Elektrické kotly pre vykurovacie systémy nie sú medzi spotrebiteľmi veľmi obľúbené z dôvodu vysokých nákladov na elektrinu, preto sa častejšie používajú v priemysle. Domáce indukčné kotly boli predstavené v 90. rokoch a za dve desaťročia prešli mnohými zmenami.
Čo je indukčný elektrický kotol?
Konštrukcia indukčného kotla pozostáva z:
- Puzdra v tvare valca, utesneného na oboch stranách a vyrobeného z tieneného a izolovaného materiálu.
- Kazety, vloženej do puzdra a vyrobenej z dielektrika.
- Potrubia, vloženého do objímky a vyrobeného zo špeciálnej zliatiny (môže sa použiť oceľ).
- Medenej prípojnice, navinutej na špirálovito tvarovanom puzdre, ktorá je pripojená k zdroju napájania.
V puzdre sú dva otvory, ku ktorým sú privarené rúry: spodná pre prívod studenej vody a horná pre výstup ohriatej vody.
Princíp fungovania
Princíp elektromagnetickej indukcie objavil anglický fyzik Michael Faraday v roku 1831. Na začiatku dvadsiateho storočia bol jeho postulát zavedený do výroby vo forme vykurovacieho telesa na tavenie kovov. Ukazuje sa, že indukčné kotly sú známe už veľmi dlho a používali sa, ale iba na úrovni výroby.
Princíp elektromagnetickej indukcie je založený na vzniku elektromagnetického poľa, ktoré zahrieva akýkoľvek feromagnetický materiál (na ktorý sa magnet prilepí), ak ho umiestnite do stredu tohto poľa. Vytvorenie elektromagnetického poľa nie je zložité. Na to potrebujete cievku, najlepšie vyrobenú z medeného drôtu, na ktorú je privedené napätie. Magnetické pole sa vytvára vo vnútri cievky.
Ak je nainštalované vo vnútri dielektrické potrubie (neprepúšťajúce elektrický prúd), okolo ktorého je navinutá cievka a vo vnútri je nainštalovaná oceľová tyč, potom sa táto tyč nevyhnutne zahreje na vysoké teploty. Na tomto princípe je postavený indukčný vykurovací kotol. Cez vnútornú dutinu potrubia, ktorá obmýva tyč, preteká chladiaca kvapalina (voda alebo nemrznúca zmes). Tyč, ohrievaná elektromagnetickým poľom, prenáša teplo do chladiacej kvapaliny.
V prevádzke indukčných kotlov je jeden jemný bod, ktorý je spojený s Joule-Lenzovým zákonom. Ak zvýšite odpor tyče, môžete zvýšiť jej ohrev. Zvýšenie sa vykonáva dvoma spôsobmi: zväčšením dĺžky a zmenšením prierezu; alebo výrobou z kovu s vysokým odporom, napríklad z nichrómu. Tieto metódy sa používajú buď samostatne, alebo v kombinácii. Toto je spôsob, akým sa riadi výkon kotla.
Kritériá pre výber elektrického kotla na vykurovanie súkromného domu
Existuje veľké množstvo rôznych informácií, ktoré vyzdvihujú indukčné elektrické kotly ako najlepšie v kategórii elektrických vykurovacích telies. Nie všetko v nich je však pravda.
Bezpečnosť zariadení
Každý indukčný elektrický kotol, ktorý sa používa na ohrev kvapalín, je potenciálne nebezpečný. Úniky vody, ktorým sa nedá vyhnúť pri dlhodobom a intenzívnom používaní indukčných alebo vykurovacích kotlov, môžu spôsobiť skrat. Okrem toho je únik častou príčinou úrazu elektrickým prúdom ľudí, ktorí z nevedomosti prišli do kontaktu s telesom kotla.
Výrobcovia elektrických kotlov pre vykurovacie systémy sa snažia zlepšiť kvalitu montáže, zvýšiť tesnosť spojov a minimalizovať možnosť úniku chladiacej kvapaliny. Preto odborníci neodporúčajú kupovať domáce indukčné kotly a nepokúšajte sa ich vyrobiť sami.
