Indukciniai šildymo katilai: rūšys, privalumų ir trūkumų apžvalga, kaip išsirinkti gerą modelį

Buitinės technikos rinkoje indukcinis šildymo katilas vis dar yra naujovė, nors tokio novatoriško sprendimo populiarumas sparčiai auga. Tarp elektrinių katilų indukcinių modelių dalis sudaro apie 30%. Kuo šis agregatas skiriasi nuo savo konkurentų su įprastais TENais arba elektrodais?

Papasakosime viską apie veikimo principą ir unikalius įrangos, kurios veikimas pagrįstas indukcijos naudojimu, privalumus. Mūsų siūlomame straipsnyje pateikiamos ir išsamiai aprašytos jo rūšys. Mūsų montavimo patarimai padės be problemų įrengti ar modernizuoti kotedžo, parduotuvės ar sandėlio šildymo sistemą.

Konstrukcijos ir eksploatacijos ypatybės

Indukcinis katilas gali generuoti šilumą ir šildyti patalpas dėl elektromagnetinės indukcijos. Šį fizikinį reiškinį atrado Faradėjus savo eksperimentų metu su cilindriniu magnetiniu strypu, aplink kurį spirale buvo suvyniota varinė viela.

Indukcinio agregato sandara

Šiuolaikinis indukcinis šildymo katilas taip pat apima induktyvumo ritę ir šerdį. Per ritę tekant kintamajai elektros srovei, susidaro elektromagnetinis laukas.

Laukas sukuria sūkurines elektros sroves, kurios šildo šerdį, o šiluma nuo jos perduodama šilumnešiui. Šios šilumos kiekis nustatomas pagal Džaulio–Lenco formulę.

Indukcinis šildymo katilas yra sudėtingas daugiakomponentis agregatas. Norint geriau suprasti indukcinio prietaiso veikimo principą, verta prisiminti mokyklinį fizikos kursą.

Indukcinį šildymo katilą sudaro dvi pagrindinės dalys. Vienoje jų, kurią sudaro ritė ir šerdis, susidaro magnetinis laukas. Antroji dalis yra šilumokaitis su darbiniu skysčiu (šilumnešiu).

Šilumnešio funkciją atlieka paprastas vanduo arba vandens ir etilenglikolio mišinys. Galima naudoti ir kitus skysčius, kurių pasirinkimas priklauso nuo konkretaus katilo modelio.

Šildymo sistema su indukciniu katilu visada įtraukiama į uždarą kontūrą. Montavimo schemą sudaro ir membraninis bakas, reikalingas vandens pertekliui, atsirandančiam dėl jo šiluminio plėtimosi, priimti. Jei toks bakas nėra numatytas komplekte, jis įsigyjamas atskirai.

Naudojimo specifika šildymo kontūruose

Indukciniai katilai yra skirti naudoti sistemoje su priverstine cirkuliacija. Todėl prijungimo schemoje privalo būti cirkuliacinis siurblys, skatinantis darbinio skysčio judėjimą šildymo kontūru.

Toks poreikis yra dėl santykinai mažų šilumokaičių tūrių – dėl greito šildymo vanduo juose užverda greičiau, nei susidaro gravitacinė cirkuliacija.

Indukciniai katilai tiekiami komplekte su išoriniu valdymo bloku, skirtu automatizuoti šildymo įrangos darbą.

Daugiakontūrėse sistemose cirkuliaciniai siurbliai montuojami ant kiekvieno kontūro. Jei name veikia šiltų grindų sistema, komplekte turi būti paskirstymo kolektorius ir papildomas siurblys.

Katilo valdymo sistema, be termoreguliatoriaus ir temperatūros jutiklių, apima ir vadinamąją saugos grupę, kuri skirta užkirsti kelią perkaitimui, slėgio viršijimui ir dalių stiprumo ribos viršijimui.

Saugos grupę paprastai sudaro manometras, oro išleidimo vožtuvai ir apsauginiai vožtuvai. Apsauga nuo įtampos šuolių įgyvendinama naudojant automatinius komponentus. Atskirų dalių apdorojimas mišiniu padidina jų apsaugą. Dėl apsaugos komponentų užtikrinamas saugus ir nepertraukiamas katilo eksploatavimas.

Į šildymo sistemos su indukciniu katilu surinkimo schemą būtinai įtraukiama išsiplėtimo talpykla ir saugos grupė, apsauganti nuo slėgio viršijimo uždare kontūre.

Buitiniai indukciniai katilai, priklausomai nuo vardinės galios, veikia nuo 220 V arba 380 V įtampos, esant 50 Hz srovės dažniui. Kad elektrinį katilą prijungtumėte prie tinklo, jums reikės pranešti vietinei energetikos įmonei (elektros energijos tiekėjui) ir gauti jos pritarimą.

