 6, 9, 12,14,18, 21, 24,28 kW. Jedná se o model nástěnného elektrokotle s ekvitermní regulací.
Voda (chladivo) pochází z topného systému (šipka A), prochází hydraulickou skupinou (3), vstupuje do nádrže kotle. V něm je vytápěna třemi instalovanými topnými tělesy. Při zahřátí voda stoupá do horní části nádrže a vstupuje do zpátečky (přívodní potrubí B) topného systému.
Velmi jednoduché a srozumitelné schéma. Nejsou zde žádné složité hořáky, trysky, výměníky tepla, vše je jednoduché jako v samovaru. Ekvitermní regulace teploty spočívá v připojení externího teplotního čidla k řídicí skupině kotle.
Tento kotel může pracovat se systémem vytápěné podlahy připojením havarijního termostatu pro regulaci teploty kotlové vody. Hydraulická skupina kotle obsahuje dvourychlostní oběhové čerpadlo, které zajišťuje cirkulaci chladicí kapaliny.
Kotel má velkou ochranu:
Od zamrznutí chladicí kapaliny;
Od zamrznutí nepřímého topného kotle;
Ochrana čerpadla proti zaseknutí;
Pojistný ventil 3 bar.
Připojení elektrokotle je provedeno samostatnou skupinou elektroinstalace se samostatným jističem od elektropanelu. Průřez vodičů a jmenovité hodnoty jističů jsou uvedeny v tabulce (foto).
Mezi domácími spotřebiči v kuchyni a typy elektrokotlů jsou zajímavé paralely. V poslední době se objevily indukční elektrické sporáky a indukční kotle se objevily téměř současně.
Obě různá zařízení mají stejný princip činnosti – k ohřevu se nepoužívá elektrický proud jako takový, ale elektromagnetická indukce, která vzniká v cívce, když jí prochází proud.
Elektromagnetická indukce, obklopující jiný vodič s feromagnetickými vlastnostmi, způsobuje jeho zahřívání. V kuchyňském sporáku je tímto feromagnetickým vodičem nádobí v topném kotli, je to potrubí s cirkulujícím chladivem.
Nevýhody jsou stále stejné:
Usazeniny z tvrdé vody;
Je nutná seriózní ochrana proti úniku chladicí kapaliny.
Návrh indukčního topného kotle
Podívejme se jako příklad na návrh indukčního topného kotle s využitím indukčního kotle SAV.
Jedná se o jednočlánkový indukční kotel válcového vzhledu dodávaný s ovládací skříní. Doporučuje se doplnit systém o: oběhové čerpadlo, bezpečnostní skupinu, expanzní nádobu, průtokové čidlo a sítko, dále termostat a tepelné relé proti přetížení. Lze vybavit programátorem s GSM ovládáním.
Abychom dokončili první seznámení, podíváme se na schéma jeho jednofázového připojení, vizuálního a základního.
Indukční kotle se mohou skládat z několika topných sekcí. Příklad, vírový kotel „Vikhr“. Konstrukce indukčního kotle se skládá ze tří částí indukčního ohřívače, z nichž každá se skládá z:
teplosměnné kovové tělo;
se vstupním a výstupním potrubím;
svorkovnice v ochranné kovové krabici.
Souprava kotle obsahuje řídicí jednotku v podobě elektroskříně s jističi. Pro ochranu kotle před chodem nasucho je mezi oběhové čerpadlo a přívodní potrubí kotle instalován průtokový spínač.
Elektrodové topné kotle
Elektrodové topné kotle zná každý ze senzační reklamy kotlů Galan s jejich miniaturními rozměry.
To je pravda, elektrodové topné kotle lze srovnávat s průtokovými ohřívači vody, pouze v nich se voda ohřívá díky průchodu proudu chladicí kapalinou. V těchto zařízeních se chladicí kapalina sama ohřívá. Toho je dosaženo umístěním speciálních elektrod do chladicího média, které vybudí oscilace volných elektronů vody, čímž se voda ohřeje.
Elektrodové kotle se vyznačují:
Efektivita nákladů při instalaci NE litinových radiátorů;
Bezpečnost. Nefungují v nepřítomnosti vody;
Automatické zapínání/vypínání na základě teplotních čidel.
Nevýhody těchto kotlů:
Výkon nelze nastavit, pouze zapnout/vypnout.