Анод для водонагревателя: что это такое и для чего нужен, замена магниевой конструкции в бойлере

Типы анодов

Защита магниевым анодом – это электрохимический метод. Он состоит в том, что к защищаемой емкости подсоединяется анод. Одновременно поверхность металла делается эквипотенциальной и на её площадях проходит исключительно катодный процесс. Вызывающий коррозию анодный процесс, переходит на магниевый анод.

Магниевый

Магниевый анод для бойлера, выполняется из обычного стержня с нанесенной резьбой. На нем устроен металлический валик из серебристого металла. В ходе использования, магниевый анод подвержен медленному растворению, до полного исчезновения.

В это время прекращается процесс катодной защиты, и стальная емкость опять подвергается коррозии. Производители популярных марок водонагревателей рекомендуют выполнять замену анода каждые 1.5 года, а в особых ситуациях, каждые 15 месяцев.

Анод из магния. Источник фото: santeh.ks.ua

Аноды выпускаются с разными размерами по длине и диаметрам поперечного сечения

На это нужно обращать внимание при приобретении нового защитного электрода, для того чтобы он мог подойти для нужной геометрии бака

В последнее время выпускаются водонагревательные аппараты, в которых устанавливают два анода. В напольных нагревательных аппаратах, они размещаются сверху, а в настенных — снизу.

Титановый

Современные водонагревательные установки оснащаются титановым анодом, который служит особой антикоррозионной защитой поверхностей внутреннего бака. Срок службы, такого электрода зависит от качества воды и составляет до 7 лет.

Титановый анод выпускается с индивидуальным ИП и может использоваться с баками до 300 л. Для стабильной защиты на протяжении 24 часов он подключается непосредственно в розетку, при этом потребление электроэнергии на собственные нужды анода очень низкое.

Постоянный ток, необходимый для защитной функции устанавливается внешним регулятором. Титановый стержень функционирует, как питающий и измерительный электрод.

Старый и новый титановый

Когда на непродолжительное время выключается подвод тока. Анод измеряет разность потенциалов, которая рабочей программой сравнивается с изначально заданным потенциалом.

По полученным результатам устанавливается защитная сила тока. При эксплуатации, такой анод не разрушается и поэтому не нуждается в замене на протяжении всего периода эксплуатации бойлера.

Алюминиевый

Это еще один вариант защитного электрода, покрытый алюминиевым напылением. Он также выполнен в виде обыкновенного прутка с резьбой.

При подогреве воды, расширяется металл, сплав корпуса удлиняется, утрачивая свои характеристики. На поверхности бака образуются микротрещинки. После чего кислород, находящийся в воде начинает окислять металл, вызывая необратимые коррозионные процессы.

Стальной корпус и электрический нагревательный элемент создают гальваническую пару, при этом корпус становится анодом. Для того, чтобы он не разрушался под воздействием воды, изготовители разместили около ТЭНа сплав, в состав которого входит алюминий.

Он берет на себя роль анода — в результате чего весь агрессивный кислород расходуется на его окисление, а емкость остается целой. Алюминиевый анод не дает окисляться элементам бойлера, но он имеет весьма утонченную конструкцию и легко повреждается от механического удара.

Что это такое?

Магниевый анод создан для максимального замедления окисления материалов внутри бойлера, и снижению образования накипи. Металл этого устройства окисляется значительно быстрее железа, забирая на себя все разрушительное действие.

В итоге большая часть растворенных в воде солей оседают на нем. Эта деталь представляет собой стержень сероватого металлического цвета, внутри которого сердечник из нержавеющей стали, а сверху нанесен магниевый сплав.

Обычно анод уже установлен в новом водонагревателе со внутренней стороны фланца рядом с ТЭНами. При работе прибора он постепенно разрушается, пока не настает момент необходимости замены.

В рекомендациях по эксплуатации, которые дают производители, деталь советуют менять ежегодно при плановой чистке. Случается, после года пользования состояние магниевого слоя нормальное, тогда замену можно не производить.

