Indukčné vykurovacie kotly: typy, prehľad výhod a nevýhod, ako si vybrať dobrý model

Na trhu domácich spotrebičov zostáva indukčný vykurovací kotol novinkou, hoci popularita takéhoto inovatívneho riešenia rýchlo rastie. Medzi elektrickými kotlami pripadá na indukčné modely približne 30%. Čím sa tento agregát líši od svojich konkurentov s bežnými TEN-ami alebo elektródami?

Povieme Vám všetko o princípe činnosti a jedinečných výhodách zariadenia, ktorého práca je založená na využití indukcie. V nami navrhovanom článku sú uvedené a podrobne opísané jeho varianty. Naše rady pri montáži Vám pomôžu bez problémov zariadiť alebo modernizovať vykurovací systém chaty, obchodu alebo skladu.

Osobitosti konštrukcie a prevádzky

Indukčný kotol je schopný produkovať teplo a vykurovať miestnosti vďaka elektromagnetickej indukcii. Tento fyzikálny jav objavil už Faraday počas svojich pokusov s valcovitou magnetickou tyčou, okolo ktorej bola v špirále namotaná medený drôt.

Konštrukcia indukčného agregátu

Moderný indukčný vykurovací kotol tiež zahŕňa indukčnú cievku a jadro. Pri prechode striedavého elektrického prúdu cez cievku vzniká elektromagnetické pole.

Pole vytvára vírivé elektrické prúdy, ktoré zohrievajú jadro, pričom teplo z neho sa odovzdáva teplonosnému médiu. Množstvo tohto tepla sa určuje podľa vzorca Joule-Lenz.

Indukčný vykurovací kotol predstavuje zložitý viackomponentný agregát. Aby ste lepšie pochopili princíp činnosti indukčného zariadenia, stojí za to pripomenúť si školský kurz fyziky.

Indukčný vykurovací kotol pozostáva z dvoch hlavných častí. V jednej z nich, pozostávajúcej z cievky a jadra, dochádza k vytváraniu magnetického poľa. Druhá časť predstavuje výmenník tepla s pracovnou kvapalinou (teplonosným médiom).

Funkciu teplonosného média plní obyčajná voda alebo zmes vody s etylénglykolom. Možné je aj použitie iných kvapalín, ktorých výber závisí od konkrétneho modelu kotla.

Vyhrievací systém s indukčným kotlom je vždy súčasťou uzavretého okruhu. Do montážnej schémy patrí aj membránová nádoba potrebná na príjem prebytočnej vody, ktorá vzniká v dôsledku jej tepelnej rozťažnosti. Ak takáto nádoba nie je súčasťou dodávky, kupuje sa samostatne.

Špecifikácia použitia vo vykurovacích okruhoch

Indukčné kotly sú určené na prevádzku v systéme s núteným obehom. Preto v schéme zapojenia musí byť prítomné obehové čerpadlo, ktoré stimuluje pohyb pracovnej kvapaliny vo vykurovacom okruhu.

Táto potreba je spôsobená relatívne malými objemami výmenníkov tepla – v dôsledku rýchleho ohrevu voda v nich vrie skôr, ako vznikne gravitačný obeh.

Indukčné kotly sa dodávajú v súprave s vonkajšou riadiacou jednotkou určenou na automatizáciu prevádzky vykurovacieho zariadenia.

Vo viacokruhových systémoch sa obehové čerpadlá inštalujú na každý okruh. Ak v dome funguje systém podlahového kúrenia, v súprave by mal byť rozdeľovací kolektor a prídavné čerpadlo.

Systém riadenia kotla okrem termoregulátora a teplotných snímačov zahŕňa aj takzvanú bezpečnostnú skupinu, ktorá má zabrániť prehriatiu, prekročeniu tlaku a medze pevnosti častí.

Do bezpečnostnej skupiny zvyčajne patrí manometer, odvzdušňovače a poistné ventily. Ochrana proti prepätiu sa realizuje pomocou automatických komponentov. Ošetrenie jednotlivých častí kompaundom zvyšuje ich odolnosť. Vďaka ochranným komponentom sa zabezpečuje bezpečná a nepretržitá prevádzka kotla.

Do schémy montáže vykurovacieho systému s indukčným kotlom sa nevyhnutne zahŕňa expanzná nádoba a bezpečnostná skupina, ktorá zabraňuje prekročeniu tlaku v uzavretom okruhu.

Domáce indukčné kotly v závislosti od menovitého výkonu pracujú na napätí 220 V alebo 380 V pri frekvencii prúdu 50 Hz. Na pripojenie elektrokotla do siete je potrebné informovať miestnu energetickú spoločnosť (dodávateľa elektriny) a získať jej súhlas.

