Indukčný kotol je najlepším zdrojom elektrického tepla pre vykurovacie systémy

Obsah článku

• História indukčného kotla
• Zariadenie a princíp činnosti
• Vlastnosti indukčného kotla
• Ako nainštalovať indukčný kotol
• Ako zvoliť indukčný kotol

V tomto článku: História vzniku indukčných kotlov; princíp činnosti a zariadenie kotla; klady a zápory indukčných kotlov; ako nainštalovať kotol do uzavretého vykurovacieho systému; výber indukčného kotla.

Organické palivá, ako je drevo, uhlie, ropné produkty a zemný plyn, tvoria hlavnú skupinu energetických nosičov na Zemi, ktoré sa používajú na vykurovanie našich domov a bytov. Každá z týchto odrôd má však dve závažné nedostatky a druhá z nich je obzvlášť kritická na úrovni domácnosti – akonáhle nebude žiadne organické palivo kvôli úplnej produkcii, je z akéhokoľvek dôvodu mimoriadne ťažké ho v niektorých regiónoch SNŠ získať. A v takej zúfalej situácii sa majitelia domov obracajú na vykurovanie elektrických kotlov a ich výber leží medzi kotlami s vykurovacími prvkami a kotlami s tepelnými elektrickými ohrievačmi – t. ako taká neexistuje. Existujú však aj elektrické indukčné kotly a ich výkon je pomerne vysoký …

História indukčného kotla

V rokoch 1822 až 1831 uskutočnil vynikajúci anglický vedec a prieskumník Michael Faraday sériu experimentov s cieľom premeny magnetizmu na elektrinu. A až koncom augusta 1831 dal ďalší Faradayov experiment taký výsledok, ktorý vedci dúfali – po prijatí elektrického prúdu do primárneho vinutia drôtu navinutého na okrúhlom železnom jadre objavil elektromagnetickú indukciu.

Objav Michaela Faradaya sa pôvodne používal v transformátoroch, generátoroch a motoroch, ale o to sa stal skutočne dopyt až o 70 rokov neskôr – od začiatku 20. storočia si tempo priemyselného rozvoja vyžadovalo nové metódy tavenia kovov v dielni. A prvá indukčná taviareň bola otvorená v anglickom Sheffielde v roku 1927.

V 80. rokoch 20. storočia sa vytvorili indukčné kotly, ktoré sa používali na vykurovanie v priemyselných podnikoch vrátane ZSSR: prvý typ spotreboval prúd s frekvenciou 50 Hz, druhý – s frekvenciou 1 kHz a viac. Rozmery a hmotnosť priemyselných indukčných kotlov sú dosť pôsobivé, chladivo v nich cirkuluje sekundárnym vinutím rúrok umiestnených na kovovom jadre s primárnym vinutím. Sériové modely indukčných kotlov určených pre vykurovacie systémy pre domácnosť, ktoré sa líšia od priemyselných analógov v oveľa menšej veľkosti a hmotnosti, sa objavili v Rusku v 90. rokoch minulého storočia..

Treba poznamenať, že fyzik-vynálezca Nikolo Tesla nemá priamy vzťah k indukčnému kotlu – s výnimkou snáď objavu striedavého elektrického prúdu..

Zariadenie a princíp činnosti

Teleso indukčného kotla je viacvrstvové – jadro s dvojitou stenou, potom vrstva elektrickej a tepelnej izolácie, potom vonkajšie (vonkajšie) teleso. Na rozdiel od priemyselných indukčných kotlov s valcovým vinutím sa v domácich kotloch používa vinutie toroidným medeným drôtom, vyrobené medzi dvoma rúrkami z feromagnetickej ocele zvarenými k sebe stenou väčšou ako 10 mm, vnútorný priemer je menší ako vonkajší priemer. Výsledkom je nižšia hmotnosť, vyššia účinnosť a malé rozmery kotla v porovnaní s priemyselnými analógmi. Vnútorná rúrka s toroidálnym vinutím pôsobí ako jadro (magnetický obvod), vnútorná rúrka je vyhrievacím prvkom pre chladiacu látku.

Chladivo, voda alebo nemrznúca zmes vstupuje do kotla cez vstupnú rúrku privarenú cez obe kovové rúrky. V dôsledku veľkej vnútornej plochy vnútorného rúrkového výmenníka tepla, tepelný nosič prijíma asi 98% tepelnej energie generovanej indukčným kotlom, a to v kratšej dobe ako ohrievanie pomocou vykurovacích prvkov, vďaka menšej zotrvačnosti. Indukčný prúd generovaný vysokofrekvenčným magnetickým poľom z vonkajšieho vinutia do vnútornej rúry spôsobuje zahrievanie chladiacej kvapaliny, zatiaľ čo vibrácie stien pri vysokých frekvenciách bránia hromadeniu usadenín na kovových stenách. Vonkajšia elektrická a tepelnoizolačná vrstva poskytuje úplnú ochranu pred možným únikom elektrického prúdu a tepelnými stratami..

