Az indukciós kazán a legjobb hőforrás a fűtési rendszerek számára

A cikk tartalma

• Indukciós kazán története
• Készülék és működési elv
• Indukciós kazán jellemzői
• Az indukciós kazán felszerelése
• Hogyan válasszuk ki az indukciós kazánt?

Ebben a cikkben: Az indukciós kazánok létrehozásának története; a kazán működési elve és berendezése; az indukciós kazánok előnyei és hátrányai; egy kazán felszerelése zárt fűtési rendszerben; indukciós kazán kiválasztása.

A bioüzemanyagok, például fa, szén, olajtermékek és földgáz képezik a földön az energiahordozók fő csoportját, amelyet házak és apartmanok fűtésére használnak. Bármelyik fajtájának azonban két komoly hátránya van, a második pedig háztartási szinten különösen kritikus – ha a teljes termelés miatt egyáltalán nem lesz szerves üzemanyag, bármilyen okból rendkívül nehéz megszerezni a FÁK egyes régióiban. És egy ilyen kétségbeesett helyzetben a háztulajdonosok az elektromos kazánok fűtésére fordulnak, és választásuk fűtőelemekkel rendelkező kazánok és hőelektromos fűtőkészülékekkel – azaz önmagában nincs választás. De vannak olyan elektromos indukciós kazánok is, amelyek működési jellemzői meglehetősen magasak …

Indukciós kazán története

Körülbelül 1822 és 1831 között a ragyogó angol tudós és kutató, Michael Faraday kísérleti sorozatot folytatott azzal a céllal, hogy a mágnesességet villamossá alakítsák. És csak 1831 augusztus végén egy újabb Faraday-kísérlet adta azt az eredményt, amelyre a tudós reménykedett – miután villamos áramot kapott egy kerek vasmag primer huzaltekercsében, felfedezte az elektromágneses indukciót..

Michael Faraday felfedezését eredetileg a transzformátorokban, generátorokban és motorokban használták, de valójában csak 70 évvel később vált igénybe – az ipari fejlődés üteme a 20. század elejétől új módszereket igényelt a fémek olvasztására a műhelyben. Az első indukciós kohó 1927-ben nyílt meg Angliában, Sheffieldben.

A XX. Század 80-as éveiben indukciós kazánok jöttek létre, amelyeket ipari vállalkozásokban, beleértve a Szovjetuniót is fűtötték: az első típusú 50 Hz frekvenciájú áramot fogyasztott, a második az 1 kHz vagy annál magasabb frekvenciával. Az ipari indukciós kazánok méretei és súlya meglehetősen lenyűgöző, a benne levő hűtőfolyadék a fémmag tetejére helyezett elsődleges tekercseléssel ellátott csövek másodlagos tekercselésén keresztül kering. A háztartási fűtési rendszerekhez tervezett indukciós kazánok soros modelljei, amelyek sokkal kisebb méretben és súlyban különböznek az ipari analógoktól, Oroszországban jelentek meg a múlt század 90-es éveiben.

Meg kell jegyezni, hogy Nikolo Tesla fizikus-feltalálónak nincs közvetlen kapcsolata az indukciós kazánnal – kivéve talán váltakozó villamos áram felfedezése révén..

Készülék és működési elv

Az indukciós kazán teste többrétegű – egy kettős falú mag, majd egy elektromos és hőszigetelő réteg, majd egy külső (külső) test. A hengeres tekercseléssel ellátott ipari indukciós kazánokkal ellentétben a háztartási kazánokban toroid rézhuzal-tekercset használnak, amelyet két, egymáshoz hegesztett ferromágneses acélcső között készítenek, 10 mm-nél nagyobb fallal, a belső átmérő kisebb, mint a külső átmérő. Ennek eredményeként a kazán kisebb súlya, nagyobb hatékonysága és kis méretei érhetők el az ipari analógokkal összehasonlítva. A toroid tekercseléssel ellátott belső cső magként (mágneses áramkörként) működik, a belső cső a hűtőfolyadék fűtőelemeként működik.

A hűtőfolyadék, víz vagy fagyálló, mindkét fémcsőn hegesztett bemeneti csőn keresztül jut a kazánba. A belső cső-hőcserélő nagy belső területe miatt a hőhordozó az indukciós kazán által termelt hőenergia körülbelül 98% -át kapja, és az alacsonyabb tehetetlenség miatt rövidebb idő alatt, mint a fűtőelemekkel történő fűtés. A külső tekercstől a belső csőig terjedő nagyfrekvenciás mágneses mező által generált indukciós áram a hűtőfolyadék felmelegedését okozza, míg a falak magas frekvenciájú rezgései megakadályozzák, hogy a skála felhalmozódjon a fémfalakon. A külső elektromos és hőszigetelő réteg teljes védelmet nyújt a lehetséges áramszivárgások és hőveszteségek ellen..

Félfeszültség alatt álló váltakozó áramot, amelynek frekvenciája körülbelül 20 kHz, a félvezető inverteres konverter táplálja a kazánhoz. Az inverter mellett az inverter kazáncsomag tartalmaz elektronikus termosztátot (a kazán testébe beépített hőmérséklet-érzékelőt) és megszakítókat.