Pripojenie môže byť jednofázové alebo trojfázové. Vodiče používané na pripojenie elektrického napájania musia mať primeraný prierez.

V indukčnom zariadení sa ohrev reguluje cyklickým zapínaním a vypínaním. Tomuto procesu pomáhajú teplotné snímače (termočlánok), ktoré sú súčasťou riadiaceho systému.

Indukčný kotol v reze s vyznačením smeru pohybu teplonosného média. V studenom stave vstupuje teplonosné médium cez spodné hrdlo a po ohreve sa dodáva cez horné hrdlo do vykurovacieho systému.

Používateľ nastaví optimálny teplotný režim a kotol po ohreve teplonosného média na určitú teplotu sa automaticky vypne a po ochladení sa opäť zapne.

Vďaka nepretržitému cyklu ohrevu teplonosného média sa vo vykurovaných miestnostiach udržiava príjemná mikroklíma. V mnohých modeloch sa údaje o teplote a ďalších pracovných parametroch zobrazujú na displeji, čo uľahčuje kontrolu nad prevádzkou zariadenia.

Voliteľne sú indukčné vykurovacie kotly vybavené GSM modulmi na kontrolu teploty v miestnosti a ovládanie cez smartfón z akéhokoľvek miesta na svete, kde je internet. Pri návrate z dovolenky alebo služobnej cesty je možné vopred zapnúť vykurovací systém a pripraviť dom na príchod.

Druhy indukčných kotlov

Všetky modely indukčných kotlov fungujú na rovnakom princípe, ale existujú rozdiely v ich konštrukčnom prevedení. Podľa tohto hľadiska sa podmienečne delia na niekoľko typov, ktoré budú ďalej preskúmané.

Plášťové kotly. Plášť kotla má valcovitý tvar. V plášti sa nachádza indukčná cievka. Vnútri aj zvonku cievky prechádza teplovýmenník.

Pracovná kvapalina vstupujúca do vstupného hrdla prechádza cez teplovýmenník, ohrieva sa a cez horné hrdlo vstupuje do vykurovacieho okruhu. Kotly plášťového typu v Rusku vyrába NPK «INERA». Na trhu sú známe pod značkou SAV.

Kotly s objemovými teplovýmenníky. Takýto typ kotlov sa ešte nazýva induktívno-konduktívny. Agregát má kovový kryt v tvare valca.

V kryte je umiestnená indukčná cievka s feromagnetickou tyčou, ktorá plní funkciu teplovýmenníka. Induktívno-konduktívne kotly sú na trhu zastúpené sériou VIN. Výrobca – závod tepelného zariadenia «Alternatívna energia».

Kotly s rúrkovým teplovýmenníkom. Klasické indukčné kotly majú teplovýmenník v tvare súboru rúr, ktoré obiehajú indukčnú cievku. Prvým na trhu bol práve takýto agregát.

Indukčné kotly s invertormi. Indukčný kotol môže byť doplnený invertorom, v ktorom sa jednosmerný elektrický prúd batérií premieňa na striedavý vysokofrekvenčný a až potom prichádza k indukčnej cievke.

Takéto riešenie pomáha získavať potrebné vírivé prúdy na generovanie tepla pri absencii hlavného sieťového napájania.

Použitie invertora v schéme s indukčnými kotlami umožňuje stabilizovať dodávku napájania elektrickým zariadeniam a chrániť ho pred výkyvmi napätia v sieti.

Čo treba vedieť o montáži?

Súčasťou dodávky elektrotechnických zariadení je technický pas s podrobným popisom vlastností a návod, kde sú uvedené pravidlá montáže a prevádzky. Inštaláciu kotlov je potrebné vykonať podľa priloženého návodu.

Pri nedostatkoch, napríklad ak v systéme nie je čerpadlo na nútenú cirkuláciu, kotol môže byť vyradený z záručného servisu. Preto výrobcovia odporúčajú zapojiť do montáže skúsených inštalatérov alebo vyškolených zamestnancov organizácie, ktorá predala elektrické zariadenie.

Indukčný kotol môže byť zabudovaný do už existujúceho vykurovacieho systému buď ako hlavný, alebo ako záložný pri paralelnom zapojení. Čo sa týka miesta montáže, je nevyhnutné dodržiavať pravidlá, ktoré sú štandardné pre všetky elektrické vykurovacie zariadenia.

Ohrievač musí byť umiestnený vo vzdialenosti najmenej 80 cm od stropu a podlahy. Medzera od steny musí byť aspoň 30 cm. Ako každé výkonné energetické zariadenie, aj indukčný kotol musí byť uzemnený v súlade s GOST 12.2.007.0.