Критерии износа

При сильном загрязнении корпус бойлера может начать бить током или не включится

Известно несколько легко выявляемых показателей того, что пришло время произвести полную прочистку агрегата, а затем поменять магниевый анод:

• при включении бытового устройства спустя некоторое время срабатывает защита, что объясняется наличием толстого слоя накипи на его нагревательном элементе;
• полностью отсутствует наблюдавшийся ранее нагрев воды при работающем в штатном режиме бойлере;
• корпус оборудования начинает периодически «бить» током, что является признаком нарушения качества изоляции из-за разрушения отдельных деталей.

Одно из этих проявлений – повод сразу же прекратить эксплуатацию бойлера и приступить к его исследованию. Только тщательно проведенное изучение состояния электрического водонагревателя и анода позволяет сделать окончательный вывод о необходимости их замены.

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

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

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.

Мифы о магниевом стержне

Распространение бойлеров с анодной защитой привело к появлению множества мифов. Главным предметом споров является его действительная эффективность в условиях высокой жесткости воды и в нержавеющем баке.

Помогает ли от накипи на самом деле

Накипь образуется из солей-карбонатов, которые содержатся в водопроводной воде. Концентрация этих соединений определяет ее жесткость. Присутствие магния не может повлиять на этот процесс, поскольку для растворения накипи нужна кислая среда.

Нужен ли в баке из нержавейки

Нержавеющие стали, которые содержат никель и хром, имеют повышенную коррозионную стойкость и не покрываются ржавчиной даже при постоянном контакте с водой и кислородом. Кроме этого, стенки бойлера дополнительно защищают антикоррозионными красками и эмалями.

Магниевый анод можно устанавливать в бойлеры из нержавеющей стали.

Однако магниевые аноды устанавливаются и в нержавеющие баки. Это обусловлено следующими причинами:

• состав сплава может быть неравномерным, что приводит к образованию гальванических пар и питтинговой (точечной) коррозии;
• емкость бойлера является не цельной, а сварной, и место соединения быстрее подвергается разрушению;
• за счет расширения металла при цикличном нагреве и охлаждении антикоррозионное покрытие постепенно растрескивается.

Магний является гораздо более активным, чем стали любого состава, поэтому при неравномерном распределении легирующих элементов нержавеющие сплавы не образуют гальванических пар. Ионы металла, которые отделяются во время реакции, частично заполняют трещины в эмали, препятствуя контакту бака с водой.

Вредит ли здоровью

Карбонаты магния не приносят вреда или пользы здоровью людей, которые пользуются горячей водой в бытовых целях. Поскольку количество этих солей является незначительным, они мало влияют на уровень жесткости воды.

Как заменить магниевый анод своими руками

Рассмотрим, как открутить детали самостоятельно:

• Отключите технику от сети. Выключите автомат, если к нему ведут контакты.
• Слейте воду. Быстрее всего это сделать через обратный клапан. Перекройте воду на основном вентиле, открутите шланги для воды и крутите обратный клапан.
• В моделях Gorenje магниевая деталь располагается сверху. Чтобы не снимать бойлер со стены, просто подденьте верхнюю крышку. Если это невозможно из-за близости к потолку, придется снять корпус.
• В остальных моделях нужно снимать нижнюю крышку. Для этого открутите крепежные болты и снимите защелки.
• Если ТЭН закреплен на фланце, отвинтите гайки и винты, вытащите фланец. Иногда нагреватель нужно сначала протолкнуть внутрь, а затем достать из бака.

Анод выкручивается из подставки рядом с нагревателем.

Установку проведите в обратном порядке.

Механизм защиты водонагревателя

Итак, мы разобрались, для чего нужен магниевый анод. Самое время узнать, каким образом он защищает металл от коррозии. Для этого вспомним школьный курс химии.

Во время работы железо, из которого изготовлен бак, взаимодействует с кислородом воды. При этом каждый его атом теряет пару электронов, превращаясь в позитивно заряженный ион Fe++. В дальнейшем этот ион из-за разности потенциалов покидает кристаллическую решетку металла, образуя оксид железа FeO. В данном случае железо, принимая электроны кислорода, является анодом.

На фото – новый и б/у магниевый анод

Устанавливая магниевый элемент в бак, производители этим «убивают двух зайцев»:

1. Магний является химическим элементом с электродным потенциалом, гораздо меньшим, нежели у железа, поэтому он намного легче отдает электроны из своих атомов. Можно сказать, что железо просто не успевает взаимодействовать с кислородом. В этом процессе магний является самым настоящим протекторным анодом. Такой метод защиты металлов известен давно и представляет собой типичный случай катодной защиты.