Prijungimas gali būti vienfazis ir trifazis. Jungimui naudojami elektros maitinimo laidai turi turėti atitinkamą skerspjūvį.

Indukciniame prietaise šildymas reguliuojamas jį cikliškai įjungiant ir išjungiant. Šiam procesui padeda temperatūros jutikliai (termopora), esantys valdymo sistemoje.

Indukcinis katilas pjūvyje su nurodyta šilumnešio judėjimo kryptimi. Šaltoje būsenoje šilumnešis patenka per apatinį vamzdį ir po pašildymo tiekiamas per viršutinį vamzdį į šildymo sistemą.

Naudotojas nustato optimalų temperatūros režimą, o katilas, pašildęs šilumnešį iki tam tikros temperatūros, automatiškai išsijungia, o atvėsęs vėl įsijungia.

Dėl nuolatinio šilumnešio šildymo ciklo šildomose patalpose palaikomas komfortiškas mikroklimatas. Daugelyje modelių temperatūros ir kitų darbo parametrų duomenys rodomi ekrane, o tai palengvina įrangos veikimo stebėjimą.

Opcionaliai indukciniai šildymo katilai aprūpinami GSM moduliais, skirtais patalpos temperatūros kontrolei ir valdymui išmaniuoju telefonu iš bet kurios pasaulio vietos, kur yra internetas. Grįžtant iš atostogų ar komandiruotės, galima iš anksto įjungti šildymo sistemą ir paruošti namus atvykimui.

Indukcinių katilų rūšys

Visi indukciniai katilai veikia pagal vieną principą, tačiau skiriasi jų konstrukcija. Pagal šį kriterijų jie sąlygiškai skirstomi į keletą tipų, kurie bus aptarti toliau.

Korpusiniai katilai. Katilo korpusas yra cilindro formos. Korpusė yra induktyvumo ritė. Tiek ritės viduje, tiek išorėje eina šilumokaitis.

Į įėjimo vamzdį patenkantis darbinis skystis eina per šilumokaitį, įkaista ir per viršutinį vamzdį patenka į šildymo kontūrą. Korpusinio tipo katilus Rusijoje gamina NPK «INERA». Rinkoje jie žinomi kaip prekės ženklas SAV.

Katilai su erdviniais šilumokaičiais. Toks katilų tipas dar vadinamas indukciniu-kondukciniu. Agregatas turi metalinį korpusą cilindro pavidalu.

Korpuse yra indukcinė ritė su feromagnetiniu strypu, kuris atlieka šilumokaičio funkcijas. Indukciniai-kondukciniai katilai rinkoje pristatomi VIN serija. Gamintojas – šiluminės įrangos gamykla «Alternatyvioji energija».

Katilai su vamzdiniu šilumokaičiu. Klasikiniai indukciniai katilai turi šilumokaitį, sudarytą iš vamzdžių rinkinio, juosiančio induktyvumo ritę. Pirmasis rinkoje buvo būtent toks agregatas.

Indukciniai katilai su inverteriais. Indukcinis katilas gali būti papildytas inverteriu, kuriame nuolatinė elektros srovė iš akumuliatorių paverčiama aukšto dažnio kintamąja srove ir tik tada patenka į induktyvumo ritę.

Toks sprendimas padeda gauti reikiamas sūkurines sroves šilumos generavimui, kai nėra pagrindinio tinklo maitinimo.

Inverterio naudojimas schemoje su indukciniais katilais leidžia stabilizuoti elektros įrangos maitinimo tiekimą ir apsaugoti ją nuo įtampos svyravimų tinkle

Ką reikia žinoti apie montavimą?

Į elektrotechninių prietaisų pristatymo komplektą įeina techninis pasas su išsamiu charakteristikų aprašymu ir instrukcija, kurioje nurodytos montavimo ir eksploatacijos taisyklės. Katilų montavimas turi būti atliekamas pagal pridėtą vadovą.

Esant trūkumų, pavyzdžiui, jei sistemoje nėra priverstinės cirkuliacijos siurblio, katilas gali būti pašalintas iš garantinio aptarnavimo. Todėl gamintojai rekomenduoja montavimui samdyti patyrusius santechnikus arba apmokytus organizacijos, pardavusios elektros įrangą, darbuotojus.

Indukcinis katilas gali būti įmontuotas į jau esamą šildymo sistemą kaip pagrindinis arba atsarginis, lygiagrečiai prijungus. Kalbant apie montavimo vietą, būtina laikytis taisyklių, standartinių visiems elektriniams šildymo prietaisams.

Šildytuvas turi būti ne mažesniu kaip 80 cm atstumu nuo lubų ir grindų. Tarpas su siena turi būti ne mažesnis kaip 30 cm. Kaip ir bet kokia galinga energetinė įranga, indukcinis katilas turi būti įžemintas pagal GOST 12.2.007.0.