Prierez kábla použitého na pripojenie indukčného kotla sa vypočíta na základe výkonu zariadenia. Elektrické vedenie sa ukladá do káblových kanálov alebo do vlnitej trubky.

Výhody indukčných vykurovacích kotlov

Indukčné kotly majú mnohé absolútne a porovnávacie výhody, vrátane nasledujúcich:

• najvyššia účinnosť spomedzi všetkých elektrických kotlov;
• nemennosť energetických charakteristík;
• minimálne požiadavky na teplonosné médium;
• zvýšená spoľahlivosť;
• rekordne dlhá životnosť;
• schopnosť pracovať autonómne;
• jednoduchá montáž bez ventilačného systému;
• automatický riadiaci systém;
• nie je potrebná dodávka a skladovanie paliva:
• ohrev teplonosného média na 95 stupňov;
• vysoká úroveň bezpečnosti.

Zariadenie premieňa elektrickú energiu na tepelnú s účinnosťou 98-99%. Na ohrev teplonosného média je potrebných 7-10 minút. Jednoduchá konštrukcia, v ktorej nie sú žiadne pohyblivé mechanické časti, a oceľové zliatiny použité ako výrobné materiály robia indukčné kotly rekordne odolnými.

Poškodiť takéto zariadenie môže iba poškodenie elektrickej izolácie. Ale ako ukazuje prax prevádzky transformátorov, ktoré sú svojou konštrukciou v mnohom podobné indukčným kotlom, skutočne sú schopné slúžiť mnoho desiatok rokov.

Podľa ubezpečení výrobcov, agregáty pracujúce na základe elektromagnetickej indukcie zabezpečujú nepretržité vykurovanie priestorov počas 100 tisíc hodín, teda 30 vykurovacích sezón. Pritom ich výkon časom neklesá, čo nemožno povedať o elektródových a bežných TENových kotloch.

Indukčné kotly sa môžu používať ako základné, tak aj ako doplnkové zariadenie. Napríklad na prípravu teplonosného média pre nepravidelne používaný systém podlahového vykurovania.

Rovnaké príčiny, ktoré určujú trvanlivosť a zvýšenú spoľahlivosť indukčných ohrievačov, zároveň znižujú náklady na prevádzku. Indukčný kotol nepotrebuje pravidelnú servisnú údržbu a opravy, čo šetrí prostriedky.

V porovnaní s mnohými inými druhmi palív zostáva využitie elektrickej energie na vykurovanie domov najvýhodnejšie. To sa týka najmä neplynofikovaných obcí.

Konštrukcia certifikovaného indukčného kotla zabraňuje skratom. Výrobcovia tvrdia, že každý model má najvyššiu triedu elektrickej bezpečnosti. Netreba si zamieňať indukčný kotol s mikrovlnnou rúrou, pretože na jeho prevádzku sa používa iná frekvencia elektrického prúdu.

Ohrievanie teplonosného média v indukčnom kotli prebieha rovnomerne – teplotný rozdiel v systéme nie je väčší ako 30 °C. To znamená, že lokálne prehriatia, ktoré by mohli viesť k vznieteniu, chýbajú, čo robí takéto agregáty protipožiarnymi.

Vďaka zmagnetizovaniu teplonosného média, jemnej vibrácii, nepozorovateľnej pre okolie, a turbulentným vírom, sa v indukčných kotloch prakticky netvoria minerálne usadeniny, čo priaznivo ovplyvňuje účinnosť. Pripomíname, že hrubá vrstva vodného kameňa spomaľuje rýchlosť a účinnosť ohrevu teplonosného média.

Na zvýšenie výkonu je možné použiť kaskádu z troch a viac indukčných kotlov so spoločným riadiacim rozvádzačom. Takéto riešenie pomôže vykurovať dvojposchodový dom.

Ak sa dodržiavajú pravidlá prevádzky uvedené v návode, po montáži a nastavení teplotného režimu sa o kotli netreba starať počas celej vykurovacej sezóny. Na rozdiel od «kolegov na tuhé palivo», indukčné zariadenia nevyžadujú pravidelné nakladanie dreva a uhlia a odstraňovanie popola. Nevyžaduje sa čistenie rúr, čím sa odlišujú od iných typov elektrokotlov.

Samotný kotol a príslušenstvo k nemu zaberá málo miesta a môže byť inštalovaný v priestore malej plochy. Komponenty riadiaceho systému umožňujú používať indukčné kotly v spojení s iným klimatickým zariadením.

Indukčné kotly je možné integrovať do inteligentného systému riadenia domáceho zariadenia, nazývaného “Inteligentný dom”

Nevýhody indukčných modelov

Ideálne technické riešenia zatiaľ neexistujú. Aj to najdokonalejšie zariadenie má svoje nedostatky a indukčný kotol na vykurovanie – nie je výnimkou.