A hűtőfolyadék felmelegítése egy indukciós kazánban az acélmagnak az örvényáramok általi felmelegítése miatt következik be, amelyet a nagyfeszültségű áram által generált elektromágneses mező okoz. A kazán tápfeszültségének csatlakoztatásakor a következők fordulnak elő: nagyfeszültségű áram áramlik a kazán primer toroid tekercsére, a kapott elektromágneses mező az örvényáramokat az acélmag külső felületére nyomja, ezek sűrűsége növekszik, és a magcső először felmelegszik kívülről, majd teljesen. A kazán által termelt hőt elnyelik a rajta keringő hőhordozó és továbbítják a fűtőberendezésekhez. Körülbelül 7 percig tart az indukciós kazán magjának 75 ° C üzemi hőmérsékletre történő felmelegítése.

Indukciós kazán jellemzői

Az ilyen típusú fűtőkazánok számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos fűtőelemekkel szemben, de vannak hátrányai is, ideértve a csak az ilyen kazánokra jellemzőket. Vessünk közelebbről az indukciós kazánok előnyeit és hátrányait, kezdve a pozitív jellemzőkkel:

• semmilyen fűtőelem, valamint mozgó és nagy terhelésű elem, amelyek működés közben kopásnak vannak kitéve és időszakos cserét igényelnek;
• alacsony feszültségű és állandó áramú hálózatról történő működés képessége, ami általában elfogadhatatlan más típusú elektromos kazánok esetében;
• a kazán szerkezete nem tartalmaz leválasztható csatlakozásokat, azaz a szivárgás valószínűsége teljesen kizárt;
• lényegesen gyorsabb fűtés üzemi hőmérsékletig, összehasonlítva más típusú elektromos fűtőkazánokkal;
• védelem a léptékképződés ellen *;
• magas tűz (II. osztály) és elektromos biztonság, mivel a fűtőelem (mag) nincs közvetlenül elektromosan csatlakoztatva az induktorhoz (primer tekercs), és a mag és a hűtőfolyadék közötti hőmérsékleti különbség nem haladja meg a 30 ° C-ot;
• a kazán kialakításához nincs szükség kémény felszerelésére;
• nincs szükség az indukciós kazán különálló helyiségbe történő felszerelésére;
• Mint minden elektromos fűtőberendezés, egy ilyen kazán hatékonysága közel 100%. Mellesleg, ez az érték nem változik működésének évei során, ellentétben a fűtőelemekkel és elektródákkal működő kazánokkal;
• az átlagos élettartam legalább 25 év (a kazánmagot alkotó fémcsövek vastagságától függ), és ehhez a berendezéshez nincs szükség karbantartási munkára;
• szinte bármilyen hőhordozót (víz, fagyálló, olaj stb.) használhat a fűtési rendszerben, előzetes előkészítés nélkül;
• a fűtési rendszerben a kiégett hűtőfolyadék cseréjét 10 évente egyszer kell elvégezni;
• abszolút zajmentes működés;
• alacsony tehetetlenség, amely lehetővé teszi az energiamegtakarítást a kazán működésének hatékony vezérlése révén elektronikus automatizálás segítségével **. Meg kell jegyezni, hogy az indukciós kazánok tehetetlensége alacsonyabb, mint a fűtőelemeknél, de nagyobb, mint az elektróda kazánoké;
• a kazán telepítéséhez nem szükséges magasan képzett szakemberek bevonása;
• megengedett bármilyen zárt fűtési rendszerhez, beleértve a „meleg padlót” és az alaplap fűtését is – a hűtőfolyadék melegítésének minimális hőmérsékleti küszöbértéke 35 ° С.

* – a magcső belső felületein nem képződnek nagy léptékű lerakódások a fűtőtest és a hűtőfolyadék közötti kicsi hőmérsékleti különbség miatt, amely nem haladja meg a 30 ° C-ot, valamint a magas frekvenciájú rezgések miatt, amelyeket az örvényáramok okoznak, amelyek visszaszorítják a sóionokat a cső belső falán.

** – az indukciós kazán elektronikus vezérlése kevesebb energiafelhasználást biztosít, mivel a hőmérsékletet szigorúan meghatározott szinten tartja, azaz amikor emelkedik, a kazán áramellátása azonnal kikapcsol és csak akkor folytatódik, amikor a hőmérséklet a felhasználó által megadott hőmérséklet alá csökken..

Meg kell jegyezni, hogy a fűtési rendszerekben a hűtőfolyadék indukciós kazánból történő melegítésével a megengedett legnagyobb nyomás nem haladhatja meg a 0,3 MPa-t..

