Induktsioonküttekatlad: liigid, eeliste ja puuduste ülevaade, kuidas valida head mudelit

Kodutehnika turul on induktsioonküttekatel endiselt uudis, kuigi sellise uuendusliku lahenduse populaarsus kasvab kiiresti. Elektriliste katelde seas on induktsioonmudelite osakaal umbes 30%. Mille poolest erineb see seade oma konkurentidest tavaliste küttekehade või elektroodidega?

Me räägime kõike tegevuspõhimõttest ja seadmete unikaalsetest eelistest, mille töö põhineb induktsiooni kasutamisel. Meie pakutud artiklis on toodud ja üksikasjalikult kirjeldatud selle liigid. Meie nõuanded paigalduse kohta aitavad probleemideta korrastada või ajakohastada suvila, kaupluse või lao küttesüsteemi.

Ehituse ja kasutuse eripärad

Induktsioonkatel on võimeline tootma soojust ja kütma ruume tänu elektromagnetinduktsioonile. Selle füüsikaline nähtus avastas juba Faraday oma katsete käigus silindrikujulise magnetvardaga, mille ümber oli spiraalina mähitud vasktraat.

Induktsioonagregaadi ehitus

Kaasaegne induktsioonküttekatel sisaldab induktiivpooli ja südamikku. Vahelduva elektrivoolu läbimisel pooli tekib elektromagnetväli.

Väli tekitab pööriselektrivoolud, mis kuumutavad südamikku, mille soojus kandub üle soojuskandjale. Selle soojuse hulk määratakse Joule'i-Lenzi valemi järgi.

Induktsioonküttekatel on keerukas mitmekomponentne seade. Induktsiooniseadme tööpõhimõttest paremaks aru saamiseks tasub meenutada koolifüüsika kursust.

Induktsioonküttekatel koosneb kahest põhiosast. Ühes neist, mis koosneb poolist ja südamikust, toimub magnetvälja teke. Teine osa on soojusvaheti töövedelikuga (soojuskandjaga).

Soojuskandja funktsiooni täidab tavaline vesi või vee ja etüleenglükooli segu. Võimalik on kasutada ka muid vedelikke, mille valik sõltub konkreetsest katlamudelist.

Küttesüsteem induktsioonkatlaga on alati ühendatud suletud kontuuri. Paigaldusskeemi kuulub ka membraanpaak, mis on vajalik liigvee vastuvõtmiseks, mis tekib vee soojuspaisumise tõttu. Kui sellist paaki ei ole komplektis ette nähtud, ostetakse see eraldi.

Kasutuse spetsiifika kütteringides

Induktsioonkatlad on ette nähtud töötamiseks sundtsirkulatsiooniga süsteemis. Seetõttu peab ühendusskeemis kindlasti olema tsirkulatsioonipump, mis soodustab töövedeliku liikumist kütekontuuris.

Selline vajadus on tingitud soojusvahetite suhteliselt väikesest mahust – tänu kiirele kuumutamisele keeb nendes vesi kiiremini kui tekib gravitatsiooniline tsirkulatsioon.

Induktsioonkatlad tarnitakse koos välise juhtplokiga, mis on ette nähtud küttesüsteemi töö automatiseerimiseks.

Mitmekontuurilistes süsteemides paigaldatakse tsirkulatsioonipumbad igale kontuurile. Kui majas töötab põrandaküttesüsteem, peavad komplekti kuuluma jaotuskollektor ja lisapump.

Katla juhtimissüsteem hõlmab lisaks termoregulaatorile ja temperatuurianduritele ka nn ohutusgruppi, mille ülesanne on vältida ülekuumenemist, rõhu ületamist ja detailide tugevuspiiri.

Ohutusgruppi kuuluvad tavaliselt manomeeter, õhuventiilid ja kaitseventiilid. Kaitse pingekõikumiste eest tagatakse automaatsete komponentide abil. Üksikute detailide töötlemine kompaundiga tõstab nende kaitset. Tänu kaitskomponentidele on tagatud katla ohutu ja katkematu töö.

Induktsioonkatlaga küttesüsteemi koosteskeemi kuuluvad kindlasti paisupaak ja ohutusgrupp, mis takistavad rõhu tõusu suletud kontuuris.

Kodumajapidamises kasutatavad induktsioonkatlad töötavad sõltuvalt nimivõimsusest pingel 220 V või 380 V voolusagedusel 50 Hz. Et elektrikatla võrku ühendada, tuleb teavitada kohalikku energiaettevõtet (elektrienergia tarnijat) ja saada selle heakskiit.

Ühendus võib olla ühe- või kolmefaasiline. Toiteühenduseks kasutatavad juhtmed peavad olema vastava ristlõikega.

