Индукционни котли за отопление: видове, преглед на предимствата и недостатъците, как да изберете добра модел

На пазара на битова техника индукционният котел за отопление остава новост, въпреки че популярността на такова иновационно решение расте стремително. Сред електрическите котли делът на индукционните модели е около 30%. С какво се различава този агрегат от своите конкуренти с обикновени ТЕН-ове или електроди?

Ще ви разкажем всичко за принципа на действие и уникалните предимства на оборудването, чиято работа се основава на използването на индукция. В предложената от нас статия са представени и детайлно описани неговите разновидности. Нашите съвети за монтаж ще ви помогнат без проблем да обзаведете или модернизирате отоплителната система на вила, магазин или склад.

Особености на конструкцията и експлоатацията

Индукционният котел е способен да произвежда топлина и да отоплява помещения благодарение на електромагнитната индукция. Това физическо явление открил още Фарадей по време на своите опити с цилиндричен магнитен прът, около който във вид на спирала била намотана медна жица.

Устройство на индукционния агрегат

Съвременният индукционен котел за отопление също включва намотка на индуктивност и сърцевина. При преминаване на променлив електрически ток през намотката възниква електромагнитно поле.

Полето поражда вихрови електрически токове, които нагряват сърцевината, като топлината от нея се предава на топлоносителя. Количеството на тази топлина се определя по формулата на Джаул-Ленц.

Индукционният котел за отопление представлява сложен многокомпонентен агрегат. За да разберете по-добре принципа на работа на индукционния уред, си струва да си припомните училищния курс по физика

Индукционният котел за отопление се състои от две основни части. В едната от тях, състояща се от намотка и сърцевина, се образува магнитно поле. Втората част представлява топлообменник с работна течност (топлоносител).

Функцията на топлоносител изпълнява обикновена вода или смес от вода с етиленгликол. Възможно е използване и на други течности, изборът на които зависи от конкретния модел котел.

Отоплителната система с индукционен котел винаги се включва в затворен контур. В монтажната схема влиза и мембранен резервоар, необходим за приемане на излишъка от вода, който възниква поради нейното топлинно разширение. Ако такъв резервоар не е предвиден в комплектацията, той се закупува отделно.

Специфика на използване в отоплителни контури

Индукционните котли са предназначени за работа в система с принудителна циркулация. Затова в схемата на свързване задължително трябва да присъства циркулационна помпа, която стимулира движението на работната течност по отоплителния контур.

Тази необходимост се дължи на относително малките обеми на топлообменниците – поради бързото нагряване водата в тях кипва по-бързо, отколкото възниква гравитационната циркулация.

Индукционните котли се доставят в комплект с външен блок за управление, предназначен за автоматизиране на работата на отоплителното оборудване.

В многоконтурните системи циркулационните помпи се инсталират на всеки контур. Ако в къщата работи система за подово отопление, то в комплектацията трябва да има разпределителен колектор и допълнителна помпа.

Системата за управление на котела включва освен терморегулатора и температурни датчици и така наречената група за безопасност, която е предназначена да предотврати прегряване, превишаване на налягането и предел на якост на детайлите.

В групата за безопасност обикновено влизат манометър, въздухоотвеждащи устройства и предпазни клапани. Защитата от токови скокове се осъществява с помощта на автоматични компоненти. Обработката на отделни детайли с компаунд повишава тяхната защитеност. Благодарение на защитните компоненти се осигурява безопасна и непрекъсната експлоатация на котела.

В схемата за сглобяване на отоплителната система с индукционен котел задължително се включват разширителен резервоар и група за безопасност, предотвратяваща превишаване на налягането в затворения контур.

Битовите индукционни котли, в зависимост от номиналната мощност, работят от напрежение 220 V или 380 V при честота на тока 50 Hz. За да се свърже електрокотел към мрежата, ще е необходимо да се уведоми местната енергийна компания (доставчика на електроенергия) и да се получи нейното одобрение.