2. Водопроводная вода «богата» не только кислородом, но еще и растворенными солями кальция CaCO₃, которые в виде твердой накипи осаждаются на внутренних элементах водонагревателя. Настоящим кальциевым камнем эта накипь становится при взаимодействии с разогретой поверхностью ТЭНа. При этом значительно снижается теплопроводность нагревателя, в результате чего он выходит из строя. Применение магниевого анода позволяет решить и эту проблему – его электроны замещают ионы кальция в составе накипи, в результате чего она представляет не твердую соль, а рыхлое вещество гидроксид магния MgOH₃ и мягкую соль MgCO₃, которые нетрудно удалить с внутренних элементов бойлера.

В процессе работы защитный электрод быстро разрушается, поэтому его надо периодически менять. Если этого не сделать, то срок службы водонагревателя будет зависеть только от состояния внутреннего покрытия, материала и толщины стенок емкости, а также температурного режима и качества воды.

К этому сроку стержень покрывают глубокие кратеры, он становится рыхлым и легко крошится. Заменять элемент надо стержнем с такими же геометрическими параметрами. Разобрав водонагреватель, не поленитесь заодно удалить накипь и грязь с внутренней поверхности бака и ТЭНа. Это значительно продлит срок его службы и улучшит качество горячей воды.

На последок – видео-инструкция по замене анода и чистке водонагревателя:

Как работает магниевый анод?

Корпус накопительной емкости (бака) бойлера изготовлен из черной или нержавеющей стали. Причем окисляются (ржавеют) оба материала. Хотя и с разной скоростью – черная сталь быстрее, а нержавейка очень медленно.

Остановить процесс окисления корпуса можно только с помощью электрохимического процесса, обустроив внутри емкости элементы гальванической пары, состоящей из бака-катода и вводимого в емкость штыря-анода.

В этом случае все «внимание» кислорода – катализатора процесса образования ржавчины – переключается с катода (бака) на анод (введенный в бак электрод). Проще говоря, в паре «бак + анод» ржавеет только вводимый в емкость штырь

Причем с учетом электрохимического потенциала бака, изготовленного из железоуглеродистого сплава (стали), лучшим вариантом материала для анода является магний – экологически безопасный и легко обрабатываемый металл.

Где находится магниевый анод?

Отвлекая кислород от бака, магниевый анод теряет свой объем за счет оттока электронов, постепенно «истаивая» до самого основания. Поэтому замена анода в бойлере является общеобязательной и довольно частой процедурой. Иначе гальваническая пара перестанет работать, спровоцировав ржавление корпуса.

В итоге посадочное место анода – особый патрубок, куда вкручивают изготовленную из магния шпильку, – располагается в легкодоступном месте, со стороны дна бака. Причем в большинстве бойлеров магниевый электрод встроен во фланцевую «подставку» ТЭН. Поэтому для замены анода вам придется снять нагревательный элемент бойлера.

Устройство и принцип работы водонагревателя

Как заменить магниевый анод в бойлере?

• В первую очередь, отключите бойлер от сети.
• Далее откройте кран горячей воды и закройте вентиль на линии подачи холодной воды в бойлер.
• Когда струя горячей воды иссякнет, отключите холодный водопровод от бойлера и наденьте на освободившийся штуцер резиновый шланг.
• Протяните шланг до раковины или слива ванной/душевой кабины.
• Отсоедините от бойлера трубу горячего водоснабжения. После этого остатки воды пойдут по шлангу в канализацию.
• Снимите защитный кожух, отстегнув защелки и выкрутив стопорные винты.
• Сфотографируйте положение проводов на клеммах ТЭН. Это поможет вам не запутаться во время сборки.
• Поставьте под фланец ТЭН таз максимального диаметра.
• Аккуратно открутите фиксирующие винты/гайки фланцевого основания ТЭН. Причем выкручивать фиксаторы нужно только последовательно – по три-четыре оборота на каждую гайку/винт, по кругу.
• Извлеките ТЭН из посадочного отверстия в корпусе, потянув за фланец. При этом остатки воды выдут сквозь щель между основанием ТЭН и корпусом. Если нагреватель застрянет в корпусе, сбейте задерживающую его накипь отверткой. Снимите с фланца уплотнительное кольцо.

