Зміст:
- Пристрій вихрового індукційного котла
- Водонагрівачі типу «ВИН»
- Переваги і недоліки
- Міфи про індукційних котлах
- Висновок
Прийнявши рішення обігрівати свій будинок за допомогою електроенергії або встановити додатковий електричний джерело тепла, домовласники задаються питанням, — опалювач якого типу задіяти? Тут вибір невеликий, на ринку пропонуються електричні теплогенератори трьох типів: Тенові, електродні і вихрові (індукційні). Останні становлять найбільший інтерес, оскільки декларуються виробниками в якості нового і самого економічного обладнання. З’явилися індукційні котли порівняно недавно, тому варто вивчити їх докладніше.
Пристрій вихрового індукційного котла
Насправді дане технічне рішення далеко не нове явище електромагнітної індукції, за рахунок якої функціонують електричні індукційні котли опалення, відкрито М. Фарадеєм у далекому 1831 році. Просто завдяки сучасним матеріалам і технологіям явище взято за основу та реалізовано у водогрійних установках відносно недавно.
Нагрівання води відбувається за рахунок вихрових струмів (струми Фуко), що з’являються в сердечнику котушки. Утворюються вони під впливом змінного електричного поля, створюваного витками котушки змінним струмом частотою 50 Гц. Сердечник виконаний у формі труби, через неї і протікає теплоносій при нагріванні. По суті, апарат являє собою індукційний перетворювач електричної енергії в теплову з ефективністю близько 98%. Діаметр дроту, з якого виконана котушку, кількість витків і розміри сердечника розраховані таким чином, щоб нагрівати воду до максимальної температури 95 ?С і при цьому не допустити перегріву обмотки.
Водонагрівачі типу «ВИН»
Серце агрегату – це катушка, що складається з великої кількості витків ізольованого проводу, і розташована вертикально в циліндричний корпус у вигляді посудини. Всередину котушки введений стрижень з металу. Корпус зверху і знизу герметично закритий привареними кришками, назовні виведені клеми для приєднання до електричної мережі. Всередину посудини через нижній патрубок надходить холодний теплоносій, яким заповнюється весь простір всередині корпусу. Нагріта до необхідної температури вода йде в систему опалення через верхній патрубок.
Схема нагріву теплоносія
В силу своєї конструкції при підключенні до мережі теплогенератор постійно працює на повну потужність, так як наповнити опалювальну установку додатковими пристроями регулювання напруги нераціонально. Набагато простіше використовувати циклічний підігрів і задіяти автоматику відключення / включення з датчиком температури води. Потрібно лише виставити необхідну температуру на дисплеї виносного електронного блоку і він буде виробляти нагрівання теплоносія до цієї температури, відключаючи водогрійний індукційний елемент при її досягненні. Після закінчення часу й охолодженні води на кілька градусів автоматика знову включить нагрівання, цей цикл буде повторюватися постійно.
Оскільки обмотка теплогенератора передбачає однофазне підключення з напругою живлення 220 В, опалювальні агрегати індукційного типу не виробляються з великою потужністю. Причина – занадто велика сила струму в ланцюзі (понад 50 ампер), під неї потрібно прокладка кабелів великого перерізу, що саме по собі дуже дорого. Щоб наростити потужність, досить укласти три водогрійних установки в каскад і застосувати трифазне приєднання з напругою живлення 380 Ст. До кожного апарату каскаду підключити окрему фазу, на фото показаний подібний приклад роботи індукційного опалення.
Опалення індукційними котлами
Конструктивні особливості нагрівачів типу «Сибтехномаш»
Використовуючи той же ефект електромагнітної індукції, інше підприємство розробляє та виготовляє водогрійні апарати дещо іншої конструкції, що заслуговує уваги. Справа в тому, що електричне поле, створюване многовитковой котушкою, що має просторову форму і поширюється від неї в усі боки. Якщо в агрегатах «ВИН» теплоносій проходить всередині котушки, то пристрій індукційного котла «Сибтехномаш» передбачає спіралевидний теплообмінник, що знаходиться зовні обмотки, як показано на рисунку.
