Indukční kotel je nejlepším zdrojem elektrického tepla pro topné systémy

Obsah článku

• Historie indukčního kotle
• Zařízení a princip činnosti
• Vlastnosti indukčního kotle
• Jak nainstalovat indukční kotel
• Jak zvolit indukční kotel

V tomto článku: Historie vzniku indukčních kotlů; princip činnosti a zařízení kotle; klady a zápory indukčních kotlů; jak nainstalovat kotel v uzavřeném topném systému; výběr indukčního kotle.

Organická paliva, jako je dřevo, uhlí, ropné produkty a zemní plyn, tvoří hlavní skupinu energetických nosičů na Zemi používaných k vytápění našich domů a bytů. Každá z jejích odrůd má však dvě závažné nevýhody a druhá z nich je obzvláště kritická na úrovni domácnosti – jakmile v důsledku plné produkce nebude vůbec žádné organické palivo, je z jakéhokoli důvodu velmi obtížné jej v některých regionech SNS získat. A v takové zoufalé situaci se majitelé domů obracejí na vytápění elektrických kotlů a jejich výběr leží mezi kotly s topnými prvky a kotly s tepelnými elektrickými ohřívači – tj. jako taková není na výběr. Existují však také elektrické indukční kotle a jejich provozní vlastnosti jsou poměrně vysoké …

Historie indukčního kotle

Od asi 1822 do 1831 provedl brilantní anglický vědec a výzkumník Michael Faraday sérii experimentů s cílem převést magnetismus na elektřinu. A teprve na konci srpna 1831 dal další Faradayův experiment výsledek, který vědec doufal – poté, co dostal elektrický proud do primárního vinutí navinutého na kulaté železné jádro, objevil elektromagnetickou indukci.

Objev Michaela Faradaye byl původně používán v transformátorech, generátorech a motorech, ale to se stalo opravdu žádaným až o 70 let později – od začátku 20. století si tempo průmyslového rozvoje vyžadovalo nové metody tavení kovů v dílně. A první indukční tavírna byla otevřena v anglickém Sheffieldu v roce 1927.

V 80. letech XX. Století byly vytvořeny indukční kotle, které byly použity pro vytápění v průmyslových podnicích, včetně SSSR: první typ spotřeboval proud s frekvencí 50 Hz, druhý – s frekvencí 1 kHz a vyšší. Rozměry a hmotnost průmyslových indukčních kotlů jsou docela působivé, chladivo v nich cirkuluje sekundárním vinutím trubek umístěných na kovovém jádru s primárním vinutím. V 90. letech minulého století se v Rusku objevily sériové modely indukčních kotlů určených pro domácí topné systémy, které se liší od průmyslových analogů v mnohem menší velikosti a hmotnosti..

Je třeba poznamenat, že fyzik-vynálezce Nikolo Tesla nemá přímý vztah k indukčnímu kotli – s výjimkou snad objevu střídavého elektrického proudu.

Zařízení a princip činnosti

Tělo indukčního kotle je vícevrstvé – jádro s dvojitou stěnou, pak vrstva elektrické a tepelné izolace, poté vnější (vnější) tělo. Na rozdíl od průmyslových indukčních kotlů s válcovým vinutím se u domácích kotlů používá vinutí z toroidního měděného drátu, vyrobené mezi dvěma trubkami z feromagnetické oceli, které jsou navzájem svařeny stěnou větší než 10 mm, vnitřní průměr je menší než vnější průměr. Výsledkem je nižší hmotnost, vyšší účinnost a malé rozměry kotle ve srovnání s průmyslovými analogy. Vnitřní trubka s toroidním vinutím působí jako jádro (magnetický obvod), vnitřní trubka je topným prvkem pro chladicí kapalinu.

Chladicí kapalina, voda nebo nemrznoucí směs, vstupuje do kotle přes přívodní trubku přivařenou oběma kovovými trubkami. V důsledku velké vnitřní plochy vnitřního trubkového tepelného výměníku dostává tepelný nosič přibližně 98% tepelné energie generované indukčním kotlem a v kratší době než ohřev topnými prvky díky menší setrvačnosti. Indukční proud generovaný vysokofrekvenčním magnetickým polem z vnějšího vinutí do vnitřní trubky způsobuje zahřívání topného média, zatímco vibrace stěn při vysokých frekvencích zabraňují hromadění usazenin na kovových stěnách. Vnější elektrická a tepelná izolační vrstva poskytuje úplnou ochranu před možným únikem elektrického proudu a tepelnými ztrátami..

Střídavý proud pod napětím, jehož frekvence je asi 20 kHz, je dodáván do kotle z polovodičového měniče. Kromě měniče obsahuje balíček invertorového kotle také elektronický termostat (v tělese kotle je zabudován teplotní senzor) a jističe.