Rovnako ako všetky vysokovýkonné indukčné elektrické jednotky, aj indukčné vykurovacie kotly musia byť pripojené k elektrickej sieti iba prostredníctvom bezpečnostných prvkov: automatické ističe, prúdové chrániče. Je veľmi dôležité dodržiavať presný pomer medzi prierezom vedenia a výkonom kotla. Ak elektrické vedenie v súkromnom dome nezodpovedá parametrom inštalovaného zariadenia, je lepšie ho pripojiť cez samostatný elektrický obvod od rozvodnej dosky.
Pozor! Dnes nie sú prepätia v súkromných domoch nezvyčajné. Indukčný kotol, podobne ako kotol s vykurovacím telesom, prudko reaguje na prepätia, čím znižuje kvalitu práce. Preto sa odporúča inštalovať stabilizátor napätia, buď pre celý dom (čo je veľmi drahé), alebo aspoň pre samotný kotol.
Najlepším riešením je kúpiť si indukčný kotol od známeho výrobcu. Samotná značka je zárukou kvality. Bolo by vhodné, keby región, kde sa indukčný kotol používa, mal predajcu a servisné stredisko, pretože akékoľvek kontroverzné otázky, najmä otázky záruky, sa ľahšie riešia v mieste vášho bydliska.
Účinnosť 220 V
Predajcovia akéhokoľvek produktu riešia jeden problém - predaj. Preto často počujete, že indukčné vykurovacie zariadenia na 220 V majú vyššiu účinnosť ako vykurovacie telesá. To nie je pravda. Žiadna energia nikam nezmizne - to hovorí fyzikálny zákon. Preto je účinnosť všetkých elektrických kotlov bez výnimky 100 %. Teda pre spotrebný materiál 1 kW elektriny bude vypracované 1 kW tepelnej energie.
Existujú pochybnosti, či vodný kameň, ktorý sa tvorí na kovových povrchoch vykurovacích telies, môže nejakým spôsobom ovplyvniť účinnosť. Tieto pochybnosti sú zbytočné, pretože vodný kameň je usadenina vápnika, ktorý je vynikajúcim vodičom prúdu a tepla. Hrúbka vrstvy samozrejme môže ovplyvniť rýchlosť ohrevu, ale nemá vplyv na účinnosť.
Pre informáciu dodáme, že k tepelným stratám z kotlov na plyn, tuhé alebo kvapalné palivo dochádza preto, že jeho značná časť odlieta do komína. Indukčné elektrické kotly nemajú komín, preto sa všetko teplo prenáša do chladiacej kvapaliny.
Ekonomika
Na základe faktov a výpočtov z predchádzajúcej časti môžeme konštatovať, že indukčné ohrievače vody z TEN sa nelíšia z hľadiska energetickej účinnosti. Teplo, ktoré vytvárajú, sa nikde neodparuje, ale zostáva v miestnosti. A hoci sa predpokladajú vedľajšie náklady na elektrinu, napríklad ohrev medenej špirály, tento proces stále ovplyvňuje ohrev chladiacej kvapaliny. V porovnaní s inými typmi vykurovacích zariadení je účinnosť vyššia. Tu však musíme porovnávať nielen účinnosť, ale aj ceny energetických nosičov. A v tomto ohľade sú plynové modely lepšie ako všetky ostatné.
Výkonnostné charakteristiky
Všetky elektrické vykurovacie kotly patria do kategórie tichých. Ako však ukazuje prax, hluk sa môže objaviť aj vtedy, ak:
- Kotol sa z nejakého dôvodu prehrial.
- Je pripojený k potrubiu s menším priemerom, než vyžadujú normy tepelnej techniky.
- V dôsledku vibrácií obehového čerpadla.
Všetky elektrické kotly majú malé rozmery a hmotnosť. Indukčné modely však vážia viac ako vykurovacie telesá s rovnakými technickými vlastnosťami. Preto sa odporúča používať zosilnené upevňovacie prvky.
