Induktsioonkatel on küttesüsteemide jaoks parim elektrisoojuse allikas

Selles artiklis: Induktsioonkatelde loomise ajalugu; katla tööpõhimõte ja seade; induktsioonkatelde plussid ja miinused; kuidas paigaldada katla suletud küttesüsteemi; induktsioonkatla valik.

Orgaanilised kütused, nagu puit, kivisüsi, naftasaadused ja maagaas, moodustavad põhilise maa peal olevate energiakandjate rühma, mida kasutatakse meie kodude ja korterite soojendamiseks. Kuid mõnel selle sordil on kaks tõsist puudust ja teine ​​on eriti kriitiline kodumajapidamise tasandil – kui ükski orgaaniline kütus selle täieliku tootmise tõttu üldse puudub, on seda mõnes SRÜ piirkonnas mingil põhjusel äärmiselt keeruline saada. Ja sellises meeleheitlikus olukorras pöörduvad majaomanikud elektriküttekatelde poole ja nende valik peitub kütteelementidega katelde ja elektriliste soojakuumutitega katelde vahel – s.t. kui sellist pole valikut. Kuid on ka elektrilisi induktsioonkatelde ja nende jõudlus on üsna kõrge …

Induktsioonkatla ajalugu

Umbes 1822–1831 viis geniaalne inglise teadlane ja maadeavastaja Michael Faraday läbi rea katseid, mille eesmärk oli muuta magnetism elektriks. Ja alles 1831. aasta augusti lõpus andis teine ​​Faraday eksperiment tulemuse, mida teadlane lootis – olles saanud elektrivoolu ümmarguse rauasüdamiku primaarses traadimähises, avastas ta elektromagnetilise induktsiooni.

Michael Faraday avastust kasutati algselt trafodes, generaatorites ja mootorites, kuid tõeliseks nõudluseks sai see alles 70 aastat hiljem – alates 20. sajandi algusest nõudis tööstuse arengu tempo töökojas uusi meetodeid metallide sulatamiseks. Ja esimene induktsioonisulam avati Inglismaal Sheffieldis 1927. aastal.

XX sajandi 80-ndatel loodi induktsioonkatlad, mida kasutati kütteks tööstusettevõtetes, sealhulgas NSV Liidus: esimene tüüp tarbis voolu sagedusega 50 Hz, teine ​​- sagedusega 1 kHz ja rohkem. Tööstuslike induktsioonkatelde mõõtmed ja kaal on üsna muljetavaldavad, neis olev jahutusvedelik tsirkuleerib primaarmähisega metallist südamiku peale asetatud torude sekundaarmähise kaudu. Kodumajapidamises kasutatavatele küttesüsteemidele mõeldud induktsioonkatelde seeriamudelid, mis erinevad tööstuslikest analoogidest palju väiksema suuruse ja kaalu poolest, ilmusid Venemaal eelmise sajandi 90ndatel.

Tuleb märkida, et füüsik-leiutaja Nikolo Teslal puudub otsene seos induktsioonikatlaga – välja arvatud ehk vahelduva elektrivoolu avastamise kaudu.

Seade ja tööpõhimõte

Induktsioonkatla korpus on mitmekihiline – topelt seinaga südamik, seejärel elektri- ja soojusisolatsiooni kiht, seejärel välimine (välimine) keha. Erinevalt silindrilise mähisega tööstuslikest induktsioonkateldest kasutavad kodumajapidamises kasutatavad katlad toroidset vasktraadimähist, mis on tehtud kahe üksteisega keevitatud ferromagnetilise terastoru vahel, mille sein on suurem kui 10 mm, siseläbimõõt on väiksem kui välisläbimõõt. Selle tulemusel saavutatakse katla väiksem kaal, suurem efektiivsus ja väikesed mõõtmed võrreldes tööstuslike analoogidega. Toroidmähisega sisemine toru toimib südamikuna (magnetiline vooluring), sisemine on jahutusvedeliku kuumutuselement.

Jahutusvedelik, vesi või antifriis, siseneb katlasse sisselasketoru kaudu, mis on keevitatud läbi mõlema metalltoru. Sisemise torusoojusvaheti suure sisepinna tõttu saab soojuskandja väiksema inertsuse tõttu umbes 98% induktsioonkatla toodetavast soojusenergiast ja lühema aja jooksul kui kütteelementidega kuumutamine. Kõrgsagedusliku magnetvälja poolt välimähisest sisetoruni tekitatav induktsioonivool põhjustab jahutusvedeliku kuumutamist, samal ajal kui seinte kõrgetel sagedustel tekkiv vibratsioon takistab skaala kogunemist metallseintele. Väline elektri- ja soojusisolatsioonikiht pakub täielikku kaitset võimalike elektrivoolu lekete ja soojuskao eest..