Свързването може да бъде еднофазно и трифазно. Използваните за свързване на електрозахранването проводници трябва да имат съответното сечение.

В индукционния уред нагряването се регулира чрез цикличното му включване и изключване. На този процес помагат температурни датчици (термодвойка), които са част от системата за управление.

Индукционен котел в разрез с указание на посоката на движение на топлоносителя. В студено състояние топлоносителят постъпва през долния патрубок и след нагряване се подава през горния патрубок към отоплителната система.

Потребителят задава оптималния температурен режим и котелът след нагряване на топлоносителя до определена температура автоматично се изключва, а след охлаждане отново се включва.

Благодарение на непрекъснатия цикъл на подгряване на топлоносителя в отопляемите помещения се поддържа комфортен микроклимат. В много модели данните за температурата и други работни параметри се извеждат на дисплея, което улеснява контрола върху работата на оборудването.

По избор индукционните котли за отопление се снабдяват с GSM-модули за контрол на температурата в помещението и управление чрез смартфон от всяка точка на света, където има интернет. При завръщане от отпуск или командировка можете предварително да включите отоплителната система и да подготвите дома за пристигане.

Разновидности на индукционни котли

Всички модели индукционни котли работят по един и същ принцип, но има различия в конструктивното им изпълнение. По този критерий те условно се подразделят на няколко вида, които ще бъдат разгледани по-нататък.

Кожухови котли. Кожухът на котела има цилиндрична форма. В кожуха се намира индукционната намотка. Както отвътре, така и отвън на намотката преминава топлообменникът.

Постъпващата във входящия патрубок работна течност преминава през топлообменника, загрява се и през горния патрубок постъпва в отоплителния кръг. Котлите от кожухов тип в Русия се произвеждат от НПК «ИНЕРА». На пазара те са известни под марката SAV.

Котли с обемни топлообменници. Този тип котли се нарича още индуктивно-кондуктивен. Агрегатът има метален корпус във форма на цилиндър.

В корпуса е разположена индукционна намотка с феромагнитен прът, който изпълнява функциите на топлообменник. Индуктивно-кондуктивните котли на пазара са представени от серия ВИН. Производител – завод за топлинно оборудване «Алтернативна енергия».

Котли с тръбен топлообменник. Класическите индукционни котли имат топлообменник във вид на набор от тръби, които обхващат индукционната намотка. Първият на пазара беше именно такъв агрегат.

Индукционни котли с инвертори. Индукционният котел може да бъде допълнен с инвертор, в който постоянният електрически ток на акумулаторите се преобразува в променлив високочестотен и едва след това постъпва към индукционната намотка.

Такова решение помага да се получат необходимите вихрови токове за генериране на топлина при отсъствие на основно мрежово захранване.

Използването на инвертора в схема с индукционни котли позволява стабилизиране на захранването на електрооборудването и защитата му от колебания на напрежението в мрежата.

Какво трябва да знаете за монтажа?

Комплектът за доставка на електротехническите уреди включва технически паспорт с подробно описание на характеристиките и инструкция, в която са посочени правилата за монтаж и експлоатация. Монтажът на котлите трябва да се извършва съгласно приложеното ръководство.

При недостатъци, например, ако в системата няма помпа за принудителна циркулация, котелът може да бъде отстранен от гаранционното обслужване. Затова производителите препоръчват да се привлекат за монтажа опитни водопроводчици или обучени служители на организацията, продала електрооборудването.

Индукционният котел може да бъде вграден в вече съществуваща отоплителна система като основен или резервен при паралелно свързване. Що се отнася до мястото на монтаж, задължително трябва да се спазват правилата, стандартни за всички електрически отоплителни уреди.

Нагревателят трябва да се намира на разстояние не по-малко от 80 см от тавана и пода. Разстоянието от стената трябва да бъде не по-малко от 30 см. Както всяко мощно енергооборудване, индукционният котел трябва да бъде заземен в съответствие с ГОСТ 12.2.007.0.

