Реклама Заказать смету Вопросы

Введите ваш запрос для начала поиска.

Индукционный котел отопления

Индукционный котел отопления как способ обогрева дома используется уже давно. В этой статье мы поговорим о особенностях индукционных котлов, их преимуществах и недостатках.

Представляем вашему вниманию небольшое эссе, описывающее довольно интересный источник получения тепловой энергии, называемый индукционным котлом отопления. Мы достаточно подробно остановимся на истории создания данного устройства, его достоинствах и недостатках, способах установки в отопительную систему закрытого типа, а также критериях выбора определенной модели данного изделия. 

Индукционный котел отопления

1. Небольшой экскурс в историю

Несмотря на разнообразие видов (каменный уголь, древесина, природный газ, продукты переработки нефти), органическое топливо обладает несколькими существенными недостатками. Однако наиболее критичным является следующий – чрезвычайно высокая продолжительность «цикла возобновляемости», что приведет к его полному отсутствию (в отдельных регионах) вследствие полной выработки.  

Идеальным альтернативным решением этой проблемы могут стать лишь те отопительные системы, источником питания которых служит электрическая энергия. 

В августе 1831 года М.Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, то есть осуществил преобразование явления «магнетизма» в электрическую энергию.

В основу принципа действия индукционного отопительного котла положено открытие знаменитого английского исследователя и ученого Майкла Фарадея, совершенное в 30-х годах девятнадцатого столетия.

Годом рождения индукционного котла можно считать 1927 год, поскольку именно тогда в Англии (Шеффилд) открылась первая плавильня индукционного типа.

Уровень промышленного развития того времени не способствовал достаточно широкому использованию данного изобретения. Применение оно нашло лишь в производстве генераторов, электрических двигателей и трансформаторов. Однако темпы промышленного развития обусловили необходимость применения новых производственных технологий (например, плавки металлов в цеховых условиях).

Что же касается индукционных котлов отечественного производства, то их первые модели были созданы в восьмидесятых годах прошлого столетия и предназначались исключительно для промышленного производства. Котлы бытового назначения в СССР появились спустя десятилетие.

2. Конструктивное исполнение, принцип действия и характеристики изделия

2.1 Конструкция

Индукционный котел имеет корпус многослойного типа:

  • сердечник, имеющий двойную стенку;
  • слой электроизолирующего и теплоизолирующего материала;
  • внешний корпус.

Обмотка индукционных котлов бытового класса принципиально отличается от цилиндрической обмотки промышленных агрегатов, поскольку выполняется посредством медного провода, размещенного между сваренными между собой ферромагнитными стальными трубками (толщина стенки > 10 миллиметров). Тороидальная обмотка выступает в роли магнитопровода (сердечника), а внутренняя обмотка служит нагревательным элементом теплоносителя.

Данная конструкция обеспечивает меньшие габаритные размеры и собственную массу изделия, а также высокий уровень КПД.

2.2 Индукционный котел - принцип действия

Теплоноситель (масло, антифриз, вода), подающийся через вваренный металлические трубы вводный патрубок принимает около 96-98% генерируемой котлом тепловой энергии. Генерируемый магнитным полем высокой частоты индукционный ток, поступая с обмотки (внешней) на трубу (внутреннюю) обеспечивает нагрев теплоносителя. Процесс высокочастотной вибрации стенок препятствует отложению на них накипи. Внешние (теплоизоляционный и электроизоляционный) слои эффективно защищают от тепловых потерь и утечек электрического тока.

Индукционный котел - принцип действия

Поступление переменного тока (частотой ~20 КГц) обеспечивается посредством инверторного полупроводникового преобразователя. В качестве вспомогательных элементов выступают: встроенный в корпус датчик температуры и выключатели-автоматы.

Процесс нагревания теплоносителя обеспечивается повышением температуры стального сердечника, обусловленного воздействием вихревых токов электромагнитного поля, полученного в результате генерации тока высокого напряжения. Тепловая энергия, выработанная котлом, поглощается теплоносителем и им же доставляется непосредственно к отопительным приборам.

2.3 Характеристики котла индукционного типа

Рассмотрение характеристик индукционного котла станет более наглядным в рамках представления его положительных и отрицательных технических и эксплуатационных качеств.

2.3.1 Достоинства индукционного котла отопления

  • Отсутствие элементов (нагревательных, подвижных, высоконагруженных), подверженных эксплуатационному износу и требующих замены в процессе эксплуатации;
  • Меньшее время достижения рабочей температуры (в сравнении с электрокотлами других типов);
  • Возможность осуществления стабильного рабочего процесса от источника электропитания, обладающего особыми характеристиками (низкий уровень напряжения, постоянный ток);
  • Отсутствие разъемных соединений, минимизирующее риск нарушения герметичности (протечки);
  • Действенная защита от образования отложений накипи;

Малая разница температур теплоносителя и нагревателя (< 300С) в совокупности с режимом высокочастотных вибраций отталкивает ионы солей от внутренней поверхности стенок трубок. 

  • Отличный уровень (II класс) электрической и пожарной безопасности, обеспеченный отсутствием электрической связи нагревательного элемента (сердечника) с первичной обмоткой (индуктором);
  • Отсутствие необходимости создания дымохода и размещения агрегата в отдельном помещении;

Значение данного параметра практически не изменяется в процессе эксплуатации, что выгодно отличает колы индукционного типа от котлов электродных и имеющих ТЭНы.          

