3. 2. Системы электродов электродных нагревателей

Совокупность электродов, ориентированных определённым образом друг относительно друга и в пространстве, будем называть системой электродов электродного нагревателя. Она является центральным звеном любого электродного нагревателя. Её параметры в основном определяют и параметры нагревателя в целом. Для нормального и безопасного функционирования нагревателя система электродов должна быть выполнена с соблюдением следующих правил:

а) Чтобы не происходил электролиз раствора на поверхности электродов, нагрев в электродных нагревателях может осуществляться только на переменном токе. Однако и на переменном токе при плотности тока выше 1 А/м² наблюдается разложение воды на кислород и водород, смесь которых как известно, образует гремучий газ. Поэтому размеры электродов должны быть выбраны таким образом, чтобы плотность тока  на их поверхности не превышала 0,2-0,5 А/м². По этой же причине электроды не должны иметь острых граней и выступов, где возможна концентрация силовых линий электрического поля, следовательно, и концентрация плотности тока. С этой же целью для предупреждения «вспучивания» линий тока на торцах электродов, они должны быть по торцам ограничены плоскими изолирующими пластинами, например, из фторопласта, которые позволяют исключить краевой эффект и приблизить поле между электродами к плоскопараллельному.

б) Горячая вода по мере нагрева за счёт конвекции поднимается в верхнюю часть межэлектродного пространства, образуя в этой части зону повышенной электропроводности. Поэтому чтобы избежать перегрузки по току электродов, расположенных выше остальных, все электроды должны быть поставлены в равные условия, т. е. электроды должны быть расположены вертикально и друг по отношению к другу на одном уровне.

в) С целью обеспечения равномерности нагрузки по фазам фазные электроды должны быть расположены симметрично относительно нулевого электрода и относительно друг друга.

г) Для предотвращения выноса потенциала за пределы межэлектродного пространства нулевой электрод должен охватывать фазные и служить, как правило, корпусом нагревателя, выполняя одновременно роль экрана. По этой же причине подача и отбор жидкости из межэлектродного пространства нагревателя должны осуществляться из зоны, где потенциал жидкости близок к нулю, т. е. из зоны непосредственно примыкающей к нулевому электроду, а ещё лучше через патрубки, приваренные непосредственно к нулевому электроду. Для усиления безопасности людей и животных на случай обрыва нулевого провода и заземляющих корпус электродного нагревателя проводников на патрубки рекомендуется надевать резинотканевые изолирующие вставки длиной не менее 1 м.

д) Подача жидкости должна осуществляться, как правило, в нижнюю часть межэлектродного пространства, по мере нагрева за счёт конвекции или под напором циркуляционного насоса подниматься вверх и уходить из верхней части. При этом будет исключено перемешивание горячих и холодных слоёв и тем самым, будет обеспечиваться равномерный и постепенный нагрев всего объёма жидкости.

е) Лучший материал электродов по стойкости к электрохимической коррозии - графит, несколько хуже титан и нержавеющая сталь. В крайнем случае, для изготовления электродов может применяться обычная углеродистая сталь. Совершенно не пригодны для этой цели электроды из цветных металлов.