Ako správne regulovať teplotu?
Zistilo sa teda, že indukčné kotly používané vo vykurovacích sieťach nie sú energeticky náročné. A v tomto ukazovateli sa nelíšia od svojich analógov s vykurovacími telesami. Stále však môžete ušetriť na spotrebe elektriny, ak správne regulujete teplotu chladiacej kvapaliny. Princíp úspory je nasledovný: priestory je potrebné úplne vykurovať iba vtedy, keď sa v nich nachádzajú ľudia. Zvyšok času by mal byť teplotný režim znížený (nie viac ako +16 °C).
Je ťažké to urobiť manuálne, ale automatizácia tieto problémy dobre rieši. Zvyčajne sa na tento účel používajú dva spôsoby:
- Inštalácia teplotných senzorov (termostatov) na steny miestností.
- Použitie termostatov, ktoré sú namontované vo vykurovacom systéme, a to na radiátoroch.
Prvá možnosť je lepšia, pretože v ideálnom prípade je potrebné regulovať teplotu vzduchu, nie teplotu chladiacej kvapaliny. Obe zariadenia fungujú na rovnakom princípe: zapnú napájanie elektrického ohrievača (v tomto prípade indukčnej cievky), ak teplota klesla pod nastavenú hodnotu, a naopak, vypnú napájanie, keď teplota prekročí nastavenú hodnotu na zariadení.
Výhody a nevýhody elektrických ohrievačov vody
Všetky indukčné elektrické kotly majú niekoľko výhod a nevýhod.
Trvanlivosť
Existuje niekoľko dôvodov pre dlhodobú prevádzku kotlov:
- Úplná absencia akýchkoľvek pohyblivých alebo rotujúcich častí.
- Cievka z medeného drôtu má obrovskú bezpečnostnú rezervu, závity vinutia nie sú umiestnené blízko seba, ale v určitej vzdialenosti, takže ani prerušenie izolácie nespôsobí zastavenie kotla.
- Tyč sa bude postupne zhoršovať vplyvom neustálych cyklov vykurovanie-chladenie a pod negatívnym vplyvom solí vo vnútri chladiacej kvapaliny, ale tento proces je časovo značne predĺžený, takže bude trvať niekoľko desaťročí.
- Slabou stránkou sú tranzistory v riadiacej jednotke, ale dnes výrobcovia vybavujú tieto moderné vysokokvalitné diely, ktoré pri správnom používaní kotlov vydržia niekoľko desaťročí.
Ďalšie výhody
Medzi výhody patrí:
- Malá veľkosť jednotiek, takže nie je potrebné vyhradiť im veľkú plochu na podlahe alebo stene. V podstate je indukčný kotol krátke potrubie.
- Majú jednoduchší dizajn v porovnaní s modelmi s vykurovacími telesami, sú preto lacnejšie.
- Pri indukčných vykurovacích kotloch nehrá kvalita použitej vody veľkú úlohu. V tomto ohľade kotly s vykurovacími telesami silne reagujú na tento parameter, pretože vodný kameň, usadený vo veľkých vrstvách na povrchoch vykurovacích telies, sťažuje prenos tepla.
Nedostatky
Čo sa týka nedostatkov, treba tu uviesť dva hlavné a jeden sporný:
- Indukčný kotol je silným zdrojom elektromagnetického žiarenia. To vytvára rušenie pre prevádzku zariadení, ktoré prijímajú éter a rádiové vlny, napríklad mobilné telefóny, Wi-Fi modemy, rádiotelefóny a iné.
- Elektromagnetické pole je v tesnom kontakte s chladiacou kvapalinou. Preto, keď sa voda zohrieva na vysoké teploty, môže dôjsť k miernemu varu vody, čo vedie k tvorbe vzduchových uzáverov. Východiskom z tejto situácie je inštalácia vetracích otvorov.
