Андрей Смирнов
Время чтения: ~18 мин.
Просмотров: 0

Зачем нужен магниевый анод в водонагревателе

Анод в электрохимии

При процессах электролиза (получение элементов из солевых растворов и расплавов под действием постоянного электрического тока), анод — электрически положительный полюс, на нём происходят окислительно-восстановительные реакции (окисление), результатом которых, в определённых условиях, может быть разрушение (растворение) анода, что используется, к примеру, при электрорафинировании металлов.

Аноды — множественное число слова «анод»; эта форма применяется преимущественно в металлургии, где применяются аноды для гальваники, используемые для нанесения на поверхность изделия слоя металла электрохимическим способом, либо для электрорафинирования, где металл с примесями растворяется на аноде и осаждается в очищенном виде на катоде. Основное распространение получили аноды из цинка (бывают сферические, литые и катаные, чаще используются последние), никеля, меди (среди которых отдельно выделяют медно-фосфористые, марки АМФ), кадмия (применение которых сокращается из-за экологической вредности), бронзы, олова (применяются при производстве печатных плат в радиоэлектронной промышленности), сплава свинца и сурьмы, серебра, золота и платины. Аноды из недрагоценных металлов применяются для повышения коррозионной стойкости, повышения эстетических свойств предметов и др. целей. Аноды из драгоценных металлов применяются гальваническим производством для повышения электропроводности изделий и др.

Кроме принудительной организации полезных электрохимических процессов, аноды применяются и для защиты от последствий нежелательных, побочных электрохимических процессов.

Когда менять анод протекторной защиты бойлера

На поверхности магниевого анода через год эксплуатации видна коррозия — окислы, которые осыпаются и постепенно растворяют, разрушают электрод . В результате, длина и диаметр анода уменьшились.

По мере эрозии, аноды подлежат регулярной замене. Критерии, по которым определяют необходимость замены анода, обычно указаны в заводской инструкции. Производители электроводонагревателей рекомендуют через один год с начала эксплуатации выполнить осмотр и оценку степени износа анода и величины отложений накипи на ТЭНах. По результатам оценки определяют периодичность замены анода и чистки от накипи.

Анод протекторной защиты  оказывает незначительное влияние на образование накипи на ТЭНах водонагревателя. Увеличение интенсивности электрохимических процессов на поверхности металла способствует некоторому разрыхлению слоя накипи. Камень из солей жесткости становится менее плотным и легче отделяется от металла.

Вода + анод = сероводород

Замена тэна и анода

После всех процедур чистки приступаете к обратной сборке. Имейте в виду, что анод может и не идти в комплекте с новым тэном. Обязательно докупайте его отдельно и прикручивайте на свое посадочное место.

Особо стоит отметить, что если в бойлере установлено два тэна, то не всегда нужно ставить два анода.

На один электротитан достаточно одного, будь у вас внутри хоть пять греющих элементов. Анод, это не принадлежность или комплектующий элемент тэна. Это элемент защиты именно бойлера.

Обратите внимание, что в заводском исполнении, при первой разборке, на втором тэне вообще отсутствует место под крепление этого самого анода. Некоторые уверяют, что на баках с нержавейкой можно обойтись и без анода, главное их иметь в экземплярах со стенками из стеклофарфора

Некоторые уверяют, что на баках с нержавейкой можно обойтись и без анода, главное их иметь в экземплярах со стенками из стеклофарфора.

Однако закономерность выхода из строя бойлеров обычно одна и та же: сначала анод, потом тэн и далее корпус.

Устанавливать элементы нагрева можно не только от непосредственного производителя бойлера. Например, есть фирма Термоватт (Thermowatt), производящая одни из лучших тэнов на рынке. Главное, чтобы соответствовали мощность, габаритные размеры и посадочное место.

Также рекомендуется на баки из нержавейки ставить и тэны из нержавейки. Если таковых найти не удалось, то используйте медные.

Практика показала, что разницы большой нет. Главное здесь качество изделия (Китай или Италия).

При ремонте обязательно меняйте и прокладку фланца. Вот их некоторые разновидности для бойлеров Thermex, Ariston, Indesit, Gorenje, Electrolux:

Некоторые пытаются здесь сэкономить. Снимают старую, переставляют ее на новый элемент.

