Классическим источником тепловой энергии для отопления зданий принято считать органическое топливо, такое как газ, дрова, уголь или же нефтепродукты. Но органические запасы исчерпаемы, а в некоторых регионах вообще сложно доступны. Хорошей альтернативой органическим ресурсам является электрическая энергия, способная в полной мере, намного эффективнее и безопаснее для окружающей среды восполнить потребность в источнике тепла.
Котлы работающие от электрической энергии, в последнее время начали создавать серьезную конкуренцию газовым и твердотопливным котлам. Здесь нет ничего удивительного — они обладают рядом преимуществ:
- Полностью автоматический отопительный процесс
- Легкодоступный используемый энергоресурс, по цене не сильно отличающийся от органических.
- Высокий КПД
- Абсолютно безвредны для окружающей среды.
Принцип нагрева в индукционных электрокотлах.
Электрические котлы делятся на два типа — ТЭНовые и индукционные. Если первый вид всем хорошо знаком, то о втором — не все даже слышали.
Название говорит само за себя — принцип нагрева теплоносителя — электромагнитная индукция. Индукционные электрокотлы впервые появились в 80 годах XX столетия, и использовались только в промишленности, хотя принципы электромагнитной индукции, на то время, уже были хорошо известны и успешно использовались, начиная с 1927 года, в основном для плавления металлов.
Строение индукционного электрического котла.
Конструкция такого котла — состоит из нескольких слоев. Если рассматривать котел из наружи во внутрь, то:
- Внешний слой — это металлический корпус, как правило круглой формы.
- Потом — теплоизоляция
- Следующий слой — электроизоляция
- Внутри изоляционного слоя расположен элемент, называемый сердечником. Состоит он из двух труб разного диаметра, вложенных одна в другую и выполненных из феромагнитной стали. Толщина стенки труб сердечника — не менее 10 мм.
- Вокруг внешней трубы намотана обмотка, называемая тороидальной.
- В котлах нового поколения между изоляционными слоями и сердечником расположена система труб, по которому движется жидкий теплоноситель, дальше — по внутренней трубке сердечника, обеспечивая таким способом двойной нагрев. КПД индукционного электрического котла равен 100%.
Нагрев теплоносителя в индукционном котле.
Переменный ток, с частотой около 20 кГц, подается на обмотку сердечника от полупроводникового инверторного преобразователя. Нагрев теплоносителя происходит за счет нагрева стального сердечника вихревыми токами, вызванными электромагнитным полем, которое генерируется током высокого напряжения. При включении котла, ток под высоким напряжением поступает на первичную тороидальную обмотку, а возникшее электромагнитное поле вдавливает вихревые токи в наружную поверхность стального сердечника, их плотность возрастает и труба сердечника нагревается сначала снаружи, а затем и полностью. Генерируемое тепло поглощает теплоноситель и доставляет его к отопительным приборам.
Преимущества и недостатки индукционных электрокотлов.
Преимущества:
- Высокий КПД. Коэффициент полезного действия индукционных котлов достигает 100%.
- Быстрый нагрев. Для нагрева сердечника, до температуры 75°С достаточно около 7 минут времени.
- Защита от накипи. Вибрации стенок на высоких частотах не позволяют накипи откладываться на металлических стенках.
- Система безопасности. В комплектацию инверторного котла входят электронный терморегулятор (датчик температуры встроен в корпус котла) и автоматические выключатели.
- Отсутствие нагревательных элементов подверженных износу. Нормальный эксплуатационный срок сердечника — не менее 40 лет.
- Цельная конструкция. Вероятность протечек исключена, поскольку в конструкции котла не используются разъемные соединения.
- Высокая пожаро- и электробезопасность. Индуктор не связан электрически с обмоткой напрямую. Разница температур между нагревательным элементом и теплоносителем не превышает 30°С.
- Простота обслуживания. В процессе эксплуатации нет необходимости проведения никаких профилактических работ.
- Применение любого жидкого теплоносителя. Возможно использовать в качестве теплоносителя любую жидкость: воду, масло, антифриз и др.
- Абсолютная бесшумность.
- Простота монтажа. Монтаж индукционного котла довольно прост и не требует привлечения высококвалифицированных специалистов.
Недостатки
- Значительные габариты и вес.
- Высокая стоимость
- Установка только в закрытых отопительных системах.
- Максимальный порог давления — не выше 0,3 МПа
- Во время работы, генерируются помехи в длинноволновом, средневолновом и УКВ-радиодиапазоне на дистанции нескольких метров, полностью экранировать которые невозможно. На человеческий организм это не оказывает никакого воздействия, только домашние животные (собаки, кошки) способны почувствовать их.