Pre neho sú charakteristické:

• vysoká cena;
• veľká hmotnosť;
• hluk.

Pri výrobe indukčných kotlov sa používajú drahé materiály, vrátane feromagnetík, ktoré reagujú na magnetické pole.

Aby kotol plnil svoju funkciu, inžinieri musia presne vypočítať priemer drôtu cievky, počet jej závitov, veľkosť jadra a ďalšie parametre. Potom musia byť všetky tieto výpočty realizované v hotovom výrobku.

Teda výroba indukčných zariadení je náročný na prácu a na materiál, čo spôsobuje vysoké výrobné náklady. Zároveň je tento nedostatok vyrovnaný vďaka dlhej životnosti a minimálnym nákladom počas prevádzky.

Kompaktné rozmery kotla sú spojené s jeho značnou hmotnosťou, čo je spôsobené veľkým počtom oceľových častí. Niektoré modely vážia 40 kg. Indukčný kotol počas prevádzky vydáva mierny hluk, ale tento nedostatok sa dá ľahko odstrániť pomocou protihlukových podložiek, ktoré sa odporúča inštalovať počas montáže.

Pravidlá výberu zariadenia

Pri výbere modelu indukčného kotla sú hlavnými kritériami jeho výkon a charakteristiky vykurovanej miestnosti. Vychádza sa z toho, že na vykurovanie 10 m² pri výške stropov do 3 metrov je potrebný 1 kW.

Teda plochu vykurovanej miestnosti stačí vydeliť 10 a výsledkom bude potrebný nominálny výkon elektrokotla. Napríklad pre dom s rozlohou 100 m² bude potrebný indukčný ohrievač s výkonom 10 kW.

Ak nemáte záujem presne vypočítať potrebný výkon kotla, môžete použiť zjednodušený variant. Podľa neho indukčné kotly s výkonom len 3-4 kW dokážu vykúriť miestnosť s rozlohou 30-40 m²

Aby ste nepreplácali za zbytočný výkon a nezmrzli v prípade jeho nedostatku, je potrebné posúdiť konkrétne charakteristiky domu alebo iného objektu, vrátane materiálov stien, plochy okien, prítomnosti tepelnej izolácie a podobne, a až na základe týchto údajov vybrať vykurovacie zariadenie.

Nebude na škodu opýtať sa predajcu aj na účinník, teda pomer činného a zdanlivého výkonu vybraného modelu. Tento ukazovateľ sa nazýva kosínus fí (Cos φ) a meria sa vo voltampéroch. Pomáha určiť, aký podiel spotrebovanej elektrickej energie sa využíva priamo na ohrev teplonosnej látky a aký na vytváranie magnetického poľa.

Hodnoty účinníka sa pohybujú v rozmedzí od 0 do 1. U indukčných kotlov s dobre premyslenou konštrukciou Cos φ dosahuje 0,97-0,98 kVA, čo sa považuje za výborný ukazovateľ, keďže takmer všetka spotrebovaná elektrina sa využíva na ohrev pracovnej kvapaliny.

Rozmanitosť modelov umožňuje vybrať variant na použitie ako hlavný alebo záložný zdroj tepla. Výkonné kotly pracujúce na napätí 380 V dokážu samostatne vykurovať domy, komerčné a priemyselné objekty s veľkou rozlohou.

Na použitie v záhradnom domčeku alebo v garáži si účinný indukčný kotol možno vyrobiť vlastnými rukami. S podrobným návodom na montáž užitočného vlastnoručného výrobku vás oboznámi nasledujúci článok.

Závery a užitočné video k téme

Video názorne demonštruje princíp činnosti indukčného agregátu:

Odborný názor na bezpečnosť prevádzky indukčného kotla:

Video-prezentácie indukčných kotlov od ZSTM (Závodu Sibírskeho Technologického strojárstva):

Indukčné vykurovacie kotly majú mnoho predností a konkurenčných výhod pri nepatrných alebo ľahko odstrániteľných nedostatkoch. O tom, nakoľko je takýto variant výhodný na vykurovanie konkrétneho domu, možno rozhodnúť len po zvážení všetkých „pre“ a „proti“.

Nesporným faktom zostáva neustály rast dopytu po takomto zariadení a táto tendencia sa s najväčšou pravdepodobnosťou zachová aj v budúcnosti.

Chcete porozprávať o vlastných skúsenostiach s výberom, montážou, prevádzkou indukčného kotla? Máte užitočné informácie k téme, ktoré by ste sa chceli podeliť s návštevníkmi stránky? Napíšte, prosím, komentáre, zverejnite fotografie, pýtajte sa v blokovom formulári nižšie.