Induktsioonseadme kuumutamist reguleeritakse selle tsüklilise sisse- ja väljalülitamisega. Seda protsessi toetavad temperatuuriandurid (termopaar), mis kuuluvad juhtsüsteemi.

Induktsioonkatel lõikes, mis näitab soojuskandja liikumise suunda. Külmas olekus siseneb soojuskandja läbi alumise toru ja pärast kuumutamist suunatakse see läbi ülemise toru küttesüsteemi.

Kasutaja määrab optimaalse temperatuurirežiimi ja katel lülitub pärast soojuskandja kuumutamist teatud temperatuurini automaatselt välja ning pärast jahtumist lülitub uuesti sisse.

Tänu soojuskandja pidevale kuumutamistsüklile hoitakse köetavates ruumides mugavat mikrokliimat. Paljudel mudelitel kuvatakse temperatuuri ja muude tööparameetrite andmed ekraanil, mis hõlbustab seadme töö jälgimist.

Valikuliselt varustatakse induktsioonkütekatlad GSM-moodulitega, et reguleerida ruumitemperatuuri ja juhtida neid nutitelefoni kaudu ükskõik millisest maailma punktist, kus on internet. Puhkuselt või töölähetusest naastes saab küttesüsteemi eelnevalt sisse lülitada ja kodu saabumiseks ette valmistada.

Induktsioonkatelde liigid

Kõik induktsioonkatelde mudelid töötavad samal põhimõttel, kuid nende konstruktsioonilahenduses on erinevusi. Selle kriteeriumi alusel jaotatakse nad tinglikult mitmeks tüübiks, mida käsitletakse edaspidi.

Kestkatlad. Katla kest on silindrilise kujuga. Kestas asub induktsioonipool. Soojusvaheti läbib nii pooli seest kui ka väljastpoolt.

Sisselasketorusse sisenev töövedelik läbib soojusvaheti, kuumeneb ja suunatakse läbi ülemise toru küttekontuuri. Kest-tüüpi katlaid toodab Venemaal NPK «INERA». Turul tuntakse neid kaubamärgi SAV all.

Katlad mahuliste soojusvahetitega. Sellist tüüpi katlaid nimetatakse ka induktiiv-konduktiivseks. Seade on metallkorpusega silindri kujul.

Korpuses asub induktsioonipool ferromagnetilise südamikuga, mis täidab soojusvaheti funktsiooni. Induktiiv-konduktiivseid katlaid esindab turul seeria VIN. Tootja – soojusseadmete tehas «Alternatiivenergia».

Katlad torujate soojusvahetitega. Klassikalistel induktsioonkateldel on soojusvaheti torude kogumina, mis ümbritsevad induktsioonipooli. Esimesena turul oli just selline seade.

Induktsioonkatlad inverteritega. Induktsioonkatelt saab täiendada inverteriga, milles akude alalisvool muundatakse vahelduvaks kõrgsagedusvooluks ja alles seejärel suunatakse induktsioonipooli.

Selline lahendus aitab saada vajalikke pöörisvoolusid soojuse tootmiseks põhivõrgu toite puudumisel.

Inverteri kasutamine induktsioonkateldega skeemis võimaldab stabiliseerida toitevarustust elektriseadmetele ja kaitsta seda võrgupingekõikumiste eest.

Mida peate teadma paigalduse kohta?

Elektriseadmete tarnekomplekti kuulub tehniline pass koos üksikasjaliku omaduste kirjeldusega ja juhis, kus on toodud paigaldus- ja kasutuseeskirjad. Katelde paigaldamine tuleb teostada kaasasoleva juhendi järgi.

Puuduste korral, näiteks kui süsteemis pole sundtsirkulatsioonipumpa, võidakse katel garantiiteenindusest eemaldada. Seetõttu soovitavad tootjad kaasata paigaldusse kogenud torumehi või koolitatud töötajaid elektriseadmeid müünud organisatsioonist.

Induktsioonkatel saab olla sisse ehitatud olemasolevasse küttesüsteemi kas peamise või varuküttena paralleelühenduse korral. Mis puutub paigalduskohta, siis tuleb kindlasti järgida reegleid, mis on standardsed kõigile elektrilistele kütteseadmetele.

Kütteseade peab asuma laest ja põrandast vähemalt 80 cm kaugusel. Vahe seinaga peab olema vähemalt 30 cm. Nagu iga võimas energiavarustusseade, peab induktsioonkatel olema maandatud vastavalt standardile GOST 12.2.007.0.

Induktsioonkatla ühendamiseks kasutatava kaabli ristlõige arvutatakse seadme võimsusest lähtudes. Elektrijuhtmestik paigaldatakse kaablikanalitesse või gofreeritud torusse.