Striedavý prúd pod napätím, ktorého frekvencia je asi 20 kHz, sa dodáva do kotla z polovodičového meniča. Balenie meniča obsahuje okrem meniča aj elektronický termostat (v telese kotla je zabudovaný snímač teploty) a ističe..

K ohrevu chladiva v indukčnom kotle dochádza v dôsledku zahrievania oceľového jadra vírivými prúdmi spôsobenými elektromagnetickým poľom generovaným vysokonapäťovým prúdom. Keď je pripojená energia kotla, nastane nasledovné – do primárneho toroidného vinutia kotla prúdi vysokonapäťový prúd, výsledné elektromagnetické pole tlačí vírivé prúdy do vonkajšieho povrchu oceľového jadra, ich hustota sa zvyšuje a jadrové potrubie sa najskôr zohreje zvonku a potom úplne. Teplo generované kotlom je absorbované teplonosným nosičom, ktorý ním cirkuluje a dodáva sa do vykurovacích zariadení. Zahrievanie aktívneho kotla na prevádzkovú teplotu 75 ° C trvá asi 7 minút.

Vlastnosti indukčného kotla

Tento typ vykurovacích kotlov má oproti tradičným vykurovacím telesám niekoľko výhod, má však aj nevýhody, vrátane tých, ktoré sú špecifické len pre tieto kotly. Poďme sa bližšie pozrieť na výhody a nevýhody indukčných kotlov, počnúc pozitívnymi vlastnosťami:

• úplná neprítomnosť akýchkoľvek vyhrievacích prvkov, ako aj pohyblivých a vysoko zaťažených prvkov, ktoré sú počas prevádzky opotrebované a ktoré si vyžadujú pravidelnú výmenu;
• schopnosť pracovať z nízkonapäťového a konštantného prúdu, čo je zvyčajne neprijateľné pre iné typy elektrických kotlov;
• konštrukcia kotla neobsahuje odnímateľné spojenia, t.j. pravdepodobnosť úniku je úplne vylúčená;
• výrazne rýchlejší ohrev na prevádzkovú teplotu v porovnaní s inými typmi elektrických vykurovacích kotlov;
• ochrana proti tvorbe vodného kameňa *;
• vysoký požiar (trieda II) a elektrická bezpečnosť, pretože vyhrievacie teleso (jadro) nie je priamo elektricky pripojené k induktoru (primárne vinutie) a teplotný rozdiel medzi jadrom a chladivom nepresahuje 30 ° С;
• Konštrukcia kotla nevyžaduje inštaláciu komína;
• indukčný kotol nie je potrebné inštalovať v samostatnej miestnosti;
• Rovnako ako u každého elektrického ohrievača je účinnosť takého kotla takmer 100%. Mimochodom, táto hodnota sa počas rokov svojej činnosti nemení, na rozdiel od kotlov s vyhrievacími prvkami a elektródou;
• priemerná životnosť je 25 rokov a viac (v závislosti od hrúbky kovových rúrok tvoriacich jadro kotla) a pri tomto zariadení nie sú potrebné žiadne údržbárske práce;
• umožňuje použitie takmer akéhokoľvek nosiča tepla vo vykurovacom systéme (voda, nemrznúca zmes, olej atď.) a bez akejkoľvek predbežnej prípravy;
• výmena spotrebovaného chladiva vo vykurovacom systéme sa vykonáva raz za 10 rokov;
• absolútna nehlučná prevádzka;
• nízka zotrvačnosť, ktorá umožňuje úsporu energie vďaka efektívnemu riadeniu chodu kotla pomocou elektronickej automatizácie **. Je potrebné poznamenať, že zotrvačnosť indukčných kotlov je nižšia ako zotrvačnosť výhrevných telies, ale vyššia ako zotrvačnosť elektródových kotlov;
• inštalácia kotla nevyžaduje zapojenie vysokokvalifikovaných odborníkov;
• je povolené používať pre akékoľvek uzavreté vykurovacie systémy vrátane „teplej podlahy“ a vykurovania podlahových dosiek – minimálny prah teploty pre ohrev chladiacej kvapaliny je 35 ° С.

* – usadeniny vodného kameňa na vnútorných povrchoch rúrky jadra sa nevytvárajú z dôvodu malého teplotného rozdielu medzi ohrievačom a chladiacim médiom nepresahujúcim 30 ° С, ako aj z dôvodu vysokofrekvenčných vibrácií spôsobených vírivými prúdmi, ktoré odpudzujú soľné ióny z vnútorných stien rúrky.

** – elektronické ovládanie indukčného kotla poskytuje nižšiu spotrebu energie udržiavaním teploty na presne stanovenej úrovni, t. keď stúpne, prívod energie do kotla sa okamžite vypne a obnoví sa až vtedy, keď teplota klesne pod užívateľom stanovenú teplotu.

Je potrebné poznamenať, že maximálny povolený tlak vo vykurovacom systéme s ohrevom chladiva z indukčného kotla by nemal prekročiť 0,3 MPa..