Сечението на кабела, използван за свързване на индукционния котел, се изчислява въз основа на мощността на оборудването. Електропроводката се прокарва в кабелни канали или в гофрирана тръба.

Предимства на индукционните котли за отопление

Индукционните котли притежават множество абсолютни и сравнителни предимства, включително следните:

• най-висока ефективност сред всички електрокотли;
• непроменливост на енергийните характеристики;
• минимални изисквания към топлоносителя;
• повишена надеждност;
• рекордно дълъг експлоатационен срок;
• способност за автономна работа;
• прост монтаж без вентилационна система;
• автоматична система за управление;
• няма нужда от доставка и съхранение на гориво:
• нагряване на топлоносителя до 95 градуса;
• високо ниво на безопасност.

Уредът преобразува електрическата енергия в топлинна с коефициент на полезно действие 98-99%. За да се нагрее топлоносителят са необходими 7-10 минути. Простата конструкция, в която няма движещи се механични части, стоманените сплави, използвани като материали за производство, правят индукционните котли рекордно издръжливи.

Да извади от строя такова оборудване може само повреда на електроизолацията. Но както показва практиката на експлоатация на трансформаторите, които по своята конструкция са до голяма степен сходни с индукционните котли, те наистина могат да издържат много десетилетия.

По уверенията на производителите, агрегатите, работещи чрез ефекта на електромагнитната индукция, осигуряват непрекъснато отопление на помещенията в продължение на 100 хиляди часа, т.е. 30 отоплителни сезона. При това тяхната мощност с времето не намалява, което не може да се каже за електродните и обикновените тенови котли.

Индукционните котли могат да се използват както като основно, така и като допълнително оборудване. Например, да подготвят топлоносител за рядко използвана система топъл под.

Същите причини, които определят дълготрайността и повишената надеждност на индукционните нагреватели, едновременно намаляват разходите за експлоатация. Индукционният котел не се нуждае от редовно сервизно обслужване и ремонт, което спестява средства.

В сравнение с много други видове гориво, използването на електроенергия за отопление на домове остава най-изгодно. Особено това се отнася за негазифицирани населени места.

Конструкцията на сертифицирания индукционен котел предотвратява къси съединения. Производителите заявяват, че всеки модел има най-високия клас електробезопасност. Не трябва да се бърка индукционният котел с микровълновата фурна, тъй като за работата му се използва друга честота на електрическия ток.

Нагряването на топлоносителя в индукционния котел става равномерно – температурната разлика в системата е не повече от 30°C. Тоест липсват локални прегрявания, които могат да доведат до запалване, което прави тези агрегати пожароустойчиви.

Благодаря на намагнитването на топлоносителя, фината вибрация, незабележима за околните, и турбулентните завихряния, в индукционните котли почти не се образуват минерални отлагания, което се отразява благоприятно на ефективността. Напомняме, че дебелият слой котлен камък забавя скоростта и ефективността на нагряване на топлоносителя.

За увеличаване на мощността може да се използва каскада от три или повече индукционни котли с общ шкаф за управление. Такова решение ще помогне за отопляването на двуетажно имение.

Ако се спазват посочените в инструкцията правила за експлоатация, след монтажа и настройването на температурния режим не е нужно да се мисли за котела през целия отоплителен сезон. За разлика от твърдогоривните «собратя», индукционните уреди не изискват редовно зареждане с дърва и въглища и отстраняване на пепел. Не се изисква и почистване на тръбите, което ги отличава от другите видове електрокотли.

Самият котел и допълнителното оборудване към него заемат малко място и могат да бъдат монтирани в помещение с малка площ. Компонентите на системата за управление позволяват използването на индукционни котли в комбинация с друго климатично оборудване.

Индукционните котли могат да бъдат интегрирани в интелигентна система за управление на домашното оборудване, наричана “Умен дом”

Недостатъци на индукционните модели

Идеални технически решения все още не съществуват. Дори най-съвършеното оборудване има своите недостатъци и индукционният котел за отопление не е изключение.