Zahřívání chladicího média v indukčním kotli nastává v důsledku zahřívání ocelového jádra vířivými proudy způsobenými elektromagnetickým polem generovaným vysokonapěťovým proudem. Když je připojen výkon kotle, nastává následující – vysokonapěťový proud proudí do primárního toroidního vinutí kotle, výsledné elektromagnetické pole tlačí vířivé proudy do vnějšího povrchu ocelového jádra, jejich hustota se zvyšuje a jádrové potrubí se nejprve zahřívá zvnějšku a poté úplně. Teplo generované kotlem je absorbováno tepelným nosičem cirkulujícím skrz něj a dodávaným do topných zařízení. Zahřátí jádra indukčního kotle na provozní teplotu 75 ° C trvá asi 7 minut.

Vlastnosti indukčního kotle

Tento typ topných kotlů má oproti tradičním topným tělesům řadu výhod, má však také nevýhody, včetně těch, které jsou specifické pouze pro takové kotle. Pojďme se blíže podívat na výhody a nevýhody indukčních kotlů, počínaje pozitivními vlastnostmi:

• úplná absence jakýchkoli topných těles, jakož i pohyblivých a vysoce zatížených prvků, které jsou během provozu opotřebovány a vyžadují pravidelnou výměnu;
• schopnost pracovat z nízkonapěťového a stálého proudu, což je obvykle nepřijatelné pro jiné typy elektrických kotlů;
• struktura kotle neobsahuje oddělitelná připojení, tj. pravděpodobnost úniku je zcela vyloučena;
• výrazně rychlejší vytápění na provozní teplotu ve srovnání s jinými typy elektrických topných kotlů;
• ochrana proti tvorbě vodního kamene *;
• vysoký požár (třída II) a elektrická bezpečnost, protože topný článek (jádro) není elektricky připojen přímo k induktoru (primární vinutí) a teplotní rozdíl mezi jádrem a chladivem nepřesahuje 30 ° С;
• konstrukce kotle nevyžaduje instalaci komína;
• Není nutné instalovat indukční kotel v samostatné místnosti;
• Stejně jako každý elektrický ohřívač je účinnost takového kotle téměř 100%. Mimochodem se tato hodnota v průběhu let své činnosti nemění, na rozdíl od kotlů s topnými články a elektrodou;
• průměrná životnost je 25 let a více (v závislosti na tloušťce kovových trubek tvořících jádro kotle) ​​a u tohoto zařízení není nutná údržba;
• umožňuje použití téměř jakéhokoli chladicího média v topném systému (voda, nemrznoucí směs, olej atd.) a bez předběžné přípravy;
• výměna spotřebovaného chladiva v topném systému se provádí jednou za 10 let;
• absolutní tichý provoz;
• nízká setrvačnost, která šetří energii díky efektivnímu řízení provozu kotle pomocí elektronické automatizace **. Je třeba poznamenat, že setrvačnost indukčních kotlů je nižší než setrvačnost topných těles, ale vyšší než setrvačnost elektrodových kotlů;
• instalace kotle nevyžaduje zapojení vysoce kvalifikovaných odborníků;
• je povoleno používat pro všechny uzavřené topné systémy, včetně „teplé podlahy“ a pro podlahové vytápění – minimální prahová teplota pro topnou teplotu topného média je 35 ° С.

* – usazeniny na vnitřních površích trubice jádra se netvoří kvůli malému teplotnímu rozdílu mezi ohřívačem a chladicí kapalinou nepřesahujícím 30 ° C, jakož i kvůli vysokofrekvenčním vibracím způsobeným vířivými proudy, které odpuzují ionty soli z vnitřních stěn trubky.

** – elektronické ovládání indukčního kotle zajišťuje nižší spotřebu energie udržováním teploty na přesně stanovené úrovni, tj. když stoupne, napájení kotle se okamžitě vypne a obnoví se, pouze když teplota klesne pod uživatelem specifikovanou teplotu.

Je třeba poznamenat, že maximální přípustný tlak ve vytápěcím systému s ohřevem chladiva z indukčního kotle by neměl překročit 0,3 MPa.

Nevýhody indukčních kotlů:

• významná velikost a hmotnost. Například jednofázový kotel o výkonu 2,5 kW, s výškou 450 mm a průměrem 121 mm, váží 23 kg;
• vysoké náklady – od 30 000 rublů. a vyšší. Cena indukčních kotlů je částečně způsobena přítomností střídačového spouštěče v řídicím systému, který není sám o sobě levný;
• instalace pouze v uzavřených topných systémech;
• během provozu je v závislosti na výkonu kotle generováno rušení v rádiových vlnách dlouhých vln, středních vln a VHF ve vzdálenosti několika metrů od jeho umístění, které nelze úplně promítnout. To však nemá žádný vliv na lidské tělo, cítí je pouze domácí zvířata (psi, kočky)..

