Indukciós fűtőkazánok: típusok, az előnyök és hátrányok áttekintése, a jó modell kiválasztása

A háztartási gépek piacán az indukciós fűtőkazán még újdonságnak számít, bár egy ilyen innovatív megoldás népszerűsége rohamosan nő. Az elektromos kazánok között az indukciós modellek aránya körülbelül 30%. Miben is különbözik ez a berendezés a hagyományos fűtőszálas vagy elektródás versenytársaitól?

Mindent elmondunk a működési elvről és a berendezés egyedi előnyeiről, amelynek működése az indukción alapul. Az általunk javasolt cikkben bemutatjuk és részletesen leírjuk annak változatait. A telepítésre vonatkozó tanácsaink segítenek gond nélkül kialakítani vagy korszerűsíteni egy nyaraló, üzlet vagy raktár fűtési rendszerét.

A felépítés és a működtetés sajátosságai

Az indukciós kazán képes hőt termelni és helyiségeket fűteni az elektromágneses indukció révén. Ezt a fizikai jelenséget Faraday fedezte fel a hengeres mágnesrúddal végzett kísérletei során, amely köré spirál formájában rézhuzalt tekercseltek.

Az indukciós berendezés felépítése

A modern indukciós fűtőkazán szintén tartalmaz egy induktivitás tekercset és egy magot. Amikor váltakozó elektromos áram halad át a tekercsen, elektromágneses mező keletkezik.

A mező örvényáramokat hoz létre, amelyek felmelegítik a magot, amelynek hője átadódik a hőhordozónak. Ennek a hőnek a mennyiségét a Joule-Lenz képlet határozza meg.

Az indukciós fűtőkazán egy összetett, többkomponensű berendezés. Az indukciós készülék működési elvének jobb megértéséhez érdemes felidézni az iskolai fizikatananyagot.

Az indukciós fűtőkazán két fő részből áll. Az egyikben, amely egy tekercsből és egy magból áll, mágneses mező képződik. A második rész egy hőcserélő, amely munkafolyadékot (hőhordozót) tartalmaz.

A hőhordozó funkcióját közönséges víz vagy víz és etilénglikol keveréke tölti be. Lehetséges más folyadékok használata is, amelyek kiválasztása a kazán konkrét modelljétől függ.

Indukciós kazánnal működő fűtési rendszer mindig zárt körbe van bekötve. A szerelési séma része a membrántartály is, amely a víz hőtágulásából adódó többletvíz fogadásához szükséges. Ha a tartály nem része a készletnek, azt külön kell megvásárolni.

A fűtőkörökben történő használat jellemzői

Az indukciós kazánok kényszerkeringetésű rendszerben való működésre készültek. Ezért a bekötési sémában feltétlenül szerepelnie kell egy keringető szivattyúnak, amely a munkafolyadék mozgását serkenti a fűtési körben.

Ez a szükségesség a hőcserélők viszonylag kis térfogatának köszönhető – a gyors felmelegedés miatt a bennük lévő víz hamarabb forr fel, mint ahogy a gravitációs cirkuláció kialakulna.

Az indukciós kazánok külső vezérlőegységgel együtt kerülnek szállításra, amely a fűtőberendezés automatikus működtetésére szolgál.

A többkörös rendszerekben minden körre külön keringető szivattyút kell felszerelni. Ha a házban padlófűtési rendszer működik, akkor a készletben elosztó kollektornak és egy további szivattyúnak kell lennie.

A kazán vezérlőrendszere a termosztáton és a hőmérséklet-érzékelőkön kívül egy úgynevezett biztonsági csoportot is tartalmaz, amely a túlmelegedés, a túlnyomás és az alkatrészek szilárdsági határának túllépésének megakadályozására hivatott.

