Электродный нагрев

Электродный способ применяют для нагрева воды, молока, фруктовых и ягодных соков, сочных кормов, почвы, бетона и др. Материал, помещенный между электродами, нагревается за счёт электрического тока, протекающего через него от электрода к электроду. При этом происходит прямой нагрев: сам материал является средой, в которой электрическая энергия преобразуется в тепловую. Электродный нагрев представляет собой простой и экономичный способ нагрева материалов, не требующий ни понижающих трансформаторов, ни специальных нагревательных приборов из дорогостоящих сплавов. Для электродного нагрева, во избежание электролиза, используют только переменный электрический ток.
Особенностями электродных устройств являются зависимость теплопроизводительности от удельного электрического сопротивления нагреваемой жидкости и ограничение напряженности поля вследствие возможного электрического пробоя и разложения жидкости.
Электродные аппараты классифицируют по следующим признакам:

• 
  по числу фаз питания - одно- и трёхфазные;
  
• 
  по конструктивным особенностям - одно- двух- и трёхбакового исполнения, с цилиндрическими, трубчатыми, плоскими, спиралевидными и секторными электродами;
  
• 
  по напряжению сети - низкого (380 В) и высокого (6 кВ и выше) напряжения;
  
• 
  по способу регулирования мощности - с подвижными элементами из диэлектрического материала, с подвижными нулевыми электродами, со ступенчатым переключением электродов.
  

Наибольшее применение находят трехфазные однобаковые конструкции низкого напряжения с трубчатыми, цилиндрическими или секторными электродами, с плавным регулированием мощности, осуществляемым с помощью подвижных элементов из диэлектрических материалов или нулевых электродов (водонагреватели) или путём изменения глубины погружения электродов в котловую воду (парогенераторы).
Разработана серия трёхфазных электродных водонагревателей низкого напряжения (380 В) мощностью 25, 60, 100, 250, 400 и 1000 кВт. Водонагреватели рассчитаны для работы на воде с удельным электрическим сопротивлением 30 Ом-м при 20ºС. Допускается отклонение удельного сопротивления в пределах 10-50 Ом-м. Номинальному температурному режиму работы соответствуют 70ºС на входе в водонагреватель и 95ºС на выходе. Максимально допустимая температура воды на выходе составляет 130ºС. Водонагреватели могут работать как в системах атмосферного типа, так и в системах с избыточным давлением. Мощность первых трёх типоразмеров водонагревателей регулируется в пределах 10-100%, остальных - в пределах 20-100%.
В сельском хозяйстве применяются проточные и непроточные, однофазные и трёхфазные электродные водонагреватели с различными типами электродных систем: пластинчатой (рис. 4.1), коаксиальной (рис. 4.2), стержневой (рис. 4.3).
Водонагреватель представляет собой металлический бак, внутри которого находятся электроды. Напряжение к ним подводится через проходные изоляторы, установленные на крышке бака. В качестве материала для электродов используется титан, нержавеющая сталь, электротехнический графит и др. Электроды выполняют лишь функцию подвода электрического тока к нагреваемой среде, а сами электрическим током не нагреваются.
При работе электроводонагревателя на его корпусе может возникнуть опасный потенциал, поэтому корпус водонагревателя должен быть заземлён.