Однако течь, которая неминуемо образуется через месяц-другой, заставит вас пожалеть о такой экономии.

Гайки фланца, как уже говорилось выше, затягиваются по схеме крест-накрест. При этом применять сверх усилий не нужно, можно ненароком сорвать резьбу или вырвать шпильку из тела.

По меткам, зарисованным на схеме, подключаете провода питания и ставите на место защитный кожух-крышку. Перед закрытием крышки обязательно еще раз проверьте все клеммники, они должны сидеть туго и не болтаться.

Почему горячая вода из бойлера пахнет сероводородом

Через какое-то время вода из бойлера может начать жутко вонять сероводородом. Причина — в размножении бактерий в баке водонагревателя. Особенно часто это происходит, если вода в водопровод подается из местной скважины или колодца. Вода из городского водопровода обычно специально готовится, сильно обеззараживается, хлорируется, и с ней такие случаи бывают редко.

Большие количества газа сероводорода (H2S) выделяются и накапливаются в результате жизнедеятельности сульфатредуцирующих (сульфатвосстанавливающих) бактерий в воде. 

Сульфатредуцирующие бактерии используют органические вещества (CH2O) или водород (H) в качестве донора электрона и сульфат (SO4) в качестве акцептора электрона при получении энергии

2CH2O + SO42-  + 2H+ => 2CO2 + H2S + 2H2O

Проще говоря, существует две разновидности сульфатредуцирующих бактерий. Обеим разновидностям для жизнедеятельности необходимы сульфаты — соединения серы, а также водород.  Но одна разновидность бактерий добывает водород из органических веществ в иле. Другие бактерии используют молекулярный водород, который находят в воде.

Важно — развитие сульфатредуцирующих бактерий происходит в анаэробных условиях, при отсутствии свободного кислорода в воде. Сульфа́ты — соли серной кислоты H2SO4 ,например, сульфат калия K2SO4 , гидросульфат натрия NaHSO4 

Сульфаты широко распространены в природе, образуя целую группу минералов. Многие сульфаты растворимы в воде и входят в состав природной воды

Сульфа́ты — соли серной кислоты H2SO4 ,например, сульфат калия K2SO4 , гидросульфат натрия NaHSO4 . Сульфаты широко распространены в природе, образуя целую группу минералов. Многие сульфаты растворимы в воде и входят в состав природной воды.

Как поменять?

Магниевый анод является расходной деталью, поэтому ее нужно периодически заменять. Такой процесс не отымет много сил и времени. Любой человек сможет заменить анод своими руками. Приобрести его можно в любом сервисном центре или специализированном магазине. Замена анода включает несколько этапов.

  • Следует отключить водонагревателя от сети и слить воду. Чтобы было быстрее, можно это сделать через обратный клапан. Однако стоит надеть шланг, чтобы можно было контролировать поток воды, иначе все вокруг забрызгается.
  • Нужно снять кожух с нижней части нагревателя. По окончании этого процесса откроется взгляду термодатчик и фланец; их также необходимо снять.
  • Следует легонько пошатать и вытянуть ТЭН. Это не так и легко сделать, так как на нем уже отложились некоторые образования. Поэтому нужно приложить некоторое усилие, чтобы не повредить его.
  • Следующий этап – это демонтаж старого магниевого анода, находящегося по соседству с ТЭНом. Очень часто на месте целого анода можно обнаружить только пустой штырь. Это признаки разрушения слоя магния. Но все равно его нужно удалить из гнезда.
  • Вместе с этим необходимо очистить ТЭН от накипи и только после этого можно установить новый анод. Чистку ТЭНа лучше делать в рабочем состоянии, пока налет не так сильно затвердел. Его можно снять обычной отверткой. Если все же он затвердел, то его нужно растворить в лимонной кислоте. Пропорции должны быть такими, как: на один литр воды пятьдесят граммов кислоты. ТЭН нужно подержать в этом растворе двое суток.
  • После этого бойлер аккуратно собирается в начальное состояние.

Как видно из вышесказанного, поменять анод не так и сложно. Просто не нужно забывать смотреть, не завелись ли бактерии, и прочищать поверхность резервуара внутри водонагревателя. А также менять анод следует регулярно. Все это будет способствовать увеличению срока эксплуатации водонагревателя.