Характерни за него са:

• висока цена;
• голямо тегло;
• шум.

При производството на индукционни котли се използват скъпоструващи материали, включително феромагнетици, които реагират на магнитно поле.

За да изпълнява котелът своята функция, инженерите трябва точно да изчислят диаметъра на проводника на бобината, броя на навивките му, размера на сърцевината и други параметри. След това всички тези изчисления трябва да бъдат реализирани в готовото изделие.

По този начин производството на индукционни уреди е трудоемък и металоемък процес, което обуславя високата себестойност на продукцията. В същото време този недостатък се компенсира благодарение на дългия срок на експлоатация и минималните разходи при използване.

Компактните размери на котела се съчетават със значителното му тегло, което се обяснява с голямото количество стоманени детайли. Някои модели тежат 40 кг. Индукционният котел при работа издава незначителен шум, но този недостатък лесно се отстранява чрез шумопоглъщащи подложки, които се препоръчва да се монтират при монтажа.

Правила за подбор на оборудване

При избора на модел индукционен котел основни критерии са неговата мощност и характеристики на отопляваното помещение. Приема се, че за отопление на 10 кв. м. при височина на таваните до 3 метра е необходим 1 кВт.

По този начин е достатъчно площта на отопляваното помещение да се раздели на 10 и в резултат ще се получи необходимата номинална мощност на електрокотъла. Например, за къща от 100 кв. м. ще е необходим индукционен нагревател с мощност 10 кВт.

Ако няма желание да се изчислява с висока точност необходимата мощност на котела, може да се използва опростен вариант. Според него индукционни котли с мощност само 3-4 кВт са в състояние да отоплят помещение с площ 30-40 м²

За да не се плаща излишно за ненужна мощност и да не се мръзне в случай на недостатък от нея, е необходимо да се оценят конкретните характеристики на къщата или друг обект, включително материалите на стените, площта на прозорците, наличието на топлоизолация и т.н., и вече на базата на тези данни да се избере отоплителното оборудване.

Струва си да попитате продавача и за коефициента на мощност, т.е. съотношението на активната и пълната мощност на избрания модел. Този показател се нарича косинус фи (Сos φ) и се измерва във волт-ампери. Той помага да се определи каква част от консумираната електроенергия се изразходва директно за нагряване на топлоносителя, а каква – за генериране на магнитно поле.

Стойностите на коефициента на мощност варират от 0 до 1. При индукционните котли с добре обмислена конструкция Cos φ е 0,97-0,98 kVA, което се счита за отличен показател, тъй като почти цялата консумирана електроенергия се изразходва за нагряване на работния флуид.

Разнообразието от модели позволява да се избере вариант за използване като основен или резервен източник на топлина. Мощните котли, работещи на напрежение 380 V, могат самостоятелно да отопляват къщи, търговски и промишлени обекти с голяма квадратура.

За експлоатация във вила или гараж може да се изработи ефективен индукционен котел със собствени ръце. Следващата статия ще ви запознае с подробно ръководство за сглобяване на полезна саморъчна изработка.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипът ще демонстрира нагледно принципа на действие на индукционния агрегат:

Експертно мнение относно безопасността на експлоатация на индукционния котел:

Видео-презентации на индукционни котли от ЗСТМ (Завод за Сибирско технологично машиностроене):

Индукционните отоплителни котли притежават много предимства и конкурентни предимства при незначителни или лесно отстраними недостатъци. Доколко е изгоден такъв вариант за отопление на конкретна къща, може да се прецени само като се претеглят всички «за» и «против».

Неоспорим факт остава постоянният ръст на търсенето на такова оборудване, и тази тенденция най-вероятно ще се запази и в бъдеще.

Искате ли да разкажете за собствения си опит в избора, монтажа, експлоатацията на индукционен котел? Разполагате ли с полезна информация по темата, която си струва да споделите с посетителите на сайта. Пишете, моля, коментари, публикувайте снимки, задавайте въпроси в блок-формата по-долу.