Электротеплоснабжение является одной из форм централизованного теплоснабжения потребителей. Преимущества электроэнергии - простота конструктивного исполнения электроотопительных приборов, возможность точного поддержания температурного режима в отапливаемых помещениях и экономия в связи с этим первичных энергетических ресурсов у потребителя, более широкие возможности автоматизации процесса - позволяют при помощи электрических схем теплоснабжения реализовать и определенные преимущества, характерные для индивидуальных систем теплоснабжения, прежде всего их мобильность. Одним из элементов в схемах электротеплоснабжения являются котлы водогрейные электрические, работающие по принципу прямого преобразования электрической энергии в тепловую.
Трехфазные электродные водогрейные котлы применяются для отопления и горячего водоснабжения крупных зданий и небольших поселков. Котлы на напряжение 0,4 кВ выполняются с пластинчатыми электродами, наиболее приемлемыми для воды с низкой удельной электропроводностью.
Устройство электродного водогрейного котла регулируемого напряжением 0,4 кВ, мощностью 100 - 500 кВт описывается следующим образом. Внутри цилиндрического корпуса установлены электроды, напряжение к которым подается через проходные изоляторы, укрепленные на днище котла. Нагрев воды происходит при движении между плоскими электродными пластинами при протекании через нее электрического тока. Регулирование мощности осуществляется изменением протекающего через воду электрического тока при помощи диэлектрических пластин (антиэлектродов), собранных в пакет и входящих в зазоры между электродными пластинами.
Мощность электрических водогрейных котлов рассчитана на определенное удельное сопротивление воды при 20 ° С.
Электродные водогрейные котлы на напряжение 6 - 10 кВ изготовляются с цилиндрическими и кольцевыми электродами. Котлы с цилиндрическими электродами применяются при высоком удельном сопротивлении воды.
Цилиндрический корпус электродного водогрейного котла имеет входной и выходной патрубки для воды. Крышка и днище в зависимости от диаметра корпуса и рабочего давления в котле выполняются либо плоскими, либо эллиптическими.
В днище устанавливаются вводы фазных электродов. Фазные электроды представляют цилиндрические стержни определенных длины и диаметра, к которым подводится напряжение по токоведущим шпилькам изоляторами. Каждый фазный электрод коаксиально окружен нулевым электродом. Все нулевые электроды приварены к диафрагме, которая разделяет полость котла на две части между входным и выходным патрубками и направляет поток воды в кольцевые зазоры между фазными и нулевыми электродами, в которых происходит ее нагрев.
В нижней части нулевых электродов крепятся фторопластовые втулки, служащие для равномерного распределения воды по фазам и для защиты от износа узлов уплотнения между фазным электродом и проходным изолятором.
Мощность электрического котла регулируется вертикальным перемещением фторопластовых экранов, расположенных коаксиально относительно фазных и нулевых электродов, которые жестко закреплены на крестовине, связанной с электроприводом. Перемещение фторопластовых экранов относительно фазных электродов изменяет их активную площадь и, как следствие, мощность котла.
Котлы с кольцевыми электродами применяются для нагрева воды с низким удельным сопротивлением. Внутри котла между днищем и диафрагмой установлены три фторопластовые камеры с отверстиями в нижней части для прохода воды в межэлектродное пространство. Размещенные в камерах фазные электроды выполнены из концентрических стальных колец, соединенных между собой сваркой. Нулевые электроды, расположенные над фазными, выполнены аналогично фазным.
Нулевые электроды закреплены жестко на подвеске, связанной с электроприводом. Регулирование мощности осуществляется электроприводом за счет изменения расстояния между фазным и нулевым электродами. Минимальный зазор между электродами устанавливается расчетом.