- Niektorí odborníci sa domnievajú, že voda bude prenášať elektromagnetické pole počas celého priechodu vykurovacou sieťou, čo negatívne ovplyvní blahobyt ľudí. Toto je sporné tvrdenie.
Typy indukčných kotlov
Vyššie opísaný princíp činnosti vykurovacieho zariadenia sa používa v modeloch s označením SAV - to sú konvenčné indukčné kotly. Výrobcovia ponúkajú druhý typ, ktorý sa nazýva vírivý a je označený ako VIN. Ten sa vyznačuje materiálom, z ktorého je vyrobené teleso zariadenia. Je feromagnetický. Elektromagnetické pole ovplyvňuje tyč vo vnútri indukčného kotla aj teleso, ktoré je zvnútra umývané chladiacou kvapalinou. Obe časti sa zahrievajú, čo má za následok intenzívnejšie a rýchlejšie ohrievanie vody. Modely VIN a SAV sa líšia spôsobom použitia kovu pri výrobe telesa. Vďaka tomu sa hmotnosť zariadenia výrazne zvyšuje. Ale vďaka intenzívnejšiemu ohrevu chladiacej kvapaliny sa rozmery kotla môžu zmenšiť, čím sa zabezpečia priaznivejšie podmienky inštalácie.
Prečo je elektrické kúrenie rozumnou voľbou
Domáce zariadenia
Jednoduchosť dizajnu a všeobecná dostupnosť prvkov umožňujú vyrobiť indukčný kotol vlastnými rukami. Toto využívajú moderní "Kukubínovia". Poďme však k výrobe zariadenia pristupovať z pozície jeho bezpečnej prevádzky. Toto sa dá dosiahnuť iba v továrenských podmienkach, kde sa používajú vysokokvalitné materiály, zváranie sa vykonáva pri požadovaných parametroch s použitím spotrebných materiálov, ktoré spĺňajú normy technologického procesu.
V továrenských podmienkach indukčný kotol podlieha laboratórnej kontrole, kde sa kontrolujú zvarové spoje, pevnosť skrutkových spojov, iných spojovacích prvkov a rovín. Každé zariadenie musí mať vydaný certifikát kvality ako potvrdenie záruk poskytnutých výrobcom. Práve tento dokument je potrebné vyžiadať na predloženie, keď vznikne úloha výberu. Je zrejmé, že domáce jednotky takýto dokument nemajú, a preto im nikto nedáva záruky. Toto je obrovská nevýhoda domácich návrhov.
Trh s domácimi spotrebičmi ponúka širokú škálu vykurovacích zariadení. Patria sem indukčné kotly, ktoré si rýchlo získavajú na popularite. Predstavujú asi 30% všetkých elektrických kotlov. Existujú rôzne typy indukčných ohrievačov, ktoré sú vhodné na vykurovanie domov, obchodov, skladov a iných zariadení.
Zariadenie indukčného kotla
Indukčný kotol je elektrický ohrievač schopný generovať teplo a vykurovať miestnosť elektromagnetickou indukciou. Na to je vo vnútri cievka a jadro. Po prechode elektrického prúdu sa objaví elektromagnetické pole. Vďaka tomu sa vytvárajú vírivé prúdy, ktoré ohrievajú jadro, z ktorého sa energia dodáva chladiacej kvapaline. Jeho princíp činnosti je podobný ako pri indukčnom podlahovom kúrení.
Indukčný kotol sa skladá z dvoch častí. V prvom, kde sa nachádza jadro a induktor, sa vytvára magnetické pole. V druhej časti je výmenník tepla s chladiacou kvapalinou, ktorou je obyčajná voda alebo iná kvapalina, v závislosti od modelu kotla. Aký druh paliva potrebujete, nájdete v dokumentácii k zariadeniu.
Vo vykurovacom okruhu takýchto zariadení je vždy uzavretý okruh. Schéma zapojenia obsahuje aj nádobu na prebytočnú vodu, ktorá vyplýva z tepelnej rozťažnosti. Výsledná kvapalina sa potom vypustí.