Советы

Стоит придерживаться таких советов от специалистов, как:

  • чтобы продлить срок службы нагревателя, нужно следить за его работой. Если при заборе воды слышен звук шипения, это значит, что на нагревателе появилась накипь, поэтому срочно нужно сделать чистку бойлера;
  • обязательно нужно поставить водяные фильтры, которые во многом снижают концентрацию разных примесей, оседающих на деталях;
  • необходимо смотреть на состояние анода. Если он уже наполовину износился, значит, в скором времени его нужно будет заменить;
  • когда старый анод снят, а новый еще не установлен, не стоит запускать водонагреватель, чтобы разные отложения не появились на ТЭНе. Ведь покупка нового бойлера обойдется во много раз дороже, чем сам анод;
  • очень частое использование водонагревателя способствует появлению накипи, поэтому чистку бака следует делать один раз в год, а то и чаще;
  • стоит помнить, что хотя нержавеющая сталь является материалом довольно стойким и может противостоять жесткой воде и примесям соли, все же это возможно лишь некоторое время. Защита продлится буквально полтора года. Поэтому лучше покупать водонагреватель с магниевым анодом, который справится со всеми проблемами.

Однако дальше это не продвигается. Ведь стоимость таких изделий будет заоблачной. Люди просто не смогут покупать их, поэтому производители продолжают создавать водонагреватели с анодами. Магний в этом случае нужен, ведь он не только обладает способностью притягивать к себе соль и не допускать ее оседания на важные элементы конструкции, но также имеет небольшой электрохимический потенциал.

Но перекладывать всю вину за плохое качество защиты только на разработчиков не стоит. Не только они несут ответственность за поломки водонагревателей. Во многих регионах страны химический состав воды очень далек от идеального. А она, как известно, имеет постоянное взаимодействие не только со стенками нагревателя, но и с самими нагревательными элементами. Вот поэтому и нужен магниевый анод.

Выбор покупки зависит от решения хозяина. Можно купить водонагреватель с магниевым анодом и менять его изредка. Или же купить бойлер, имеющий анод с титановым покрытием, и забыть о его существовании.

О том, как произвести замену анода, смотрите в следующем видео.

В электронике

Электроды или ножки полупроводниковых и вакуумных электронных приборов тоже часто называют анодом и катодом. Рассмотрим условное графическое обозначение полупроводникового диода на схеме:

Как мы видим, анод у диода подключается к плюсу батареи. Он так называется по той же причине – в этот вывод у диода в любом случае втекает ток. На реальном элементе на катоде есть маркировка в виде полосы или точки.

У светодиода аналогично. На 5 мм светодиодах внутренности видны через колбу. Та половина, что больше — это катод.

Также обстоит ситуация и с тиристором, назначение выводов и «однополярное» применение этих трёхногих компонентов делают его управляемым диодом:

У вакуумного диода анод тоже подключается к плюсу, а катод к минусу, что изображено на схеме ниже. Хотя при приложении обратного напряжения – названия этих элементов не изменятся, несмотря на протекание электрического тока в обратном направлении, пусть и незначительного.

С пассивными элементами, такими как конденсаторы и резисторы дело обстоит иначе. У резистора не выделяют отдельно катод и анод, ток в нём может протекать в любом направлении. Вы можете дать любые названия его выводам, в зависимости от ситуации и рассматриваемой схемы. У обычных неполярных конденсаторов также. Реже такое разделение по названиям контактов наблюдается в электролитических конденсаторах.

Когда надо менять анод

Срок службы элемента зависит от 2 факторов – режима эксплуатации и жесткости воды. Интенсивность работы бойлера растолковывать не нужно – чем больше расход в системе ГВС частного дома, тем выше нагрузка на детали нагревателя.

Жесткость воды определяется содержанием солей кальция и магния. Чем выше их концентрация, тем скорее протекает реакция электрохимической коррозии, быстрее разлагается металл анода. В мягкой воде процесс сильно замедляется, в дистиллированной сводится к нулю.