A biztonsági csoportba általában manométer, légtelenítők és biztonsági szelepek tartoznak. A feszültségingadozások elleni védelem automatikus alkatrészekkel valósul meg. Az egyes részek kompaunddal történő kezelése növeli azok védettségét. A védelmi komponenseknek köszönhetően biztosított a kazán biztonságos és megszakítás nélküli üzemeltetése.

Az indukciós kazános fűtési rendszer összeszerelési sémájába kötelezően bele kell foglalni a tágulási tartályt és a biztonsági csoportot, amely megakadályozza a túlnyomást a zárt körben.

A háztartási indukciós kazánok a névleges teljesítménytől függően 220 V vagy 380 V feszültségről működnek 50 Hz-es áramfrekvencián. Ahhoz, hogy a villanykazánt a hálózatra csatlakoztassa, értesítenie kell a helyi energetikai vállalatot (áramszolgáltatót) és meg kell szereznie a jóváhagyását.

A csatlakoztatás lehet egyfázisú vagy háromfázisú. Az elektromos tápellátás csatlakoztatásához használt vezetékeknek megfelelő keresztmetszettel kell rendelkezniük.

Az indukciós készülékben a fűtés ciklikus be- és kikapcsolással szabályozható. Ezt a folyamatot a vezérlőrendszer részét képező hőmérséklet-érzékelők (termoelem) segítik.

Az indukciós kazán metszete a fűtőközeg áramlási irányának feltüntetésével. Hideg állapotban a fűtőközeg az alsó csőcsonkon keresztül áramlik be, és felmelegedés után a felső csőcsonkon keresztül jut a fűtési rendszerbe.

A felhasználó beállítja az optimális hőmérsékleti üzemmódot, és a kazán a fűtőközeg egy bizonyos hőmérsékletre történő felmelegítése után automatikusan kikapcsol, majd lehűlés után újra bekapcsol.

A fűtőközeg folyamatos melegítési ciklusának köszönhetően a fűtött helyiségekben kellemes mikroklíma alakul ki. Sok modellben a hőmérsékletre és más üzemi paraméterekre vonatkozó adatok a kijelzőn jelennek meg, ami megkönnyíti a berendezés működésének ellenőrzését.

Opcióként a fűtési indukciós kazánok GSM-modulokkal vannak felszerelve a helyiség hőmérsékletének ellenőrzésére és a világ bármely pontjáról, ahol internet van, okostelefonon keresztüli vezérlésére. Visszatérve a nyaralásból vagy üzleti útról, előre bekapcsolható a fűtési rendszer, és a ház előkészíthető az érkezésre.

Az indukciós kazánok fajtái

Az indukciós kazánok összes modellje ugyanazon elv szerint működik, de vannak eltérések a konstrukciós kialakításukban. E kritérium alapján feltételesen több típusra oszthatók, amelyeket a továbbiakban tárgyalunk.

Köpenyes kazánok. A kazán köpenye henger alakú. A köpenyben található az indukciós tekercs. A tekercs belsejében és kívül egyaránt hőcserélő halad át.

A belépő csőcsonkba beáramló munkafolyadék áthalad a hőcserélőn, felmelegszik, és a felső csőcsonkon keresztül a fűtési körbe kerül. A köpenyes típusú kazánokat Oroszországban az NPK «INERA» gyártja. A piacon a SAV márkanév alatt ismertek.

Kazánok térfogatos hőcserélőkkel. Az ilyen típusú kazánokat induktív-konduktívnak is nevezik. Az egység fémből készült, henger alakú házzal rendelkezik.

A házban egy indukciós tekercs található ferromágneses rúddal, amely a hőcserélő funkcióját tölti be. Az induktív-konduktív kazánokat a piacon a VIN sorozat képviseli. A gyártó – az «Alternatív Energia» hőtechnikai berendezések gyára.

Kazánok csöves hőcserélővel. A klasszikus indukciós kazánok hőcserélője egy, az indukciós tekercset körülvevő csőkészlet. A piacon elsőként éppen ilyen egység jelent meg.