Jak nainstalovat indukční kotel

Instalace takových kotlů je povolena pouze v uzavřeném topném systému vybaveném nuceným oběhovým čerpadlem a expanzní expanzní nádobou. Indukční kotel je umístěn přesně svisle, zpětná trubka topného okruhu je připojena k přívodní trubce (v závislosti na modelu umístěném na spodní nebo boční straně, v dolní části těla) a přívodní potrubí je připojeno k výstupní trubce (umístěné na horní straně tělesa nebo shora). Indukční kotel je připevněn ke zdi pomocí upevňovacích prvků, které mohou nést svou vlastní hmotnost a hmotnost topného média, které během provozu naplní kotel. Vzdálenost od tělesa kotle k okolnímu objektu, stěnám, stropu a podlaze musí být po stranách nejméně 300 mm, nejméně 800 mm – zdola a shora.

Během instalačních prací musí být indukční kotel uzemněn. Páskování kovovými trubkami není nutné, můžete spojit kovové plastové trubky obvodu přímo s tryskami kotle. V úseku potrubí umístěném nedaleko odtokového potrubí kotle je zabudována bezpečnostní skupina – manometr, automatický odvzdušňovací ventil a výbušný ventil. Uzavírací ventily lze instalovat do topného okruhu po umístění bezpečnostních skupin, expanzní nádrž – ve vratné sekci. Po umístění expanzního potrubí a před zavedením zpětného potrubí do indukčního kotle je do okruhu postupně zabudován usazovací filtr, filtr s hrubou sítí, oběhové čerpadlo a snímač průtoku (umožňuje vám regulovat průtok chladicího média podél vratného okruhu, jeho průtok do kotle). Indukční řídicí systém kotle je instalován podle pravidel PUE a je připojen k kotli podle schémat uvedených v jeho technickém pasu..

Jak zvolit indukční kotel

Na ruském trhu jsou hlavně jednofázové a třífázové indukční kotle dvou tuzemských výrobců – LLC „Alternativní energie“ (značka „VIN“) a CJSC „NPK“ INERA “(značka„ SAV “), s kapacitou 2,5 až 7 kW ( jednofázové) a od 7 do 60 kW (třífázové).

Kromě povinných prvků, které jsou vybaveny topným systémem s indukčním kotlem, a pro usnadnění jeho ovládání je povoleno doplnit elektronickou programovací jednotku pro provozní režimy kotle po dobu jednoho týdne nebo programátor, který vám umožňuje dálkově ovládat provoz topného systému přes kanál GSM.

Vzhledem k tomu, že výkon indukčních kotlů v průběhu let provozu neklesá, je výběr požadovaného modelu proveden v poměru 60 W / m² oblast k vytápění. Například pro prostory o celkové ploše 20 m² potřebujete kotel s kapacitou 3 kW. K přesnému výpočtu potřebného výkonu kotle ve vztahu ke konkrétní budově je nutné zapojit odborníky, kteří budou posuzovat stupeň izolace prostor v ní..

Záruční doba pro indukční kotle je 3 roky na samotný kotel a rok na elektrická zařízení skříně, s níž je dokončena. Rozhodujícím okamžikem v době bezporuchového provozu takových kotlů je tloušťka ocelového vnitřního trubkového jádra – čím silnější je jeho zeď, tím déle bude schopen odolat korozivním procesům. Optimální tloušťka stěny jádrové trubky je 10 mm.

Výhodou použití elektrických indukčních kotlů je také schopnost udržovat optimální teplotu v budovách, které majitelé občas navštěvují. V tomto případě nebude zapotřebí zvláště výkonného modelu, protože i kotel o výkonu 6 kW je schopen udržovat teplotu v domě o rozloze například 120 m² na úrovni 12-15 ° С. A protože venkovská chata má obvykle krb, pak jej roztavením můžete snadno a rychle zvýšit teplotu udržovanou indukčním kotlem na příjemnou úroveň, což by nebylo možné v nevyhřívané budově nemožné.

Podobné záznamy:

1. Indukční ohřívací kotel Obsah článku Indukční ohřívač s vířivkou pro domácí kutily (VIN) Vylepšujeme výměník tepla Úspora spotřeby elektřiny Bezpečnostní opatření při instalaci indukčního kotle a energeticky úsporného okruhu Co je vířivý indukční ohřívač...
2. Cirkulační čerpadla pro topné systémy Obsah článku Tepelná čerpadla – historie Zařízení a princip činnosti Druhy oběhových čerpadel Tepelná čerpadla – jak je vybrat Výběr místa a instalace oběhového čerpadla V tomto článku: Historie oběhových čerpadel...
3. Indukční vařič – klady a zápory sporáků, recenze Obsah článku Co je indukční vařič Princip fungování Klady a zápory indukčního sporáku Indukční vařič Oursson Bosch Ipplate Kitfort Gastrorag Nekonečné Jak vybrat indukční vařič Každý rok jsou kuchyňské spotřebiče vylepšovány....
4. Izolujeme podlahové topné systémy vodou pomocí PENOPLEX FUNDAMENT® Budoucí obyvatelé přemýšlejí o výběru vytápění domu nebo letní rezidence ve fázi návrhu. Hlavním problémem domů s autonomním topným systémem s radiátory je chladná podlaha. Proto si obyvatelé venkovských domů často...

Přečtěte si více  Sociální norma spotřeby elektřiny: pomůže šetřit elektřinu