Как часто необходимо менять магниевый анод в зависимости от условий эксплуатации накопителя ГВС:

  1. При непрерывном режиме работы + жесткая вода – ежегодно.
  2. Обычная водопроводная вода, нагреватель функционирует постоянно – 1 раз в 2 года, не реже.
  3. При меньшей нагрузке стоит прочищать бойлер 1 раз в течение 2 лет и следить за состоянием элемента.
  4. Исключение из правил – титановый стержень, работающий совместно с внешним источником питания, — так называемая активная катодная защита. Система рассчитана на долгий срок службы.

Замена магниевого анода в водонагревателе

Во время работы магниевый анод для водонагревателей различных марок, и Аристона в том числе, способен быстро разрушаться, поэтому его следует периодически менять. Если не делать этого, то срок службы устройства будет зависеть от следующих факторов:

  • толщины и материала стенок емкости;
  • состояния внутреннего покрытия;
  • качества воды;
  • температурного режима.

Анод для водонагревателей Аристон и других компаний требует замены, если его износ составляет более 60%. Обычно такое случается через каждые 15–18 месяцев эксплуатации. В процессе замены основная сложность заключается в том, что длина анода равняется размеру бака. Перед тем как его заменить, необходимо уточнить, будет ли достаточным расстояние под устройством для проведения монтажа.

В некоторых моделях бак является настолько большим, что приходится осуществлять демонтаж водонагревателя для замены стержня. Некоторые изготовители выпускают магниевые аноды, которые состоят из коротких кусочков и собирающиеся на шпильках.

Определившись с размером и видом детали, приступают к замене анода в водонагревателе. Для этого необходимо соблюдать следующие моменты:

Сначала нужно отсоединить бойлер от питания. Если он просто подключен в розетку, то достаточно вытащить вилку. При использовании автомата необходимо при помощи индикаторной отвертки убедиться, что он разъединяет фазу, а не ноль.
После этого сливают горячую воду и перекрывают подачу холодной, применяя для этого тройник с краником.
Далее отсоединяют термостат и снимают блок с ТЭНом

При этом нужно действовать очень осторожно, ставя под бойлер тазик. Если устройство не было заранее отключено, то остатки жидкости способны ошпарить руки.
Теперь необходимо очистить ТЭН от накипи

Согласно отзывам, аноды к водонагревателям Ariston и других компаний, которые эксплуатировались дольше необходимого срока, могут практически полностью распадаться. Поэтому нужно аккуратно выкрутить плоскогубцами то, что от него осталось.
Затем нужно установить новый анод. К слову, магниевый стержень в водонагревателях Ariston можно заменить на другой. В этом случае основным требованием считается диаметр шпильки.
Нужно проверить прокладку блока и при необходимости заменить ее на новую.

После этого следует прикрепить ТЭН на место. Болты нужно закручивать каждый понемногу, чтобы не деформировать и не перекосить фланец и создать на уплотнителе равномерное усилие.
Бак наполняют, предварительно открыв на смесителе горячую воду, чтобы смог выходить из емкости воздух.
Если соединение было проведено герметично, то прикрепляют термостат и приступают к эксплуатации водонагревателя.

Таким образом, роль магниевого анода для водонагревателя Ariston и других марок невероятно велика. Этот небольшой стержень гарантирует подачу чистой воды и продлевает срок эксплуатации водонагревателя. Главное – это следить за его состоянием и вовремя менять на новый. В результате даже недорогой бойлер способен прослужить очень долго.

Способы устранения запаха сероводорода из воды бойлера

В баке водонагревателя могут присутствовать сульфатредуцирующие бактерии как в иле, так и в воде, одновременно. Но обычно, наиболее активной является какая-то одна разновидность бактерий. В зависимости от того, какая разновидность сульфатвосстанавливающих бактерий в баке бойлера является причиной запаха сероводорода, выбирают и способ избавления от запаха.

Устранение бактерий, которые живут в слое ила

Бывает достаточно выполнить хотя бы одно из следующих мероприятий:

  • Проще всего поднять температуру воды выше 70 оС и попользоваться такой водой суток трое, до исчезновения запаха. В дальнейшем постоянно держать температуру воды в бойлере выше 55 оС. Периодически рекомендуется повышать температуру выше 70 оС.
  • Регулярно проводить чистку бойлера от накипи и отложений ила на дне.
  • Принять меры по снижению количества органических загрязнений в водопроводной воде. Для этого можно изменить горизонт забора воды — вместо колодца брать воду из скважины или углубить скважину. Установить фильтры по очистке водопроводной воды от механических и органических загрязнений.