Indukciós kazánok inverterrel. Az indukciós kazán kiegészíthető egy inverterrel, amelyben az akkumulátorok egyenárama nagyfrekvenciás váltakozó árammá alakul át, és csak ezután jut el az indukciós tekercshez.

Ez a megoldás segít előállítani a szükséges örvényáramokat a hőtermeléshez a hálózati táplálás hiányában.

Az inverter indukciós kazános rendszerben való használata lehetővé teszi az elektromos berendezések áramellátásának stabilizálását és védelmét a hálózati feszültségingadozásoktól.

Mit kell tudni a telepítésről?

Az elektromos készülékek szállítási csomagja tartalmazza a műszaki adatlapot a jellemzők részletes leírásával, valamint a telepítési és üzemeltetési szabályokat tartalmazó útmutatót. A kazánok telepítését a mellékelt utasítás szerint kell elvégezni.

Hiányosságok esetén, például ha a rendszerben nincs keringető szivattyú, a kazán garanciális karbantartásból kivehető. Ezért a gyártók azt javasolják, hogy a telepítéshez tapasztalt vízvezeték-szerelőket vagy az elektromos berendezést értékesítő szervezet képzett munkatársait vegyék igénybe.

Az indukciós kazán beépíthető egy meglévő fűtési rendszerbe akár fő, akár tartalék fűtőforrásként, párhuzamos csatlakoztatással. A telepítés helyét illetően feltétlenül be kell tartani az összes elektromos fűtőberendezésre vonatkozó szabványos előírásokat.

A fűtőberendezésnek legalább 80 cm távolságra kell lennie a mennyezettől és a padlótól. A faltól való távolságnak legalább 30 cm-nek kell lennie. Mint minden nagy teljesítményű energiaberendezés, az indukciós kazánt is a GOST 12.2.007.0 szerint kell földelni.

Az indukciós kazán csatlakoztatásához használt kábel keresztmetszetét a berendezés teljesítménye alapján számítják ki. Az elektromos vezetékeket kábelcsatornákban vagy hullámcsőben kell elhelyezni.

Az indukciós fűtőkazánok előnyei

Az indukciós kazánok számos abszolút és összehasonlító előnnyel rendelkeznek, beleértve a következőket:

• a legmagasabb hatásfok az összes elektromos kazán között;
• az energiajellemzők változatlansága;
• minimális követelmények a hőhordozóval szemben;
• fokozott megbízhatóság;
• rekordhosszú élettartam;
• képes autonóm módon működni;
• egyszerű telepítés szellőzőrendszer nélkül;
• automatikus vezérlőrendszer;
• nincs szükség üzemanyag szállítására és tárolására:
• a hőhordozó felmelegítése 95 fokra;
• magas szintű biztonság.

A készülék 98-99%-os hatásfokkal alakítja át az elektromos energiát hőenergiává. A hőhordozó felmelegítése 7-10 percet vesz igénybe. Az egyszerű szerkezet, amelyben nincsenek mozgó mechanikai alkatrészek, valamint a gyártáshoz használt acélötvözetek teszik az indukciós kazánokat rekordhosszú élettartamúvá.

Ilyen berendezést csak a szigetelés sérülése tehet tönkre. De amint azt a transzformátorok üzemeltetésének gyakorlata mutatja, amelyek szerkezetükben sokban hasonlítanak az indukciós kazánokhoz, ezek valóban több évtizedig is eltarthatnak.

A gyártók állítása szerint az elektromágneses indukció elvén működő berendezések 100 000 órán keresztül, azaz 30 fűtési szezonon át biztosítanak folyamatos fűtést. Emellett teljesítményük idővel nem csökken, ami nem mondható el az elektródás és a hagyományos ténes kazánokról.

Az indukciós kazánok használhatók elsődleges vagy kiegészítő berendezésként is. Például hőhordozó előkészítésére egy rendszertelenül használt padlófűtési rendszer számára.

