Для электронагрева воды применяются проточные, аккумуляционные, электродные водонагреватели и электрические парогенераторы.
Промышленные элементные непроточные и проточные водонагреватели, оснащённые трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), применяют при невысоких расходах горячей воды. Они имеют небольшую мощность, просты по устройству, достаточно электробезопасны, поэтому могут обслуживаться неквалифицированным персоналом.
Аккумуляционные водонагреватели используют в открытых системах водоразбора при неравномерном графике потребления горячей воды. Проточные элементные водонагреватели применяют в системах поения животных, приготовления кормов, для обогрева небольших помещений и др.
Электронагрев воды осуществляется элементными и электродными водонагревателями. Элементные непроточные и проточные электронагреватели оснащают трубчатыми электронагревателями (ТЭНами) и применяют при невысоких расходах горячей воды. Они имеют небольшую мощность, просты по устройству, достаточно электробезопасны.
Непроточные водонагреватели используют в открытых системах водозабора при неравномерном графике потребления горячей воды.
Проточные (быстродействующие) элементные водонагреватели применяют в системах поения животных, приготовления кормов, для обогрева небольших помещений.
Электродные водонагреватели имеют сравнительно большую мощность и предназначены для работы в замкнутых системах, т.к. приоткрытом водозаборе электроды быстро покрываются отложениями накипи и быстро выходят из строя.
Электродные паровые котлы используют для получения пара. Электродные водонагреватели и котлы представляют более высокую по сравнению с элементными степень электробезопасности.
Аккумуляционные водонагреватели САОС, САЗС, ЭВ-150. Условное обозначение: С – нагрев сопротивлением, А – аккумуляционный, ОС – открытая система, ЗС – закрытая система, Э – электрический, В – водонагреватель, 150 – вместимость резервуара, л.
Предназначены для нагрева и хранения горячей воды. Представляют собой металлический теплоизолированный резервуар, внутри которого установлены один или два (объем резервуара 800 л и более) нагревательных блока. В водонагревателях САОС и ЭВ-150 горячую воду вытесняют через верхний патрубок подачей холодной воды из водопровода.
В САЗС (рис. 1) горячую воду перекачивают насосом по замкнутой системе поения или отопления. Потери воды восполняют из водопровода за счет естественного притока через обратный клапан. Максимальная температура воды 90оС. Температуру воды в резервуарах САОС и САЗС поддерживают с помощью терморегулятора.
Рисунок 1. Водонагреватель САЗС – 400/90 - И1: 1 – датчик температуры воды в системе водоснабжения, 2 – вставка изолирующая, 3 – термометр, 4 – кожух, 5 – термоконтактор аварийной защиты, 6 – резервуар, 7 – ящик управления, 8 – теплоизоляция, 9 – датчик температуры воды в водонагревателе, 10 – блок нагревательный, 11 – вентиль, 12 – клапан обратный, 13 – клапан избыточного давления,14 – пробка слива, 15 – агрегат электронасосный.
Проточный элементный водонагреватель ЭВ-Ф-15 (рис. 2). Состоит из водонагревателя и шкафа управления. Температуру воды регулируют ее подачей и контролируют по термометру. При 75…80оС термореле отключает водонагреватель от сети. В автоматическом режиме работы водонагреватель включается через 15…45с после включения в сеть.
Рисунок 2. Водонагреватель ЭВ-Ф-15: 1 – крышка, 2 – кожух, 3 – корпус, 4 – трубчатые водонагреватели, 5 – клапан обратный, 6 – клапан избыточного давления, 7 – термореле, 8 – термометр.
Проточный индукционный водонагреватель ПВ-1, представляет собой трехфазный понижающий трансформатор. Первичная обмотка выполнена медным проводом, вторичная изготовлена из стальной трубы диаметром 20 мм и электрически замкнута накоротко.
Токи, достигающие тысяч ампер, нагревают вторичную обмотку, которая отдает теплоту воде, протекающей внутри нее. Температуру воды регулируют подачей. Электрическая схема содержит защиту от перегрева воды (термометр манометрический) и понижающего трансформатора (устройство УВТЗ - 1).
Электродные водонагреватели предназначены для нагрева воды в централизованных системах горячего водоснабжения технологических процессов, отопления и вентиляции различных сельскохозяйственных объектов.
Водонагреватели классифицируют:
- по рабочему напряжению - низковольтные (0,4 кВ), высоковольтные (6 и 10 кВ),
- по исполнению электродов – пластинчатые, кольцевые, цилиндрические,
- по способу регулирования мощности – изменением активной поверхности рабочих электродов, изменением активной поверхности регулирующего электрода, изменением межэлектродного расстояния,
- по виду привода регулятора мощности – ручной, электрический. Электродные водонагреватели относят к установкам прямого электронагрева сопротивлением.
Электрическая энергия преобразуется в теплоту при протекании электрического тока через воду, находящуюся между токоподводящими электродами.
Электродный водонагреватель типа ЭПЗ. Имеет два исполнения, отличающиеся приводом механизма регулирования мощности (И2 – ручной, И3 – электрический привод). Конструктивная схема электродов зависит от мощности водонагревателя.
Вода заполняет пространство, образованное фазными и регулирующими электродами. Ток протекает от электродов одной фазы через воду по регулирующему металлическому электроду, затем через воду и к электродам другой фазы. Мощность водонагревателя регулируют изменением площади активной поверхности регулирующего электрода.
Электродный водогрейный котел КЭВ-0,4 (рис. 3) изготавливается с пластинчатыми электродами и предназначен для нагрева воды с удельным сопротивлением выше 10 мОм. Мощность регулируют от 25 до 100% от номинальной изменением активной высоты электродов за счет перемещения в межэлектродном пространстве регулирующих пластин, выполненных из диэлектрика. Привод регулятора мощности может быть ручным или электрическим.
Рисунок 3. Электродный водогрейный котел КЭВ – 0,4: 1 – корпус, 2 – пластины диэлектрические, 3 – опоры, 4 – фазные электроды, 5 – перемычки, 6 – пробка слива, 7 – узел токоподвода, 8, 9 – входное и выходное отверстия для воды, 10 – патрубок для выпуска воздуха, 11 – механизм перемещения диэлектрических пластин.
Электрические парогенераторы предназначены для получения насыщенного пара с избыточным давлением до 0,6 МПа. Их применяют для обеспечения технологических потребностей, а также в системах горячего водоснабжения и отопления.
В основном парогенераторы относятся к установкам прямого электронагрева сопротивлением, их принцип действия и устройство аналогичны электродным водонагревателям. Классификация парогенераторов сходна с классификацией электродных водонагревателей.