Nevýhody indukčných kotlov:

• významná veľkosť a hmotnosť. Napríklad jednofázový kotol s výkonom 2,5 kW s výškou 450 mm a priemerom 121 mm váži 23 kg;
• vysoké náklady – od 30 000 rubľov. a vyššie. Cena indukčných kotlov je čiastočne spôsobená prítomnosťou invertorového štartéra v riadiacom systéme, ktorý sám o sebe nie je lacný;
• inštalácia iba v uzavretých vykurovacích systémoch;
• počas prevádzky sa v závislosti od výkonu kotla generuje rušenie v rádiových vlnách dlhých, stredných vĺn a VHF vo vzdialenosti niekoľkých metrov od jeho umiestnenia, ktoré nie je možné úplne skontrolovať. To však nemá žiadny vplyv na ľudské telo, cítia ich iba domáce zvieratá (psy, mačky)..

Ako nainštalovať indukčný kotol

Inštalácia takýchto kotlov je povolená iba v uzavretom vykurovacom systéme vybavenom obehovým čerpadlom a expanznou expanznou nádržou. Indukčný kotol je umiestnený presne zvisle, spätné potrubie vykurovacieho okruhu je pripojené k vstupnému potrubiu (v závislosti od modelu umiestneného na spodnej alebo bočnej strane, v spodnej časti tela) a prívodné potrubie je pripojené k výstupnému potrubiu (umiestnené na hornej strane telesa alebo zhora). Indukčný kotol je pripevnený k stene pomocou upevňovacích prvkov, ktoré môžu uniesť svoju vlastnú hmotnosť a hmotnosť vykurovacieho média, ktoré počas prevádzky plní kotol. Vzdialenosť od telesa kotla k akýmkoľvek blízkym objektom, stenám, stropom a podlahe musí byť po stranách najmenej 300 mm, najmenej 800 mm – zdola a zhora.

Počas inštalačných prác musí byť indukčný kotol uzemnený. Viazanie kovovými rúrkami nie je potrebné, môžete kovovo-plastové rúrky okruhu spojiť priamo s dýzami kotla. V úseku potrubia, ktorý sa nachádza neďaleko od výstupného potrubia z kotla, je zabudovaná bezpečnostná skupina – manometer, automatický odvzdušňovací ventil a výbušný ventil. Uzatváracie ventily môžu byť inštalované do vykurovacieho okruhu po umiestnení bezpečnostných skupín, expanzná nádrž môže byť nainštalovaná vo vratnej časti. Po umiestnení expansomatu a pred vložením spätného potrubia do indukčného kotla sa do okruhu postupne zabuduje usadzovací filter, filter s hrubými okami, obehové čerpadlo a snímač prietoku (umožňuje vám regulovať prietok chladiva pozdĺž spätného okruhu, jeho prietok do kotla). Riadiaci systém indukčného kotla je inštalovaný podľa pravidiel PUE a je pripojený ku kotlu podľa schém uvedených v jeho technickom pase..

Ako zvoliť indukčný kotol

Na ruskom trhu existujú hlavne jednofázové a trojfázové indukčné kotly dvoch domácich výrobcov – LLC „Alternative Energy“ (značka „VIN“) a CJSC „NPK“ INERA “(značka„ SAV “), s výkonom 2,5 až 7 kW ( jednofázové) a od 7 do 60 kW (trojfázové).

Okrem povinných prvkov, ktoré sú vybavené vykurovacím systémom s indukčným kotlom, a na uľahčenie jeho ovládania, je povolené dokončiť s jednotkou elektronického programátora pre režimy prevádzky kotla na jeden týždeň alebo programátorom, ktorý vám umožňuje diaľkovo ovládať prevádzku vykurovacieho systému prostredníctvom kanála GSM..

Vzhľadom na to, že výkonnosť indukčných kotlov sa v priebehu rokov prevádzky neklesá, výber požadovaného modelu sa vykonáva v pomere 60 W / m.² oblasť na vyhrievanie. Napríklad pre priestory s celkovou plochou 20 m² potrebujete kotol s kapacitou 3 kW. Na presný výpočet požadovaného výkonu kotla vo vzťahu ku konkrétnej budove je potrebné zapojiť odborníkov, ktorí posúdia stupeň izolácie priestorov v nej..

Záručná doba pre indukčné kotly je 3 roky pre samotný kotol a jeden rok pre elektrické vybavenie skrinky, s ktorou je dokončená. Rozhodujúcim momentom v priebehu bezporuchovej prevádzky takýchto kotlov je hrúbka oceľového jadra – čím je jeho stena hrubšia, tým dlhšie bude schopná odolať korozívnym procesom. Optimálna hrúbka steny jadra je 10 mm.

Výhodou použitia elektrických indukčných kotlov je aj schopnosť udržiavať optimálnu teplotu v budovách, ktoré majitelia občas navštevujú. V tomto prípade nebude potrebný obzvlášť výkonný model, pretože aj kotol s výkonom 6 kW je schopný udržať teplotu v dome s rozlohou napríklad 120 m.² na úrovni 12-15 ° С. A pretože vidiecka chata má obvykle krb, potom jej roztavením môžete ľahko a rýchlo zvýšiť teplotu udržiavanú indukčným kotlom na pohodlnú úroveň, čo by nebolo možné v nevykurovanej budove..