Извлекаем ТЭН из посадочного отверстия в корпусе

Очистите ТЭН от накипи, используя концентрированный раствор лимонной кислоты или специальные средства, удаляющие известковый налет.

Самодельный раствор готовится следующим образом: в 1,5 литра воды растворяем 15 грамм кристаллов лимонной кислоты.

Последний компонент можно купить в кондитерском отделе любого супермаркета.

• Выкрутите из основания ТЭН шпильку анода и вкрутите в него новую деталь, приобретенную заранее.
• Подсушите посадочное место нагревателя феном.
• Наденьте на блок нагревателя уплотнительное кольцо. Если старое «замялось» или деформировалось – купите новое. Оно стоит не дороже 50-80 рублей.
• Прижмите фланцевое основание ТЭН к корпусу и зафиксируйте его винтами.
• Присоедините к штуцерам холодную трубу и арматуру ГВС.
• Откройте водопроводный вентиль под бойлером.
• Спустя 5-10 минут оцените герметичность посадочного места блока «ТЭН + анод». Вы не должны увидеть ни потеков, ни капель. В противном случае – спускайте воду и меняйте уплотнительное кольцо.
• Если вы не обнаружили протечек, подключайте провода к клеммам ТЭН.
• Верните на место крышку корпуса.
• Включите бойлер в сеть.
• Откройте кран горячей воды на кухне или в ванной и спустите задержавшийся в корпусе бойлера воздух.

Если в процессе замены анода вы решите почистить корпус бойлера от накипи, вам придется снять водонагреватель со стены и уложить на пол дном вверх.

Принцип действия магниевого анода

Чтобы понять роль этого элемента, необходимо представить себе полноценный водонагреватель, который сделан без магниевого анода. В такой ситуации появиться эффект, который описывали еще сотни лет назад – гальваническая пара. Функции анода будет выполнять корпус устройства, и он начнет разрешаться, ведь в конструкции все детали имеют больший электрохимический потенциал. Если же будет применяться магниевый анод, то все процессы окисления сосредоточатся на нем, ведь у этого материала потенциал гораздо меньший.

В большинстве случаев анод входит в комплектацию нагревательного устройства. Понятно, что для того, чтобы изучить внешний вид анода, новый бойлер вы разбирать не будете. Но именно внешний вид нового анода позволяет ознакомиться со всеми особенностями, этот элемент выполнен в сером цвете с шершавой поверхностью. После некоторого времени эксплуатации водонагревателя, анод выглядит так, как будто ему уже сотня лет, вся поверхность покрывается ржавчиной. Но, несмотря на ужасающую внешность стержня, стенки накопительного водонагревателя будут целыми, а это значит, что магниевый элемент выполнил свои функции.

Меняем защитный элемент электрического накопителя

В подвесных вертикальных бойлерах данного типа стержень катодной защиты установлен на общей площадке с ТЭНом, прикрепленной к днищу стального сосуда. В горизонтальных моделях водонагревателей ТЭНовый блок крепится к стенке бака, обращенной вниз.

Чтобы заменить анодный элемент, потребуется самый обычный инструмент:

• набор ключей под гайки размером 8…19 мм;
• отвертка магнитная под крестообразный шлиц;
• пассатижи;
• фонарик – подсвечивать снизу и внутрь емкости;
• наждачная бумага (чистить ТЭН);
• шланг для опорожнения резервуара;
• ветошь;
• широкий пластиковый таз.

Наверняка из всего набора вам понадобится только 1 ключ, чей размер станет известен после демонтажа крышки. Таз необходим для чистки – вы же не захотите выгребать грязь прямо в ванную (если бойлер висит над ней).

Подготовительный этап

Что нужно сделать перед разборкой аппарата:

1. Обесточьте водонагреватель любым доступным способом – отключите «автомат», вытащите вилку из розетки.
2. Перекройте подачу холодной воды к приемному патрубку накопителя.
3. Если бойлер обвязан согласно приведенной выше схеме, откройте «горячий» вентиль на ближайшем смесителе. Оттуда вытечет около литра воды, затем открывайте сливной кран и опорожняйте бак в ведро или прямо в ванну.