Устранение бактерий из воды бойлера

Для подавления сульфатредуцирующих бактерий, живущих в воде бойлера, бывает достаточно выполнить:

  • Попробуйте поднять температуру воды выше 70 оС и попользоваться такой водой суток трое, до исчезновения запаха. В дальнейшем постоянно держать температуру воды в бойлере выше 55 оС. Периодически рекомендуется повышать температуру выше 70 оС. Но этот способ помогает не всегда. Бактерии, живущие в воде бойлера, часто бывают устойчивы к таким температурам.
  • Активность сульфатвосстанавливающих бактерий подавляется если снизить содержание молекулярного водорода в воде. Для этого, оптимизируют режим работы протекторной защиты.  Замена магниевого анода на алюминиевый, исключает «перезащиту», что снижает содержание водорода в воде. О замене анодов читайте в начале этой статьи.

Гальванотехника

Процессы осаждения металлов в результате химической реакции под воздействием электрического тока (при электролизе) называют гальванотехникой. Таким образом мир получил посеребренные, золоченные, хромированные или покрытые другими металлами украшения и детали. Этот процесс используют как в декоративных, так и в прикладных целях – для улучшения стойкости к коррозии различных узлов и агрегатов механизмов.

Принцип действия установок для нанесения гальванического покрытия лежит в использовании растворов солей элементов, которыми будут покрывать деталь, в качестве электролита.

В гальванике анод также является электродом, к которому подключаются плюсовой вывод источника питания, соответственно катод в этом случае – это минус. При этом металл осаждается (восстанавливается) на минусовом электроде (реакция восстановления). То есть если вы хотите сделать позолоченное кольцо своими руками – подключите к нему минусовой вывод блока питания и поместите в ёмкость с соответствующим раствором.

Понятие катода и анода — простое объяснение

В сложных веществах электроны между атомами в соединениях распределены неодинаково. В результате взаимодействия частицы перемещаются от атома одного вещества к атому другого. Реакция именуется окислительно-восстановительной. Потеря электронов называется окислением, элемент, отдающий электроны — восстановителем.

Присоединение электронов носит название восстановление, принимающий элемент в этом процессе — окислитель. Переход электронов от восстановителя к окислителю может протекать по внешней цепи, и тогда его можно использовать в качестве источника электрической энергии. Устройства, в которых энергия химической реакции превращается в электрическую энергию, называются гальваническими элементами.

Простейший классический пример гальванического элемента — две пластины, изготовленные из различного металла и погруженные в раствор электролита. В такой системе окисление происходит на одном металле, а восстановление — на другом.

Из школьных учебников химии известен пример медно-цинкового гальванического элемента, работающего за счет энергии реакции между цинком и сульфатом меди. В устройстве Якоби — Даниэля пластина из меди помещена в раствор сульфата меди (медный электрод), цинковая пластина погружена в раствор сульфата цинка (цинковый электрод). Цинковый электрод отдает катионы в раствор, создавая в нем избыточный положительный заряд, а у медного электрода раствор обедняется катионами, здесь раствор заряжен отрицательно.

Замыкание внешней цепи заставляет электроны перетекать от цинкового электрода к медному. Равновесные отношения на границах фаз прерываются. Идёт окислительно-восстановительная реакция.

Энергия самопроизвольно протекающей химической реакции превращается в электрическую.

Если химическую реакцию провоцирует внешняя энергия электрического тока, идёт процесс, называемый электролизом. Процессы, протекающие при электролизе, обратны процессам, протекающим при работе гальванического элемента.

Виды

Установить жертвенный анод для бойлера, покрытого обычным металлом, нужно обязательно. Ведь такой материал без дополнительной защиты имеет небольшой срок службы. Даже если баки внутри покрыты слоем нержавейки, то это все равно не спасет водонагреватель. Поэтому нужно покупать дополнительные детали, чтобы потом не тратиться на ремонт. Любой производитель нагревателя выдвигает свои рекомендации по поводу того, как подобрать размер анода. В принципе аноды можно разделить на два вида – это магниевый и титановый.

