Автор: Решив обогревать собственный дом при помощи электрической энергии либо установить добавочный электрический тепловой источник, владельцы дома спрашивают себя, — отопитель какого типа использовать? Тут подбор невысокий, на рынке предлагаются электрические тепловые генераторы трех видов: ТЭНовые, электродные и вихревые (электромеханические). Последние представляют самый большой интерес, так как декларируются изготовителями в качестве нового и самого выгодного оборудования. Возникли электромеханические котлы практически недавно, благодаря этому необходимо выучить их подробно.
Приспособление вихревого индукционного котла
На самом деле данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счёт которой функционируют электрические электромеханические котлы теплоснабжения, открыто М. Фарадеем в дальнем 1831 году. Просто благодаря инновационным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водонагревательных установках практически недавно.
Водонагрев происходит за счёт вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Появляются они под влиянием переменного электрического поля, создаваемого виточками катушки электрическим током частотой 50 Гц. Сердечник сделан в форме трубы, через нее и течет тепловой носитель при нагревании. По существу, прибор собой представляет индукционный трансформатор в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого сделана катушка, кол-во витков и размеры сердечника рассчитаны так, чтобы обогревать воду до самой большой температуры 95 ?С и при этом не позволить перегрева обмотки.
Водогрееи типа «ВИН»
Сердце агрегата – это катушка, которая состоит из подавляющего количества витков изолированного провода, и помещенная вертикально в корпус в форме цилиндра в виде сосуда. В середину катушки введен стержень из металла. Корпус снизу и сверху плотно закрыт приваренными крышками, наружу выведены клеммы для присоединения к электросети. В середину сосуда через нижний отрезок трубы поступает холодный тепловой носитель, которым заполняется Все место в середине корпуса. Нагретая до желаемой температуры вода уходит в систему обогрева через верхний отрезок трубы.
Схема нагрева теплового носителя
Благодаря собственной конструкции при подсоединении к сети тепловой генератор регулярно работает на полную мощность, так как снабжать отопительную установку добавочными устройствами регулировки напряжения нецелесообразно. Намного легче применять циклический разогрев и использовать автоматику выключения / включения с термопреобразователем воды. Необходимо только выставить надлежащую температуру на экране выносного электронного блока и он будет делать нагрев теплового носителя до этой температуры, отключая водонагревательный индукционный компонент при ее достижении. После того как закончилось время и остывании воды на пару градусов автоматика опять включит нагрев, этот цикл будет повторяться регулярно.
Так как обмотка теплового генератора учитывает однофазное подключение с напряжением питания 220 В, устройства для отопления индукционного типа не изготавливаются с большой мощностью. Причина – непомерно высока сила тока в цепи (более 50 ампер), под нее понадобится прокладывание кабелей большого сечения, что само по себе слишком дорого. Чтобы увеличить мощность, достаточно заключить три водонагревательных установки в каскад и применить трехфазное подсоединение с напряжением питания 380 В. К каждому аппарату каскада присоединить отдельную фазу, на фото показан аналогичный пример работы индукционного теплоснабжения.
Теплоснабжение индукционными котлами
Особенности конструкции нагревателей типа «Сибтехномаш»
Применяя тот же эффект электромагнитной индукции, другое предприятие разрабатывает и создает водонагревательные аппараты немного другой конструкции, заслуживающей внимания. А дело все в том, что электрическое поле, создаваемое многовитковой катушкой, имеет пространственную форму и распространяется от нее во все стороны. Если в агрегатах «ВИН» тепловой носитель проходит в середине катушки, то приспособление индукционного котла «Сибтехномаш» учитывает спиралевидный теплообменный аппарат, находящийся с наружной стороны обмотки, как показано на рисунке.
Обмотка выполняет вокруг себя переменое электрическое поле, вихревые токи греют витки трубы трубного змеевика, в которых двигается вода. Катушки со змеевиками собраны в каскад по 3 штуки и прикреплены к общей раме. Подключение любой из них выполняется к индивидуальной фазе, напряжение питания — 380 В. Конструкция «Сибтехномаш» имеет пару положительных качеств:
- электромеханические нагреватели имеют раздельную разборную конструкцию;
- в зоне действия электрического поля находится повышенная площадь греющей поверхности и приличное количество воды за счёт спиральной схемы, что увеличивает быстроту нагрева;
- магистрали из труб трубного змеевика доступны для промывки и обслуживания.
Пример подсоединения индукционного котла
Несмотря на отличия в конструкции теплового генератора, результативность его работы составляет 98%, как и в нагревателях типа «ВИН», это значение КПД декларирует сам изготовитель. Долговечность агрегатов в обоих случаях устанавливается работоспособностью катушек, а точнее, служебным сроком обмотки и электроизоляции, данный показатель заводы – производители устанавливают в границах 30 лет.
Плюсы и минусы
Настоящие положительные качества, которыми владеют электромеханические котлы для обогрева дома или производственного строения, заключаются в следующем:
- Высокая, как и у всех водонагревательных установок, продуктивность работы, находящаяся в границах 97—98%.
- Долговечность, обусловленная отсутствием двигающихся частей и конструктивной простотой.
- Небольшие размеры, разрешающие поместить оборудование для отопления в помещение любых размеров.
- Высокая быстроту нагрева теплового носителя и отсутствие инерции при его отключении.
- Комфорт при работе, индукционный электрический бойлер не просит к себе непрерывного внимания владельца дома, а частота его обслуживания полностью зависит от качественных свойств используемой в системе воды.
Вихревые нагреватели поставляют с комплектами автоматики управления, что даёт возможность связать тепловые генераторы с другими климатическими системами дома.
Нагреватель в разрезе
Есть у данного оборудования и недостатки. Основной из них – большая цена, конкретно у тепловых генераторов типа «Сибтехномаш». Если применять такие аппараты для промышленных целей весьма приемлимо, то индукционное теплоснабжение личного дома оказаться может необоснованно дорогим.
Опыт применения на практике вихревых нагревателей владельцами дома и персоналом сервисных компаний пока что не очень обширен, однако сегодня важных упреков на оборудование нет.
Мифы об индукционных котлах
Один из очень востребованных мифов формируют торговые представители, продающие электромеханические электробойлеры. Смысл в том, что эти котлы будто бы на 20—30% эффектнее прочих нагревательных электрических установок, в особенности ТЭНовых. Эта информация не отвечает реальности, так как все тепловые генераторы, преобразующие электрическую энергию в тепло, работают с эффективностью не ниже 96% в согласии с физическим законом сохранения энергии. Признанным считается лишь факт, что Трубчатые нагреватели подогревают тепловой носитель чуть дольше из-за причины собственной структуры из нескольких слоев. Вольфрамовая спираль нагревает сначала кварц, после материал трубки, а после уже воду. При этом энергия никуда не теряется, а КПД ТЭНового агрегата составляет 98%, как и вихревого.
Пример отопительные системы
Другой миф говорит про то, что индукционный электрический котел абсолютно не требует обслуживания, так как переменое магнитное поле не даёт отложениям оседать на обогревающих элементах. Данный вопрос зависит от качественных свойств воды и накипь на сердечнике катушки появляется точно также, как и в ТЭНовых нагревателях, если тепловой носитель не обессолен. Благодаря этому хотя бы 1 раз в 2 года сам тепловой генератор и отопительная система должны пройти процедуру промывки.
Наперекор заверениям менеджеров, нагреватель воды нельзя устанавливать в каждом помещении. Причины две: опасность удара током и наличие электромагнитного поля вокруг аппарата. Его лучше поместить в техническом помещении с ограниченным доступом (котельной установки).
Заключение
Установки для отопления, использующие для нагревания вихревые токи, на самом деле владеют многими плюсами, в особенности среди них привлекают быстроту нагрева, компактность и долговечность. Насколько эти положительные качества оправдуют большую цену изделия – решать придется каждому владельцу дома в индивидуальном порядке.