При непосредственном подключении нагревателя к трубам повторите перечисленные действия, но воду сливайте через штатный предохранительный клапан, как предлагает мастер на видео:

При засоренном клапане и отсутствии кранов на входе в бойлер придется воспользоваться радикальным методом – открутить газовым ключом гибкие подводки от штуцеров аппарата. Чтобы сливать воду порциями, например, с помощью ведра, периодически закрывайте «холодный» патрубок рукой – струя прервется под воздействием вакуума. Только не забудьте остудить накопитель до комфортной температуры.

Разборка и чистка бака

Теперь рассмотрим, как вытащить из водонагревателя ТЭНовый блок и заменить защитный анод:

1. Магнитной отверткой выверните винтики крепления крышки, снимите ее и отодвиньте в сторону.
2. Если свободной длины проводов хватает, сразу вытащите термостат и датчик из трубки (держится на контактах). В противном случае отсоедините питающий кабель, потом извлекайте термоэлемент.
3. Пользуясь гаечным ключом, открутите фланец блока. Размер и число болтов зависит от модификации бойлера. Например, на «Аристонах» встречается крепление на 5 гайках под ключ 10 мм либо распорная планка на одной гайке 14 мм.
4. Подставьте таз и аккуратно вынимайте блок. Сначала приложите небольшое усилие – резиновый уплотнитель наверняка прикипел к посадочной площадке. В емкости остается до 0.5 л воды, которая сразу вытечет вместе с грязью, скопившейся на дне.
5. Пассатижами ухватитесь за старый анод (или тонкий стержень, который от него остался) и выкрутите деталь из гнезда.
6. После извлечения приступайте к очистке ТЭНа механическим способом – удалите накипь отверткой и зачистите наждачной бумагой.

По окончании разборки стоит воспользоваться моментом и хорошенько вымыть бак изнутри с помощью кухонных средств. Для ополаскивания кратковременно откройте подачу холодной воды – струя смоет грязь со стенок и стечет в таз.

Новый элемент просто вкручивается в гнездо на площадке

Остается вкрутить в гнездо почищенного блока новый анод для бойлера, затянуть стержень усилием руки и собрать аппарат в обратной последовательности. Перед включением обязательно наполните емкость – откройте водопровод и дождитесь, пока вода не побежит из смесителя (помните, мы ранее открыли «горячий» вентиль?).

Как своими руками произвести замену магниевого стержня водонагревателя Ariston 50 литров, смотрите на видео:

Процедура установки анода мало отличается на моделях разных брендов. Алгоритм везде одинаков – надо опорожнить сосуд, отключить бойлер от электросети и снять ТЭНовый блок. Исключение – аппараты с отдельным расположением стержня, которые мы рассмотрим далее.

Чем опасен сероводород

Сероводород (H₂S) плохо растворим в воде. Огнеопасен. Концентрационные пределы воспламенения в смеси с воздухом составляют 4,5—45 % сероводорода. 

Сероводород очень токсичен. Вдыхание воздуха с небольшим содержанием сероводорода вызывает головокружение, головную боль, тошноту, а со значительной концентрацией приводит к коме, судорогам, отёку лёгких и даже к летальному исходу. При высокой концентрации однократное вдыхание может вызвать мгновенную смерть. При вдыхании воздуха с небольшими концентрациями у человека довольно быстро возникает адаптация к неприятному запаху «тухлых яиц» и он перестаёт ощущаться. Во рту возникает сладковатый металлический привкус.

При вдыхании воздуха с большой концентрацией из-за паралича обонятельного нерва запах сероводорода почти сразу перестаёт ощущаться. Сероводород также используют в лечебных целях, например в сероводородных ваннах.

Появление сероводорода в воде бойлера — это не только неприятный запах и опасность для здоровья. Раствор сероводорода в воде — очень слабая сероводородная кислота. Сероводород превращает воду в баке бойлера в кислоту, пусть и очень слабую. Увеличение кислотности воды ускоряет электрохимическое растворение магниевого анода протекторной защиты от коррозии.