Špecifickosť použitia vo vykurovacom okruhu
Zariadenia sú určené na inštaláciu v systéme s núteným obehom, preto je v okruhu vždy cirkulačné čerpadlo. Na riadenie sa používajú automatizačné prvky - snímače teploty, termostaty a ďalšie zariadenia, ktoré zabezpečujú prevádzkyschopnosť a bezpečnosť.
Podľa výkonu je možné kotol pripojiť na 220 V alebo 380 V. Pripojenie môže byť jednofázové alebo trojfázové. Je tiež potrebné zvoliť správny prierez vodičov pre zaťaženie, aby kotol fungoval správne. Na výkonných zariadeniach sú dodatočne umiestnené osobné ochranné prostriedky.
Používateľ si nezávisle zvolí teplotný režim, ktorý je pre neho pohodlný. Kotol sa ohreje na vopred stanovenú hodnotu teploty, automaticky sa vypne a pri poklese pod stanovenú teplotu sa znovu zapne.
Škrupinový kotol
Princíp činnosti všetkých indukčných kotlov je rovnaký. Líšia sa iba dizajnom. Existujú 4 typy - plášťové zariadenia s objemovým a rúrkovým výmenníkom tepla, ako aj invertorové.
Kotol s plášťom
Konštrukcia takéhoto zariadenia má plášť v tvare valca. V ňom je umiestnený tlmivka. Výmena tepla prebieha zvnútra i zvonka. Druhý názov modelov je indukčno-vodivý.
Kotol s objemovým výmenníkom tepla
Má valcovité telo vyrobené z kovu, v ktorom je umiestnená cievka s feromagnetickým jadrom. Funguje ako tepelný výmenník. Vyrobené závodom „Alternatívna energia“. Uvádza sériu VIN.
Kotol s rúrkovým výmenníkom tepla
Jedná sa o klasické indukčné kotly, v ktorých je výmenník tepla vyrobený vo forme súpravy rúr. Obchádzajú cievku. Považujú sa za prvý typ takýchto zariadení, ktoré sa objavili na trhu.
Kotol s invertorom
V ohrievačoch s invertorom sa jednosmerný prúd z batérie prevádza na striedavý s vysokou frekvenciou. Výsledný prúd sa potom prevedie na induktor. Toto riešenie umožňuje získať vírivé prúdy, ktoré generujú teplo pri absencii napájania zo siete.
Inštalačné vlastnosti
Schéma zapojenia
V konfigurácii je indukčný elektrický vykurovací kotol vybavený cestovným pasom s výkresom a podrobným popisom spôsobu pripojenia, charakteristík a prevádzkových podmienok. Odporúča sa, aby inštaláciu vykonali odborníci, ktorí sú oboznámení s pripojením kotlov. V prípade závad počas inštalácie je možné vykurovacie teleso zo záruky vyňať. Ak si nie ste istí svojimi schopnosťami, mali by ste sa obrátiť na inštalatéra.
Ohrievač je možné integrovať do existujúceho vykurovacieho systému ako hlavné alebo prídavné zariadenie. Miesto inštalácie je vybrané vopred, berúc do úvahy výkonové charakteristiky konkrétneho zariadenia.
Podľa GOST musí byť indukčný elektrický kotol uzemnený. Samotné zariadenie je inštalované vo vzdialenosti najmenej 80 cm od podlahy a stropu. Medzi výhody indukčných kotlov patrí kompaktnosť a požiarna bezpečnosť.
Ohrievače si získali veľkú popularitu vďaka svojim pozitívnym vlastnostiam. Indukčné zariadenia sa vyznačujú svojou bezpečnosťou, vrátane požiarnej bezpečnosti, ľahkej inštalácie a obsluhy, ako aj vysokého stupňa vykurovania miestnosti.
Medzi hlavné výhody elektrického kotla patria:
- Vysoká účinnosť. Vyššia ako u iných elektrických kotlov. Dosahuje 98 - 99%. Chladiaca kvapalina sa zahreje asi za 7-10 minút.