Обмотка створює навколо себе змінне електричне поле, вихрові струми нагрівають витки труби теплообмінника, в яких рухається вода. Котушки зі змійовиками зібрані в каскад по 3 штуки і прикріплені до загальної рамі. Підключення кожної з них здійснюється на окремій фазі, напруга живлення — 380 Ст. Конструкція «Сибтехномаш» має кілька переваг:
- індукційні нагрівачі мають роздільну розбірну конструкцію;
- в зоні дії електричного поля знаходиться збільшена площа гріючої поверхні і більшу кількість води за рахунок спіральної схеми, що підвищує швидкість нагрівання;
- трубопроводи теплообмінника доступні для промивання та обслуговування.
Приклад підключення котла індукційного
Незважаючи на відмінності в конструкції теплогенератора, ефективність його роботи складає 98%, як і в нагрівачах типу «ВИН», це значення ККД декларує сам виробник. Довговічність агрегатів в тому і іншому випадку визначається працездатністю котушок, а точніше, терміном служби обмотки і електроізоляції, цей показник заводи – виробники встановлюють в межах 30 років.
Переваги і недоліки
Реальні переваги, якими володіють індукційні котли для опалення будинку або виробничого приміщення, полягають у наступному:
Вихрові нагрівачі поставляються з комплектами автоматики керування, що дає можливість зв’язати теплогенератори з іншими кліматичними системами будинку.
Нагрівач у розрізі
Є у даного обладнання і недоліки. Головний з них – висока вартість, особливо у теплогенераторів типу «Сибтехномаш». Якщо використовувати ці агрегати для промислових цілей цілком прийнятно, то індукційне опалення приватного будинку може виявитися невиправдано дорогим.
Досвід практичного використання вихрових нагрівачів домовласниками і обслуговуючим персоналом сервісних компаній поки що не надто великий, але на даний момент суттєвих нарікань на обладнання немає.
Міфи про індукційних котлах
Один з найпопулярніших міфів створюють торгові представники, продавці індукційні електричні котли. Суть в тому, що ці котли нібито на 20-30% ефективніше інших нагрівальних електроустановок, особливо Тенових. Дана інформація не відповідає дійсності, оскільки всі теплогенератори, які перетворюють електроенергію в тепло, працюють з ефективністю не нижче 96% відповідно з фізичним законом збереження енергії. Незаперечним є лише факт, що Тени розігрівають теплоносій кілька довше через свою багатошарової структури. Вольфрамова спіраль прогріває спочатку кварцовий пісок, потім матеріал трубки, а потім вже воду. При цьому енергія нікуди не втрачається, а ККД ТЭНового агрегату становить 98%, як і вихрового.
Приклад системи опалення
Інший міф свідчить про те, що індукційний електричний котел зовсім не вимагає обслуговування, оскільки змінне магнітне поле не дає відкладів осідати на гріючих елементів. Це питання залежить від якості води і накип на сердечнику котушки з’являється точно так само, як і в Тенових нагрівачах, якщо теплоносій не обессолен. Тому хоча б 1 раз в 2 роки сам теплогенератор і система опалення повинні проходити процедуру промивки.
Всупереч запевненням продавців, водонагрівач не можна ставити в будь-якому приміщенні. Причини дві: небезпека ураження струмом та наявність електромагнітного поля навколо апарату. Його краще помістити в технічному приміщенні з обмеженим доступом (котельні).
Висновок
Опалювальні установки, які використовують для нагріву вихрові струми, дійсно володіють багатьма достоїнствами, особливо серед них привертають швидкість нагріву, компактність і довговічність. Наскільки ці переваги виправдовують високу вартість виробу – вирішувати доведеться кожному домовласникові в індивідуальному порядку.