Kabelio skerspjūvis, naudojamas indukciniam katilui prijungti, apskaičiuojamas pagal įrangos galią. Elektros laidai klojami kabelių kanaluose arba gofruotėje.

Indukcinių šildymo katilų privalumai

Indukciniai katilai turi daug absoliučių ir lyginamųjų privalumų, įskaitant šiuos:

• didžiausias naudingumo koeficientas tarp visų elektrinių katilų;
• energetinių charakteristikų pastovumas;
• minimalūs reikalavimai šilumnešiui;
• padidintas patikimumas;
• rekordiškai ilgas tarnavimo laikas;
• gebėjimas veikti savarankiškai;
• paprastas montavimas be vėdinimo sistemos;
• automatinė valdymo sistema;
• nereikia pristatyti ir laikyti kuro:
• šilumnešio įkaitinimas iki 95 laipsnių;
• aukštas saugumo lygis.

Prietaisas elektros energiją paverčia šilumine energija su 98-99% naudingumo koeficientu. Šilumnešiui įkaitinti reikia 7-10 minučių. Paprasta konstrukcija, neturinti judančių mechaninių dalių, plieno lydiniai, naudojami kaip gamybos medžiagos, daro indukcinius katilus rekordiškai ilgaamžiais.

Tokią įrangą išjungti gali tik elektros izoliacijos pažeidimas. Tačiau, kaip rodo transformatorių, savo konstrukcija labai panašių į indukcinius katilus, eksploatavimo praktika, jie tikrai gali tarnauti daugybę dešimčių metų.

Gamintojų teigimu, agregatai, veikiantys elektromagnetinės indukcijos efektu, užtikrina nepertraukiamą patalpų šildymą 100 tūkstančių valandų, t. y. 30 šildymo sezonų. Be to, jų galia laikui bėgant nemažėja, ko negalima pasakyti apie elektrodinius ir įprastus teninius katilus.

Indukciniai katilai gali būti naudojami tiek kaip pagrindinė, tiek kaip papildoma įranga. Pavyzdžiui, ruošti šilumnešį nereguliariai naudojamai šiltų grindų sistemai.

Tos pačios priežastys, kurios lemia indukcinių šildytuvų ilgaamžiškumą ir padidintą patikimumą, kartu mažina eksploatacijos kainą. Indukcinis katilas nereikalauja reguliarios priežiūros ir remonto, o tai taupo lėšas.

Palyginti su daugeliu kitų kuro rūšių, elektros energijos naudojimas namų šildymui išlieka naudingiausias. Ypač tai liečia nedujofikuotų gyvenviečių.

Sertifikuoto indukcinio katilo konstrukcija apsaugo nuo trumpųjų jungimų. Gamintojai teigia, kad bet kuris modelis turi aukščiausią elektros saugos klasę. Nereikėtų painioti indukcinio katilo su mikrobangų krosnele, nes jo veikimui naudojamas kitas elektros srovės dažnis.

Šilumnešio kaitinimas indukciniame katile vyksta tolygiai – temperatūrų skirtumas sistemoje ne didesnis kaip 30°C. Tai reiškia, kad vietinių perkaitimų, galinčių sukelti gaisrą, nėra, todėl tokie agregatai yra priešgaisriškai saugūs.

Dėl šilumnešio įmagnetinimo, smulkios vibracijos, nepastebimos aplinkiniams, ir turbulentinių sūkurių, indukciniuose katiluose beveik nesusidaro mineralinių nuosėdų, o tai palankiai veikia efektyvumą. Primename, kad storas nuosėdų sluoksnis sulėtina šilumnešio kaitinimo greitį ir efektyvumą.

Norint padidinti galią, galima naudoti trijų ar daugiau indukcinių katilų kaskadą su bendru valdymo spinta. Toks sprendimas padės apšildyti dviejų aukštų rezidenciją.

Jei laikomasi instrukcijoje nurodytų eksploatavimo taisyklių, sumontavus ir nustačius temperatūros režimą, katilo galima neprisiminti visą šildymo sezoną. Skirtingai nei kieto kuro «broliai», indukciniai prietaisai nereikalauja reguliaraus malkų ir anglies pakrovimo bei pelenų šalinimo. Nereikia valyti vamzdžių, kas juos skiria nuo kitų tipų elektros katilų.

Pats katilas ir papildoma įranga prie jo užima nedaug vietos ir gali būti sumontuoti nedidelio ploto patalpoje. Valdymo sistemos komponentai leidžia naudoti indukcinius katilus kartu su kita klimato įranga.

Indukcinius katilus galima integruoti į intelektualią namų įrangos valdymo sistemą, vadinamą “Išmaniuoju namu”.

Indukcinių modelių trūkumai

Idealių techninių sprendimų kol kas nėra. Net pati tobuliausia įranga turi savo trūkumų, o indukcinis šildymo katilas – ne išimtis.