Ugyanazok az okok, amelyek az indukciós fűtőberendezések tartósságát és fokozott megbízhatóságát meghatározzák, egyben csökkentik a működési költségeket is. Az indukciós kazán nem igényel rendszeres szervizelést és javítást, ami pénzt takarít meg.

Sok más tüzelőanyag-típushoz képest az elektromos energia használata a lakások fűtésére továbbra is a legelőnyösebb. Ez különösen vonatkozik a nem gázosított településekre.

A tanúsított indukciós kazán szerkezete megakadályozza a rövidzárlatokat. A gyártók azt állítják, hogy minden modell a legmagasabb elektromos biztonsági osztályba tartozik. Nem szabad összetéveszteni az indukciós kazánt a mikrohullámú sütővel, mivel működéséhez eltérő áramfrekvenciát használnak.

A hőhordozó felmelegedése az indukciós kazánban egyenletesen történik – a rendszerben a hőmérséklet-különbség nem haladja meg a 30°C-ot. Vagyis nincsenek olyan lokális túlmelegedések, amelyek tüzet okozhatnának, ami tűzbiztossá teszi ezeket a berendezéseket.

A hőhordozó mágnesezésének, a mások számára észrevehetetlen finom rezgésnek és a turbulens örvényeknek köszönhetően az indukciós kazánokban gyakorlatilag nem képződnek ásványi lerakódások, ami kedvezően hat a hatékonyságra. Emlékeztetünk, hogy a vastag vízkőréteg lelassítja a hőhordozó felmelegedésének sebességét és hatékonyságát.

A teljesítmény növeléséhez három vagy több indukciós kazánból álló kaszkád használható közös vezérlőszekrénnyel. Ez a megoldás segíthet felfűteni egy kétszintes kúriát.

Ha betartja az üzemeltetési útmutatóban előírt szabályokat, akkor a kazán felszerelése és a hőmérséklet beállítása után az egész fűtési szezonban nem kell rá gondolni. Ellentétben a szilárd tüzelésű „társaikkal”, az indukciós készülékek nem igényelnek rendszeres tűzifa- és szénbetöltést, valamint hamuzást. Nincs szükség csőtisztításra sem, ami megkülönbözteti őket más típusú elektromos kazánoktól.

Magát a kazánt és a hozzá tartozó kiegészítő berendezéseket kevés helyet foglal, és kis alapterületű helyiségben is telepíthető. A vezérlőrendszer komponensei lehetővé teszik, hogy az indukciós kazánokat más klímaberendezésekkel együtt használják.

Az indukciós kazánok integrálhatók az otthoni berendezések intelligens vezérlőrendszerébe, amelyet “Okosotthon”nak neveznek.

Az indukciós modellek hátrányai

Tökéletes műszaki megoldások még nem léteznek. Még a legfejlettebb berendezéseknek is megvannak a maga hátrányai, és ez alól az indukciós fűtőkazán sem kivétel.

Jellemzői:

• magas ár;
• nagy tömeg;
• zaj.

Az indukciós kazánok gyártásához drága anyagokat használnak, beleértve a mágneses mezőre reagáló ferromágneses anyagokat.

Ahhoz, hogy a kazán elláthassa a funkcióját, a mérnököknek pontosan ki kell számítaniuk a tekercs huzalának átmérőjét, a menetszámot, a mag méretét és egyéb paramétereket. Ezután mindezen számításokat meg kell valósítani a késztermékben.

Így az indukciós készülékek gyártása munka- és anyagigényes folyamat, ami a termék magas előállítási költségét eredményezi. Ugyanakkor ez a hátrány ellensúlyozódik a hosszú élettartam és a minimális üzemeltetési költségek révén.

A kazán kompakt méretei jelentős súllyal párosulnak, ami a nagyszámú acél alkatrészből adódik. Egyes modellek súlya 40 kg. Az indukciós kazán működés közben csekély zajt bocsát ki, de ez a hiányosság könnyen kiküszöbölhető a zajcsillapító betétek segítségével, amelyeket a beszereléskor ajánlott beépíteni.