Pingega alalisvoolu vahelduvvool, mille sagedus on umbes 20 kHz, tarnitakse katlale pooljuhtmuunduri muundurist. Lisaks inverterile sisaldab inverteri katlakomplekt elektroonilist termostaati (katla korpusesse on sisse ehitatud temperatuuriandur) ja kaitselüliteid.

Jahutusvedeliku kuumutamine induktsioonkatlas toimub terase südamiku kuumutamise tõttu pöörisvoolude poolt, mis on põhjustatud kõrgepingevoolu tekitatud elektromagnetilisest väljast. Katla toite ühendamisel toimub järgmine – katla primaarsesse toroidsesse mähisesse voolab kõrgepinge vool, tekkiv elektromagnetiline väli surub pöörisvoolud terase südamiku välispinnale, nende tihedus suureneb ja tuumutoru soojeneb kõigepealt väljastpoolt ja seejärel täielikult. Katla tekitatud soojus neelab läbi selle ringleva soojuskandja ja tarnitakse kütteseadmetele. Induktsioonkatla südamiku soojendamiseks töötemperatuurini 75 ° C kulub umbes 7 minutit.

Induktsioonkatla omadused

Seda tüüpi küttekateldel on traditsiooniliste kütteelementide ees mitmeid eeliseid, kuid sellel on ka puudusi, sealhulgas need, mis on iseloomulikud ainult sellistele kateldele. Vaatame lähemalt induktsioonkatelde plusse ja miinuseid, alustades positiivsetest omadustest:

• mis tahes kütteelementide, samuti liikuvate ja suure koormusega elementide täielik puudumine, mis töö ajal kuluvad ja vajavad perioodilist väljavahetamist;
• võime töötada madala pinge ja püsivoolu toiteallikast, mis on tavaliselt muud tüüpi elektrikatelde jaoks vastuvõetamatu;
• katla konstruktsioon ei sisalda eemaldatavaid ühendusi, s.t. lekke tõenäosus on täielikult välistatud;
• oluliselt kiirem kuumutamine töötemperatuurini, võrreldes mis tahes muud tüüpi elektriküttekateldega;
• kaitse katlakivi moodustumise eest *;
• suur tulekahju (II klass) ja elektriohutus, kuna kütteelement (südamik) pole elektriliselt otse induktiivpooliga ühendatud (primaarmähis) ning südamiku ja jahutusvedeliku temperatuuride erinevus ei ületa 30 ° С;
• katla konstruktsioon ei nõua korstna paigaldamist;
• induktsioonkatelt pole vaja eraldi ruumi paigaldada;
• Nagu iga elektrikerise puhul, on sellise katla kasutegur 100% lähedal. Muide, see väärtus ei muutu selle tööaastate jooksul, erinevalt kütteelementide ja elektroodiga katlatest;
• keskmine kasutusiga on 25 aastat ja rohkem (sõltuvalt katla südamiku moodustavate metalltorude paksusest) ning selle seadmega pole hooldustöid vaja;
• võimaldab teil kasutada küttesüsteemis peaaegu kõiki soojuskandjaid (vesi, antifriis, õli jne) ja ilma eelneva ettevalmistamiseta;
• kulutatud jahutusvedeliku asendamine küttesüsteemis toimub üks kord 10 aasta jooksul;
• absoluutne müratu töö;
• madal inerts, mis võimaldab säästa energiat tänu katla töö tõhusale juhtimisele elektroonilise automaatika abil **. Tuleb märkida, et induktsioonkatelde inerts on madalam kui kütteelementide oma, kuid suurem kui elektroodikatelde;
• katla paigaldamine ei nõua kõrgelt kvalifitseeritud spetsialistide kaasamist;
• seda on lubatud kasutada suletud küttesüsteemide jaoks, sealhulgas sooja põranda jaoks ja põrandakütte jaoks – jahutusvedeliku kuumutamisel on minimaalne temperatuuriläve 35 ° С.

* – tuumiktoru sisepindadel ei moodustu katlakivi ladestusi küttekeha ja jahutusvedeliku väikese temperatuuri erinevuse tõttu, mis ei ületa 30 ° С, samuti torude siseseintest soolaioonide tõrjuvate pöörisvoolude põhjustatud kõrgsageduslike vibratsioonide tõttu.

** – induktsioonkatla elektrooniline juhtimine tagab väiksema energiakulu, hoides temperatuuri rangelt määratletud tasemel, s.o. kui see tõuseb, lülitatakse katla toiteallikas kohe välja ja jätkatakse alles siis, kui temperatuur langeb alla kasutaja määratud temperatuuri.

Tuleb märkida, et induktsioonikatelde jahutusvedeliku kuumutamisel küttesüsteemis ei tohiks maksimaalne lubatud rõhk ületada 0,3 MPa.