Induktsioonküttekatelde eelised

Induktsioonkateldel on palju absoluutseid ja võrdlevaid eeliseid, sealhulgas järgmised:

• kõrgeim kasutegur kõigi elektrikatelde seas;
• energianäitajate muutumatus;
• minimaalsed nõuded soojuskandjale;
• kõrgendatud töökindlus;
• rekordiliselt pikk kasutusiga;
• võime töötada iseseisvalt;
• lihtne paigaldus ilma ventilatsioonisüsteemita;
• automaatne juhtimissüsteem;
• puudub vajadus kütuse tarnimiseks ja ladustamiseks:
• soojuskandja soojendamine 95 kraadini;
• kõrge ohutustase.

Seade muundab elektrienergia soojusenergiaks kasuteguriga 98-99%. Soojuskandja soojendamiseks kulub 7-10 minutit. Lihtne konstruktsioon, milles puuduvad liikuvad mehaanilised osad, ja tootmismaterjalina kasutatavad terasesulamid muudavad induktsioonkatlad rekordiliselt vastupidavaks.

Sellist seadet võib rikkuda ainult elektriisolatsiooni kahjustus. Kuid nagu näitab trafode kasutuspraktika, mis oma konstruktsioonilt on suuresti sarnased induktsioonkateldega, on nad tõesti võimelised teenima palju aastakümneid.

Tootjate kinnitusel tagavad elektromagnetilise induktsiooni efektil põhinevad seadmed katkematu ruumikütte 100 000 tunni jooksul, see tähendab 30 küttehooaja vältel. Nende võimsus aja jooksul ei vähene, mida ei saa öelda elektrood- ja tavaliste tensoojendusega katelde kohta.

Induktsioonkatlaid saab kasutada nii peamise kui ka lisaseadmena. Näiteks soojuskandja ettevalmistamiseks ebaregulaarselt kasutatava sooja põranda süsteemi jaoks.

Samad põhjused, mis määravad induktsioonsoojendite vastupidavuse ja suurenenud töökindluse, vähendavad ühtlasi kasutuskulusid. Induktsioonkatel ei vaja regulaarset hooldust ja remonti, mis säästab raha.

Võrreldes paljude teiste kütuseliikidega on elektrienergia kasutamine kodude kütmiseks endiselt kõige kasulikum. Eriti puudutab see gaasistamata asulaid.

Sertifitseeritud induktsioonkatla konstruktsioon hoiab ära lühised. Tootjad kinnitavad, et igal mudelil on kõrgeim elektriohutuse klass. Induktsioonkatelt ei tohiks segi ajada mikrolaineahjuga, kuna selle töös kasutatakse teistsugust voolusagedust.

Soojuskandja soojendamine induktsioonkatlas toimub ühtlaselt – temperatuuride vahe süsteemis ei ületa 30°С. See tähendab, et puuduvad lokaalsed ülekuumenemised, mis võiksid põhjustada süttimise, muutes need seadmed tuleohutuks.

Tänu soojuskandja magnetiseerimisele, peeneteralisele vibratsioonile, mis on ümbritsevatele märkamatu, ja turbulentsetele keeristele, ei teki induktsioonkatlastes peaaegu üldse mineraaliladestusi, mis mõjub soodsalt tõhususele. Tuletame meelde, et paks katlakivi kiht aeglustab soojuskandja soojendamise kiirust ja tõhusust.

Võimsuse suurendamiseks võib kasutada kolme või enama induktsioonkatla kaskaadi ühise juhtkilbiga. Selline lahendus aitab kütta kahekorruselist elamut.

Kui järgida juhendis toodud kasutusreegleid, siis pärast paigaldamist ja temperatuurirežiimi seadistamist ei pea katelt kogu küttehooaja jooksul meenutama. Erinevalt tahkekütuse «sugulastest» ei vaja induktsioonseadmed regulaarset puude ja söe laadimist ning tuha eemaldamist. Torude puhastamine pole vajalik, mis eristab neid teistest elektrikatelde tüüpidest.

Katlad ise ja nende lisaseadmed võtavad vähe ruumi ning neid saab paigaldada väikese pindalaga ruumi. Juhtimissüsteemi komponendid võimaldavad kasutada induktsioonkatlaid koos teiste kliimaseadmetega.

Induktsioonkatlad saab integreerida intelligentsesse koduseadmete juhtimissüsteemi, mida nimetatakse “targakoduks”.

Induktsioonmudelite puudused

Ideaalseid tehnilisi lahendusi veel ei ole. Isegi kõige täiuslikumal seadmel on omad puudused ja induktsioonküttekatel pole erand.