  • Высочайший уровень КПД, приближающийся к абсолютному (100%);
  • Продолжительный эксплуатационный срок (не менее 25-ти лет) в условиях полного отсутствия профилактического обслуживания;
  • Возможность применения в качестве теплоносителя все доступные жидкости (вода, масло, антифриз и т.п.) без проведения подготовительных работ;
  • Большая продолжительность использования теплоносителя без замены (до 10-ти лет);
  • Минимальный уровень шума, производимый в результате рабочего процесса;

Показатель инерционности индукционного котла ниже аналогичного показателя котлов с ТЭНами, однако, уступает показателю котлов электродного типа.

  • Возможность экономного использования электрической энергии, обусловленная низким уровнем инерционности котла, что в свою очередь позволяет осуществлять эффективное управление рабочим процессом посредством автоматических устройств электронного типа;
  •   Отсутствие необходимости привлечения высококвалифицированных специалистов для выполнения монтажа устройства;
  • Возможность использования в системах отопления закрытого типа (плинтусное отопление, «теплый пол»), обусловленная значением минимального порога нагрева теплоносителя – 350С.

Максимально допустимый уровень давления в системе отопления, использующей для нагрева теплоносителя котел индукционного типа, соответствует 0,3 Мпа.

2.3.2 Недостатки котлов индукционного типа:

  • Солидная собственная масса и значительные габаритные размеры;
  • Высокая стоимость, обусловленная оснащением системы управления котла дорогостоящим инверторным пускателем;
  • Возможность установки исключительно в отопительные системы закрытого типа;
  • Наличие в радиусе нескольких метров радиопомех длинноволнового, средневолнового и УКВ-диапазона, возникающих в результате рабочего процесса и не поддающихся полному экранированию.

3. Установка индукционного котла

Как было отмечено выше, монтаж котла возможен исключительно в отопительную систему закрытого типа. Кроме того, обязательным условием использования котла данного типа является наличие насоса, обеспечивающего принудительную циркуляцию, и экспанзомата (расширительного бака).

Индукционный котел - установка

Расположение котла также предполагает соблюдение некоторых правил, например, перпендикулярность оси агрегата поверхности. Патрубок ввода, расположенный в нижней части изделия соединяется с обратным контуром отопительной системы, а патрубок вывода (верхняя часть корпуса) – с подающим трубопроводом.

 Обязательным условием расположения индукционного котла служит выдерживание расстояний до близлежащих предметов и стеновых (потолочных) конструкций:

  • верх (низ) – 800 миллиметров и более;
  • право (лево) – 300 миллиметров и более.

Монтируется котел на стене посредством креплений, функциональность которых рассчитана на рабочую массу агрегата (с учетом теплоносителя) и способна обеспечить его надежное крепление.

Обязательным мероприятием, обеспечивающим защиту оператора (персонала) от поражения электрическим током, является заземление.

Выполнение обвязки металлическими трубами не производится.

Группа безопасности, состоящая из подрывного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика, устанавливается на отрезке, расположенном вблизи выводного патрубка. Элементы запорной арматуры «врезаются» в систему после группы безопасности. Расширительный бак (экспанзомат) – на обратном контуре. После него размещаются такие устройства, как:

- циркуляционный насос;

- фильтр грубой очистки;

- фильтр-отстойник;

- датчик потока (устройство, обеспечивающее контроль протока теплоносителя в обратном контуре).        

 Порядок подключения систем управления котлом индукционного типа определяется требованиями ПУЭ и рекомендациями производителя, изложенными в схемах (приложение к техническому паспорту изделия).

4. Выбор котла индукционного типа

Модельный ряд котлов индукционного типа, предлагаемых современным российским рынком, несколько ограничен, поскольку представлен изделиями, выпущенными  всего двумя отечественными производителями - «ВИН» (ООО «Альтернативная энергия») и «SAV» (ЗАО «НПК ИНЭРА»).

Потребителю предлагаются котлы, характеризующиеся  различной мощностью  и параметрами используемого тока:

- трехфазные (7,0-60,0 КВт);

- однофазные (2,5-7,0 КВт).  

В комплект оснащения индукционных котлов могут быть включены дополнительные элементы: блок электронного программатора (облегчение управления) или программатора удаленного действия (управление по каналу формата «GSM»).

Специалисты рекомендуют выбирать индукционный котел исходя из соотношения его мощности и площади помещения, предполагаемого к отоплению.  На 1м2 должно приходиться не менее 60Вт номинальной мощности. Кроме того, существенную роль в данном соотношении играет степень  утепления помещения (здания).

Срок гарантийной эксплуатации, предоставляемый изготовителем, составляет, как правило, 36 месяцев на само изделие и 12 месяцев на комплект электрического оборудования. Фактором, существенно влияющим на длительность срока безаварийной эксплуатации, является такой параметр, как толщина стенки внутренней трубы (сердечника). Оптимальным значением данного параметра признано следующее – 10 миллиметров.

В заключение отметим комфортность применения индукционных котлов в помещениях, неиспользуемых для постоянного проживания, так как они способны поддерживать оптимальный уровень температуры нежилого помещения при минимальном уровне материальных затрат.