Jam būdingi:

• aukšta kaina;
• didelis svoris;
• triukšmas.

Gaminant indukcinius katilus naudojami brangūs medžiagos, įskaitant feromagnetikus, kurie reaguoja į magnetinį lauką.

Kad katilas atliktų savo funkciją, inžinieriai turi tiksliai apskaičiuoti ritės laido skersmenį, jo vijų skaičių, šerdies dydį ir kitus parametrus. Tada visi šie skaičiavimai turi būti realizuoti gatavame gaminyje.

Taigi indukcinių prietaisų gamyba yra imlus darbui ir metalo sunaudojimui procesas, kuris lemia aukštą gaminio savikainą. Tačiau šis trūkumas kompensuojamas dėl ilgo eksploatavimo laiko ir minimalių eksploatacijos išlaidų.

Kompaktiški katilo matmenys dera su dideliu jo svoriu, kurį lemia didelis plieninių dalių kiekis. Kai kurie modeliai sveria 40 kg. Indukcinis katilas darbo metu skleidžia nedidelį triukšmą, tačiau šį trūkumą lengva pašalinti naudojant triukšmą sugeriančias tarpines, kurias rekomenduojama montuoti įrengimo metu.

Įrangos parinkimo taisyklės

Renkantis indukcinio katilo modelį, pagrindiniai kriterijai yra jo galia ir šildomos patalpos charakteristikos. Laikomasi nuostatos, kad 10 kv. m. šildymui, kai lubų aukštis iki 3 metrų, reikalinga 1 kW.

Taigi šildomos patalpos plotą pakanka padalinti iš 10, ir taip bus gauta reikiama elektros katilo vardinė galia. Pavyzdžiui, 100 kv. m. namui reikės 10 kW indukcinio šildytuvo.

Jei nėra noro labai tiksliai skaičiuoti reikiamos katilo galios, galima pasinaudoti supaprastintu variantu. Pagal jį vos 3-4 kW galios indukciniai katilai gali šildyti 30-40 m² ploto patalpą.

Kad nereikėtų permokėti už nereikalingą galią ir nešalti jos stokos atveju, būtina įvertinti konkrečias namo ar kito objekto charakteristikas, įskaitant sienų medžiagas, langų plotą, šilumos izoliacijos buvimą ir kita, ir jau remiantis šiais duomenimis rinktis šildymo įrangą.

Nepakenktų pasiteirauti pardavėjo apie galios koeficientą, t. y. aktyviosios ir pilnutinės galios santykį pasirinktame modelyje. Šis rodiklis vadinamas kosinusu fi (Cos φ) ir matuojamas voltais amperais. Jis padeda nustatyti, kokia dalis suvartotos elektros energijos tiesiogiai naudojama šildymo terpės šildymui, o kokia – magnetiniam laukui generuoti.

Galios koeficiento reikšmės svyruoja nuo 0 iki 1. Indukciniuose katiluose su gerai apgalvota konstrukcija Cos φ yra 0,97-0,98 kVA, kas laikoma puikiu rodikliu, nes beveik visa suvartota elektros energija naudojama darbinio skysčio šildymui.

Modelių įvairovė leidžia pasirinkti variantą naudoti kaip pagrindinį arba atsarginį šilumos šaltinį. Galingi katilai, veikiantys nuo 380 V įtampos, gali savarankiškai šildyti namus, komercinius ir pramoninius objektus, turinčius didelį kvadratūrą.

Naudojimui sodyboje ar garaže efektyvų indukcinį katilą galima pasigaminti savo rankomis. Išsamiu surinkimo vadovu, kaip pasigaminti naudingą naminį gaminį, supažindins kitas straipsnis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įrašas aiškiai pademonstruos indukcinio agregato veikimo principą:

Eksperto nuomonė apie indukcinio katilo eksploatavimo saugumą:

Indukcinių katilų vaizdo pristatymai iš ZSTM (Sibiro technologinės mašinų gamybos gamyklos):

Indukciniai šildymo katilai turi daug privalumų ir konkurencinių pranašumų, turėdami nežymių arba lengvai pašalinamų trūkumų. Kiek toks variantas yra naudingas konkretaus namo šildymui, galima nuspręsti tik įvertinus visus „už“ ir „prieš“.

Neginčijamas faktas išlieka nuolatinis tokios įrangos paklausos augimas, ir ši tendencija greičiausiai išliks ir ateityje.

Norite papasakoti apie savo patirtį renkantis, montuojant, eksploatuojant indukcinį katilą? Turite naudingos informacijos šia tema, kuria verta pasidalyti su svetainės lankytojais? Prašome rašyti komentarus, skelbti nuotraukas, užduoti klausimus žemiau esančioje blokinėje formoje.