Sellele on iseloomulikud:

• kõrge hind;
• suur kaal;
• müra.

Induktsioonkatelde valmistamisel kasutatakse kalleid materjale, sealhulgas ferromagneteid, mis reageerivad magnetväljale.

Selleks, et katel täidaks oma funktsiooni, peavad insenerid täpselt arvutama mähise traadi läbimõõdu, selle keerdude arvu, südamiku suuruse ja muud parameetrid. Seejärel tuleb kõik need arvutused rakendada valmistootes.

Seega on induktsioonseadmete tootmine töömahukas ja metallimahukas protsess, mis põhjustab toodangu kõrge omahinna. Samal ajal tasandavad selle puuduse pikk kasutusiga ja minimaalsed ekspluatatsioonikulud.

Katla kompaktsed mõõtmed on ühendatud selle märkimisväärse kaaluga, mida selgitatakse suure hulga terasdetailidega. Mõned mudelid kaaluvad 40 kg. Induktsioonkatel tekitab töötamisel kerget müra, kuid see puudus on kergesti kõrvaldatav helisummutavate tihendite abil, mida soovitatakse paigaldada montaaži ajal.

Seadmete valiku reeglid

Induktsioonkatla mudeli valimisel on peamisteks kriteeriumiteks selle võimsus ja köetava ruumi omadused. Lähtutakse sellest, et 10 ruutmeetri suuruse ruumi kütmiseks, mille lae kõrgus on kuni 3 meetrit, on vaja 1 kW.

Seega piisab köetava ruumi pindala jagamisest 10-ga ja tulemuseks on vajalik elektrikatla nimivõimsus. Näiteks 100 ruutmeetri suuruse maja jaoks on vaja 10 kW induktsioonküttekeha.

Kui puudub soov arvutada katla vajalikku võimsust suure täpsusega, võib kasutada lihtsustatud varianti. Selle kohaselt suudavad induktsioonkatlad võimsusega vaid 3–4 kW kütta ruumi pindalaga 30–40 m².

Et mitte maksta üle tarbetu võimsuse eest ja mitte külmuda selle puuduse korral, tuleb hinnata maja või muu objekti konkreetseid omadusi, sealhulgas seinamaterjale, akende pindala, soojusisolatsiooni olemasolu jne, ja seejärel nende andmete põhjal valida kütteseade.

Ei tee paha küsida müüjalt ka võimsustegurit, see tähendab valitud mudeli aktiiv- ja näivvõimsuse suhet. Seda näitajat nimetatakse koosinus fi (Cos φ) ja mõõdetakse volt-amprites. See aitab kindlaks teha, milline osa tarbitud elektrienergiast kulub otse soojuskandja soojendamiseks ja milline magnetvälja tekitamiseks.

Võimsusteguri väärtused jäävad vahemikku 0 kuni 1. Hästi läbimõeldud konstruktsiooniga induktsioonikateldel on Cos φ 0,97-0,98 kVA, mida peetakse suurepäraseks näitajaks, kuna peaaegu kogu tarbitud elekter kulub töövedeliku soojendamiseks.

Mudelite mitmekesisus võimaldab valida variandi kasutamiseks peamise või varusoojusallikana. Võimsad katlad, mis töötavad pingel 380 V, suudavad iseseisvalt kütta suure ruutmeetriga maju, äri- ja tööstusobjekte.

Suveresidentsis või garaažis kasutamiseks saab tõhusa induktsioonkatla ise valmistada. Üksikasjalik juhend kasuliku isetegemise kokkupanekuks on toodud järgmises artiklis.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video demonstreerib selgelt induktsioonagregaadi tööpõhimõtet:

Ekspertarvamus induktsioonkatla kasutusohutuse kohta:

Induktsioonkatelde videopresentatsioonid ZSTM-ilt (Siberi Tehnoloogilise Masinaehituse Tehas):

Induktsioonküttekateldel on palju eeliseid ja konkurentsieeliseid, kui puudused on väikesed või kergesti kõrvaldatavad. Kui soodne selline variant konkreetse maja kütmiseks on, saab otsustada ainult kõiki poolt- ja vastuargumente kaaludes.

Vaieldamatu fakt on nõudluse pidev kasv selliste seadmete järele ja see suundumus tõenäoliselt jätkub ka tulevikus.

Kas soovite rääkida oma kogemustest induktsioonkatla valimisel, paigaldamisel ja kasutamisel? Kas teil on kasulikku teavet selle teema kohta, mida tasub jagada saidi külastajatega? Palun kirjutage kommentaare, avaldage fotosid, esitage küsimusi allpool asuvas blokivormis.