A berendezés kiválasztásának szabályai

Az indukciós kazán modelljének kiválasztásakor a fő szempontok a teljesítménye és a fűtött helyiség jellemzői. Abból indulnak ki, hogy 10 négyzetméter fűtéséhez 3 méter belmagasságig 1 kW szükséges.

Így a fűtött helyiség területét elegendő elosztani 10-zel, és az eredmény megadja a szükséges névleges teljesítményt a elektromos kazán számára. Például egy 100 négyzetméteres házhoz 10 kW-os indukciós fűtőberendezésre lesz szükség.

Ha nincs kedvünk nagy pontossággal kiszámítani a szükséges kazánteljesítményt, használhatunk egy egyszerűsített változatot. Eszerint akár 3-4 kW teljesítményű indukciós kazánok is képesek fűteni egy 30-40 m²-es helyiséget.

Annak érdekében, hogy ne fizessen túl a felesleges teljesítményért, és ne fagyjon meg annak hiánya esetén, fel kell mérni a ház vagy más objektum konkrét jellemzőit, beleértve a falak anyagát, az ablakok területét, a hőszigetelés meglétét stb., és ezen adatok alapján kell kiválasztani a fűtőberendezést.

Érdemes az eladótól érdeklődni a teljesítménytényezőről is, vagyis a kiválasztott modell hatásos és látszólagos teljesítményének arányáról. Ezt a mutatót fí koszinusznak (Cos φ) nevezik, és volt-amperben mérik. Segít meghatározni, hogy az elfogyasztott elektromos energia mekkora része fordítódik közvetlenül a hőhordozó fűtésére, és mekkora része a mágneses mező generálására.

A teljesítménytényező értékei 0 és 1 között vannak. A jól átgondolt konstrukciójú indukciós kazánoknál a Cos φ értéke 0,97-0,98 kVA, ami kiváló mutatónak számít, mivel szinte az összes elfogyasztott villamos energia a munkafolyadék fűtésére fordítódik.

A modellek sokfélesége lehetővé teszi, hogy kiválassza a megfelelő változatot elsődleges vagy tartalék hőforrásként való használatra. A 380 V feszültséggel működő nagy teljesítményű kazánok képesek önállóan fűteni nagy négyzetméterű házakat, kereskedelmi és ipari létesítményeket.

A nyaralóban vagy garázsban való használatra egy hatékony indukciós kazánt saját kezűleg is elkészíthet. A hasznos házi készítésű eszköz összeszerelésének részletes útmutatójával a következő cikk ismertet meg.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A videó szemléletesen bemutatja az indukciós berendezés működési elvét:

Szakértői vélemény az indukciós kazán üzemeltetésének biztonságáról:

Az indukciós kazánokról szóló videóbemutatók a ZSZTM-től (Szibériai Technológiai Gépgyártó Üzem):

Az indukciós fűtőkazánok számos előnnyel és versenyelőnnyel rendelkeznek, miközben csak elenyésző vagy könnyen kiküszöbölhető hátrányaik vannak. Hogy egy ilyen megoldás mennyire előnyös egy adott ház fűtésére, csak az összes „mellette” és „ellene” szóló érv mérlegelése után dönthető el.

Vitathatatlan tény, hogy az ilyen berendezések iránti kereslet folyamatosan nő, és ez a tendencia nagy valószínűséggel a jövőben is fennmarad.

Szeretne beszámolni saját tapasztalatairól az indukciós kazán kiválasztásával, telepítésével és üzemeltetésével kapcsolatban? Rendelkezik olyan hasznos információval a témában, amelyet érdemes megosztani a weboldal látogatóival? Kérem, írjon kommenteket, tegyen közzé fényképeket, tegyen fel kérdéseket az alábbi blokk-űrlapon.