Induktsioonkatelde miinused:

• märkimisväärne suurus ja kaal. Näiteks 2,5 kW ühefaasiline boiler, kõrgusega 450 mm ja läbimõõduga 121 mm, kaalub 23 kg;
• kõrge hind – alates 30 000 rubla. ja kõrgem. Osaliselt on induktsioonkatelde hind tingitud muunduri starteri olemasolust juhtimissüsteemis, mis pole iseenesest odav;
• paigaldamine ainult suletud küttesüsteemides;
• töö ajal, sõltuvalt katla võimsusest, tekitatakse häireid pika-, keskmise- ja VHF-raadiosides, mis asuvad selle asukohast mitme meetri kaugusel, mida ei saa täielikult ekraanile kuvada. Kuid see ei mõjuta inimese keha, vaid koduloomad (koerad, kassid) on võimelised neid tundma..

Kuidas paigaldada induktsioonkatel

Selliste katelde paigaldamine on lubatud ainult suletud küttesüsteemis, mis on varustatud sunnitud tsirkulatsioonipumba ja expansomat paisupaagiga. Induktsioonkatel on paigutatud rangelt vertikaalselt, küttekontuuri tagasivoolutoru on ühendatud sisselasketoruga (sõltuvalt mudelist, mis asub kere alumises või küljes, keha alumises osas) ja toitetorustik on ühendatud väljalasketoruga (asub kere ülaservas või ülalt). Induktsioonkatel kinnitatakse seina külge kinnitusdetailidega, mis suudavad toetada oma kaalu ja küttematerjali kaalu, mis täidab katla töö ajal. Katla korpuse kaugus lähedalasuvatest objektidest, seintest, laest ja põrandast peab olema vähemalt 300 mm külgedest, vähemalt 800 mm – alt ja ülevalt.

Paigaldustööde ajal peab induktsioonkatel olema maandatud. Metalltorudega sidumine pole vajalik, saate vooluringi metall-plasttorud ühendada otse katla pihustitega. Katla väljalasketorust mitte kaugel asuvasse torustiku sektsiooni on ehitatud ohutusrühm – manomeeter, automaatne õhuava ja plahvatusventiil. Pärast ohutusrühma paigutamise punkte saab küttekontuuri paigaldada sulgeventiilid, paisupaagi saab paigaldada tagasivoolu sektsiooni. Pärast punkti, kuhu expansomat pannakse, ja enne tagasivoolutorustiku sisseviimist induktsioonkatlasse, ehitatakse ahelasse järjestikku settefilter, jämeda võrgu filter, tsirkulatsioonipump ja vooluandur (võimaldab teil kontrollida jahutusvedeliku voolu mööda tagasivooluahelat, selle voolu katlasse). Induktsioonkatla juhtimissüsteem on paigaldatud vastavalt PUE reeglitele ja ühendatud katlaga vastavalt tehnilises passis esitatud skeemidele..

Kuidas valida induktsioonkatelt

Venemaa turul on peamiselt kahe kodumaise tootja – LLC “Alternative Energy” (kaubamärk “VIN”) ja CJSC “NPK” INERA “(kaubamärk” SAV “) ühe- ja kolmefaasilised induktsioonkatlad võimsusega 2,5 kuni 7 kW ( ühefaasiline) ja võimsusega 7 kuni 60 kW (kolmefaasiline).

Lisaks kohustuslikele elementidele, mis on varustatud induktsioonkatlaga küttesüsteemiga ja selle juhtimise hõlbustamiseks, on ühe nädala jooksul lubatud komplekteerida katla töörežiimide elektroonilise programmeerimisseadmega või programmeerijaga, mis võimaldab teil GSM-kanali kaudu küttesüsteemi tööd kaugjuhtimisega kontrollida.

Arvestades, et induktsioonkatelde võimsus tööaastate jooksul ei vähene, valitakse vajalik mudel suhtega 60 W / m² köetav ala. Näiteks ruumide jaoks, mille üldpind on 20 m² peate katla võimsusega 3 kW. Katla vajaliku võimsuse täpseks arvutamiseks konkreetse hoone suhtes on vaja kaasata spetsialiste, kes hindavad selles asuvate ruumide soojustusastet..

Induktsioonkatelde garantiiperiood on katla enda jaoks 3 aastat ja aasta kapis asuvate elektriseadmete jaoks, millega see valmib. Selliste katelde tõrgeteta töötamise kestus on terasest sisemise torusüdamiku paksus – mida paksem on selle sein, seda kauem suudab see söövitavaid protsesse vastu pidada. Südamiku toru optimaalne seinapaksus on 10 mm.

Elektriliste induktsioonkatelde kasutamise mugavus seisneb ka võimes hoida optimaalset temperatuuri hoonetes, mida omanikud aeg-ajalt külastavad. Sel juhul pole eriti võimsat mudelit vaja, sest isegi 6 kW boiler suudab hoida temperatuuri majas, mille pindala on näiteks 120 m² tasemel 12-15 ° С. Ja kuna maamajas on tavaliselt kamin, siis selle sulatamise abil saate induktsioonkatla hoitava temperatuuri hõlpsalt ja kiiresti tõsta mugavale tasemele, mis oleks kütteta hoones võimatu.