- Stálosť energetických charakteristík.
- Minimálne požiadavky na chladiacu kvapalinu. Svoju úlohu môže hrať obyčajná voda.
- Spoľahlivosť práce. Dizajn je jednoduchý, bez zložitých komponentov. Nainštalované snímače vám umožňujú rýchlo nájsť a opraviť problémy.
- Dlhá životnosť. Zariadenia bez zníženia napájania sú schopné pracovať 30 sezón.
- Možnosť autonómnej práce.
- Jednoduchá inštalácia. Inštaláciu môžete vykonať podľa pokynov sami.
- Široký rozsah. Nájdete spotrebiče na vykurovanie malého domu alebo do budovy s veľkou plochou. Pre letné sídlo, byt, obchod, sklad je možné zvoliť indukčný elektrický kotol.
- Automatizácia procesov. Zariadenie sa automaticky zapína a vypína, človek si nastavuje a vyberá režimy iba vlastnými rukami.
- Nosič tepla sa ohrieva na 95 ° С.
- Bezpečnosť práce.
- Neustála údržba nie je nutná. To šetrí peniaze.
- Malá veľkosť. Môže byť inštalovaný aj v malej miestnosti.
- Nenáročné v službe. Nie je potrebné čistiť rúry, ako je to u iných typov ohrievačov, a tiež odstraňovať vodný kameň z vykurovacieho telesa.
Nevýhody:
- Vysoké náklady na samotný kotol. Je to spojené s používaním drahých materiálov a zložitosťou výrobného procesu.
- Skvelá váha. Kvôli prítomnosti oceľových častí niektoré modely vážia až 40 kg.
- Hlučná práca. Možno ich vylúčiť použitím podložiek pohlcujúcich zvuk.
Podľa prevádzkových podmienok bude zariadenie slúžiť mnoho rokov, zatiaľ čo používateľ ušetrí peniaze za údržbu.
Odporúčania týkajúce sa výberu
Závislosť tepelného výkonu na ploche miestnosti
Pri výbere ľubovoľného elektrického zariadenia bude hlavným kritériom zaťaženie a vlastnosti samotného zariadenia. Závisí od nich, ako sa bude kotol zohrievať a koľko musíte mesačne platiť za elektrinu. Na kúrenie 10 m². s výškou stropu do 3 metrov je potrebný 1 kW energie. Tieto hodnoty sa používajú na výpočet požadovaného zaťaženia ohrievača. Pre dom s rozlohou 100 - 150 m². je potrebná jednotka so zaťažením asi 13 kW. Vopred by ste mali zvoliť vhodné vodiče a postarať sa o samostatné vysokonapäťové vedenie na pripojenie.
Pri výbere je potrebné brať do úvahy individuálne vlastnosti samotnej miestnosti. Prítomnosť izolácie, materiál steny ovplyvňuje vlastnosti vybraného kotla. Ak sa tieto parametre nezohľadnia, majiteľ preplatí za zbytočnú energiu alebo zamrzne pri nedostatku tepla v dome.
Musíte venovať pozornosť účinníku. Pomocou tohto indikátora môžete určiť, koľko elektriny sa spotrebuje na ohrev chladiacej kvapaliny a koľko na vytvorenie magnetického poľa. Jeho hodnota leží v rozmedzí od 0 do 1. Optimálny indikátor je 0,97-0,98 kVA. V takom prípade takmer všetka energia ide na ohrev kvapaliny, za nevyužitú elektrinu nevznikajú žiadne finančné náklady.
Mnoho známych značiek sa zaoberá výrobou indukčných elektrických kotlov. Kvalitné výrobky nájdete od domácich a zahraničných výrobcov.
Pri nákupe je dôležité skontrolovať, či na prístroji nie sú chyby. Súčasťou súpravy musia byť všetky komponenty. Čo presne by malo byť súčasťou súpravy nájdete v pokynoch k elektrickému kotlu.