Az indukciós kazánok hátrányai:

• jelentős méret és súly. Például egy 2,5 kW-os egyfázisú kazán, amelynek magassága 450 mm és átmérője 121 mm, súlya 23 kg;
• magas költségek – 30 000 rubeltől. és magasabb. Az indukciós kazánok ára részben annak köszönhető, hogy a vezérlőrendszerben inverter indító van, amely önmagában nem olcsó;
• telepítés csak zárt fűtési rendszerekben;
• működés közben, a kazán teljesítményétől függően, zavarok keletkeznek a hosszú hullámú, a közepes hullámú és a VHF rádióban, néhány méter távolságra a helyétől, amelyet nem lehet teljesen kiszűrni. Ennek azonban nincs hatása az emberi testre, csak a háziállatok (kutyák, macskák) képesek érezni őket..

Az indukciós kazán felszerelése

Az ilyen kazánok telepítése csak zárt fűtési rendszerben megengedett cirkulációs szivattyúval és expansomat tágulási tartállyal lehetséges. Az indukciós kazán szigorúan függőlegesen van elhelyezve, a fűtőkör visszatérő vezetéke csatlakozik a bemeneti csőhöz (a típustól függően, az alsó vagy oldalsó részen, a test alsó részén található), és a tápvezeték csatlakozik a kimeneti csőhöz (a test felső oldalán vagy felülről). Az indukciós kazánt a falhoz rögzítőkkel rögzítik, amelyek képesek megtartani a saját súlyát és a fűtőközeg tömegét, amely üzem közben megtölti a kazánt. A kazántest távolságát a közeli tárgyaktól, a falaktól, a mennyezetről és a padlótól legalább 300 mm-re kell elhelyezni oldalain, legalább 800 mm-re – fentről és felülről.

A szerelési munkák során az indukciós kazánt földelni kell. A fémcsövekkel való hevederezés nem szükséges, az áramkör fém-műanyag csöveit közvetlenül a kazán fúvókáihoz csatlakoztathatja. A csővezetéknek a kazán kimeneti vezetékétől nem messze fekvő szakaszába biztonsági csoport van beépítve – nyomásmérő, automatikus légtelenítő és robbanásveszélyes szelep. Az elzárószelepeket be lehet szerelni a fűtési körbe a biztonsági csoport elhelyezésének pontjai után, a tágulási tartályt – a visszatérő szakaszba. A tágulási aroma elhelyezésének pontja és a visszatérő vezeték bevezetése előtt az indukciós kazánba egy sorban beépül egy ülepítő szűrő, egy durva hálószűrő, egy cirkulációs szivattyú és egy áramlásérzékelő (az ellenőrzi a hűtőfolyadék áramlását a visszatérő kör mentén, annak áramlását a kazánba). Az indukciós kazán vezérlőrendszerét a PUE szabályai szerint telepítik, és a műszaki útlevélben megadott rajzok szerint csatlakoztatják a kazánhoz..

Hogyan válasszuk ki az indukciós kazánt?

Az orosz piacon elsősorban két hazai gyártó egy- és háromfázisú indukciós kazánjai vannak – az „Alternative Energy” („VIN” márkanév) és a „NPK” INERA „(” SAV „) CJSC” NPK „INERA (2,5-7 kW) ( egyfázisú) és 7 – 60 kW (háromfázisú).

Azon indukciós kazánnal felszerelt fűtési rendszerrel felszerelt kötelező elemek mellett, amelyek megkönnyítik annak vezérlését, megengedett egy elektronikus programozó egységgel egy hétig működő kazán üzemmódokban vagy olyan programozóval, amely lehetővé teszi a fűtési rendszer működésének távvezérlését egy GSM csatornán keresztül..

Tekintettel arra, hogy az indukciós kazánok teljesítménye nem csökken a működési évek során, a szükséges modellt 60 W / m arányban kell kiválasztani² fűthető terület. Például olyan helyiségekben, amelyek teljes területe 20 m² 3 kW teljesítményű kazánra van szüksége. Az egy adott épülethez viszonyított szükséges kazánteljesítmény pontos kiszámításához be kell vonni a szakembereket, akik felmérik az épületekben a helyiségek szigetelésének mértékét..

Az indukciós kazánok szavatossági ideje 3 év magának a kazánnak, és egy év annak a kabinetnek az elektromos berendezéseire, amelyhez befejezik. Az ilyen kazánok problémamentes működésének időtartama az acél belső csőmagjának vastagsága – minél vastagabb a fal, annál hosszabb ideig képes ellenállni a korrozív folyamatoknak. A magcső optimális falvastagsága 10 mm.

Az elektromos indukciós kazánok használatának kényelme abban rejlik, hogy az épületekben optimális hőmérsékletet lehessen fenntartani, amelyet a tulajdonosok időről időre látogatnak. Ebben az esetben nincs szükség különösen nagy teljesítményű modellre, mivel még egy 6 kW-os kazán képes is fenntartani a hőmérsékletet egy házban, amelynek területe például 120 m² 12-15 ° C-on. Mivel egy vidéki házban általában kandalló található, akkor az olvadékkal könnyen és gyorsan kényelmes szintre emelheti az indukciós kazán által fenntartott hőmérsékletet, ami fűthetetlen épületben lehetetlen lenne..