Магниевый анод

Магниевый анод, как говорилось выше, сделан из обычного стержня или, другими словами, прута, внутри которого находится стальная шпилька с резьбой. Сами шпильки могут быть разных диаметров и разной длины

Стоит на это обратить внимание при покупке нового анода, ведь если его размер будет в разы больше, то он не влезет в отверстие бака. Однако существуют некоторые конструкции, где можно установить даже два анода

В напольных газовых или электрических конструкциях с большим объемом они меняются только сверху.

Анодный стержень имеет очень большой размер, его длина составляет приблизительно один метр. Поэтому его замена будет проблемной в помещениях с низким потолком. Так как сам водонагреватель имеет высоту до двух метров, плюс в него необходимо вставить еще и метровый прут. Для таких целей стали выпускать многосекционные защитные магниевые аноды.

Сделаны они из пластиковой трубки, имеющей микропоры. Внутрь этой трубки засыпают гранулы магния. Преимуществом такой новинки является то, что внутри не остается никаких осадков. К тому же магний можно добавлять в трубку по мере его выработки. Порошок магния продается отдельно.

Качественный алюминиевый водонагреватель не нуждается в таких дополнениях. Но при этом высокая цена делает его недоступным для простых обывателей. А вот обычный бойлер, дополненный магниевым анодом, будет по карману практически каждому. При этом по функциональности он не хуже. Принцип его работы заключается в том, что активные атомы магния покидают анод, и сами вырабатывают оксид. Атомы железа при этом остаются совсем нетронутыми.

Титановый анод

А вот анод с титановым покрытием работает немного по другому принципу. Он используется как измерительный и питающий электрод. В этом случае ток подается источником напряжения, расположенным снаружи, и регулируется он тоже внешним электроуправлением. Через некоторое время ток перестает подаваться и тогда титановый анод анализирует состояние внутренних частей конструкции. Он выявляет, какое нарушение произошло за данный период и тогда с большой точностью регулирует возможную силу подачи для восстановления разрушений.

Анод с титановым покрытием не подвержен разрушению, поэтому совсем не нуждается в замене. Он работает на протяжении всего срока эксплуатации данной конструкции. Наибольшим спросом пользуются нагреватели на 50 литров воды, дополненные таким анодом. Они не только компактны, но и удобны в использовании. Кстати, чтобы убедиться в том, что анод действительно титановый, можно благодаря использованию магнита. У этого материала слабое магнитное поле, поэтому он совсем не магнитится.

Основные выводы

То, что у любого диодного элемента есть
анод и катод, знает большинство людей, показать их способны немногие. Зная все
способы проверки, можно применять их по отдельности или комбинировать, так как
ни один не идеален. Техническая документация и визуальный осмотр не позволяют
определить работоспособность полупроводника. Тестер не всегда можно
использовать для прозвона мощных источников света

Подключение к питанию дает
самые точные результаты, но требует осторожности

Чтобы лучше запомнить, как определить
расположение диодного элемента по схеме, придуман простой способ:

Кроме букв на изображении можно увидеть
стрелки, ток течет именно туда, куда они направлены.

Током называется движение частиц в
определенном направлении

Какие это частицы (молекулы, атомы, электроны, ионы,
дырки), неважно. Важно знать другое – ток всегда течет от плюса к минусу

Плюс
– это много, минус – мало.

Если для тестирования используется батарейка,
необходимо знать, как на ней обозначается плюс и минус. Плюс – длинная и тонкая
«палочка», минус – кроткая и толстая.

Анод полупроводника подключается к
выводу, обозначенному длинной толстой «палочкой», катод – к выводу с короткой
толстой. В анод ток входит, из катода выходит и возвращается на минус источника
питания. При обратном подключении тока почти нет.

Если один из выводов полупроводника подключается
к источнику переменного напряжения, из другого выходит ток с постоянным
напряжением. Полярность зависит от того, как полупроводниковый элемент подключен.
Если напряжение на аноде положительное, на выходе будет такое же. При
положительном напряжении на катоде на выходе оно отрицательное.

Предыдущая
СветодиодыГарантия на светодиодные лампы: срок, закон, условия
Следующая
СветодиодыКак выпаять светодиод из светодиодной лампы

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации