Induktionsheizkessel bleiben eine Neuheit auf dem Haushaltsgerätemarkt, obwohl die Popularität einer solchen innovativen Lösung schnell wächst. Bei elektrischen Okotl liegt der Anteil der Induktionsmodelle bei etwa 30%. Was ist der Unterschied zwischen diesem Gerät und seinen Konkurrenten mit herkömmlichen Heizelementen oder Elektroden?
Wir erzählen Ihnen alles über das Funktionsprinzip und die einzigartigen Vorteile von Geräten, deren Betrieb auf der Verwendung von Induktion basiert. In unserem vorgeschlagenen Artikel werden seine Sorten angegeben und detailliert beschrieben. Unsere Installationstipps helfen Ihnen dabei, das Heizsystem der Hütte, des Geschäfts oder des Lagers einfach auszurüsten oder aufzurüsten.
Merkmale von Design und Betrieb
Ein Induktionskessel kann dank elektromagnetischer Induktion Wärme erzeugen und Räume heizen. Dieses physikalische Phänomen wurde von Faraday während seiner Experimente mit einem zylindrischen Magnetstab entdeckt, um den ein Kupferdraht spiralförmig gewickelt war.
Design der Induktionseinheit
Ein moderner Induktionsheizkessel umfasst auch einen Induktor und einen Kern. Wenn ein elektrischer Wechselstrom durch eine Spule fließt, entsteht ein elektromagnetisches Feld.
Das Feld erzeugt elektrische Wirbelströme, die den Kern erwärmen und deren Wärme auf das Kühlmittel übertragen wird. Die Menge dieser Wärme wird nach der Joule-Lenz-Formel bestimmt.
Induktionsheizkessel ist eine komplexe Mehrkomponenteneinheit. Um das Funktionsprinzip eines Induktionsgeräts besser zu verstehen, lohnt es sich, an einen Schulkurs in Physik zu erinnern
Der Induktionsheizkessel besteht aus zwei Hauptteilen. In einem von ihnen, bestehend aus einer Spule und einem Kern, bildet sich ein Magnetfeld. Der zweite Teil ist ein Wärmetauscher mit einem Arbeitsmedium (Kühlmittel).
Die Kühlmittelfunktion ist gewöhnliches Wasser oder eine Mischung von Wasser mit Ethylenglykol. Sie können andere Flüssigkeiten verwenden, deren Auswahl vom spezifischen Modell des Kessels abhängt.
Ein Heizsystem mit Induktionskessel ist immer in einem geschlossenen Kreislauf enthalten. Das Montageschema umfasst auch einen Membrantank, der erforderlich ist, um das überschüssige Wasser aufzunehmen, das aufgrund seiner Wärmeausdehnung auftritt. Wenn ein solcher Tank nicht mit einem kompletten Satz geliefert wird, wird er separat erworben.
Spezifität der Verwendung in Heizkreisläufen
Induktionskessel sind für den Betrieb in einem Zwangsumlaufsystem ausgelegt. Daher muss die Umwälzpumpe im Schaltplan vorhanden sein, um die Bewegung des Arbeitsmediums entlang des Heizkreislaufs zu stimulieren.
Dieser Bedarf ist auf die relativ geringen Volumina an Wärmetauschern zurückzuführen. – Aufgrund der schnellen Erwärmung kocht das Wasser in ihnen schneller als die Gravitationszirkulation auftritt.
Induktionskessel werden mit einer Fernbedienung geliefert, die den Betrieb von Heizgeräten automatisiert
In Mehrkreis-Systemen sind in jedem Kreislauf Umwälzpumpen installiert. Wenn das Haus über ein Fußbodenheizungssystem verfügt, muss das komplette Set über einen Verteiler und eine zusätzliche Pumpe verfügen.
Das Kesselsteuersystem umfasst neben dem Thermostat und den Temperatursensoren die sogenannte Sicherheitsgruppe, die Überhitzung, Überdruck und Zugfestigkeit von Teilen verhindern soll.
Eine Sicherheitsgruppe umfasst normalerweise ein Manometer, Lüftungsschlitze und Sicherheitsventile.Der Überspannungsschutz wird mithilfe automatischer Komponenten implementiert. Die Behandlung einzelner Teile mit einer Verbindung erhöht deren Sicherheit. Dank der Schutzkomponenten ist ein sicherer und unterbrechungsfreier Betrieb des Kessels gewährleistet.
Der Expansionskreislauf des Heizungssystems mit einem Induktionskessel muss einen Expansionsbehälter und eine Sicherheitsgruppe enthalten, die einen Überdruck im geschlossenen Kreislauf verhindert
Inländische Induktionskessel arbeiten je nach Nennleistung mit Spannungen von 220 V oder 380 V bei einer Stromfrequenz von 50 Hz. Um den Elektrokessel an das Netz anzuschließen, müssen Sie das örtliche Energieunternehmen (Stromversorger) benachrichtigen und dessen Genehmigung einholen.
Die Verbindung kann einphasig und dreiphasig sein. Die zum Anschluss des Netzteils verwendeten Kabel müssen einen geeigneten Querschnitt haben.
In einem Induktionsgerät wird die Heizung durch zyklisches Ein- und Ausschalten gesteuert. Die im Steuerungssystem enthaltenen Temperatursensoren (Thermoelemente) unterstützen diesen Vorgang.
Induktionskessel im Zusammenhang mit der Angabe der Bewegungsrichtung des Kühlmittels. Im kalten Zustand tritt das Kühlmittel durch das untere Rohr ein und wird nach dem Erhitzen durch das obere Rohr dem Heizsystem zugeführt.
Der Benutzer stellt das optimale Temperaturregime ein und der Kessel schaltet sich nach dem Erhitzen des Kühlmittels auf eine bestimmte Temperatur automatisch aus und nach dem Abkühlen wieder ein.
Dank des kontinuierlichen Heizzyklus des Kühlmittels in beheizten Räumen bleibt ein angenehmes Mikroklima erhalten. In vielen Modellen werden Daten zur Temperatur und zu anderen Betriebsparametern angezeigt, was die Steuerung des Betriebs des Geräts erleichtert.
Optionale Induktionsheizkessel sind mit GSM-Modulen ausgestattet, um die Temperatur im Raum und über ein Smartphone von jedem Ort der Welt aus zu steuern, an dem das Internet verfügbar ist. Wenn Sie von einem Urlaub oder einer Geschäftsreise zurückkehren, können Sie die Heizung im Voraus einschalten und das Haus für die Ankunft vorbereiten
Sorten von Induktionskesseln
Alle Modelle von Induktionskesseln arbeiten nach dem gleichen Prinzip, es gibt jedoch Unterschiede in ihrer Konstruktion. Nach diesem Kriterium werden sie bedingt in mehrere Arten unterteilt, die später betrachtet werden.
Schalenkessel. Das Gehäuse des Kessels hat eine zylindrische Form. Im Gehäuse befindet sich ein Induktor. Ein Wärmetauscher verläuft sowohl innerhalb als auch außerhalb der Spule.
Das in das Einlassrohr eintretende Arbeitsfluid passiert den Wärmetauscher, erwärmt sich und gelangt durch das obere Rohr in den Heizkreis. Kesselkessel in Russland werden von NPK INERA hergestellt. Sie sind auf dem Markt unter der Marke SAV bekannt.
Kessel mit volumetrischen Wärmetauschern. Dieser Kesseltyp wird auch als induktiv-leitend bezeichnet. Das Gerät hat ein Metallgehäuse in Form eines Zylinders.
Im Gehäuse befindet sich eine Induktionsspule mit einem ferromagnetischen Stab, der als Wärmetauscher fungiert. Induktiv-leitfähige Kessel auf dem Markt werden durch eine Reihe von VIN dargestellt. Hersteller – Wärmeausrüstungsanlage "Alternative Energie".
Kessel mit Rohrwärmetauscher. Klassische Induktionskessel haben einen Wärmetauscher in Form eines Rohrsatzes, der den Induktor umhüllt. Das erste auf dem Markt war genau so ein Aggregat.
Induktionskessel mit Wechselrichtern. Der Induktionskessel kann durch einen Wechselrichter ergänzt werden, bei dem der konstante elektrische Strom der Batterien in einen alternierenden Hochfrequenzstrom umgewandelt wird und erst dann in den Induktor eintritt.
Diese Lösung hilft, die notwendigen Wirbelströme für die Wärmeerzeugung ohne Hauptstromversorgung zu erhalten.
Durch die Verwendung eines Wechselrichters in einem Stromkreis mit Induktionskesseln können Sie die Stromversorgung elektrischer Geräte stabilisieren und vor Spannungsspitzen schützen
Was müssen Sie über die Installation wissen?
Der Lieferumfang für elektrische Geräte enthält einen technischen Reisepass mit einer detaillierten Beschreibung der Merkmale und Anweisungen, in denen die Regeln für Installation und Betrieb festgelegt sind. Die Installation der Kessel muss gemäß dem beigefügten Handbuch erfolgen.
Bei Defekten, zum Beispiel wenn das System keine Pumpe zur Zwangsumwälzung hat, kann der Kessel aus dem Garantieservice genommen werden. Daher empfehlen die Hersteller, erfahrene Installateure oder geschulte Mitarbeiter der Organisation einzubeziehen, die elektrische Geräte zur Installation verkauft haben.
Der Induktionskessel kann bei Parallelschaltung entweder als Haupt- oder als Backup in ein bestehendes Heizsystem integriert werden. Für den Installationsort ist es unbedingt erforderlich, die Regeln für alle elektrischen Heizgeräte einzuhalten.
Die Heizung muss mindestens 80 cm von Decke und Boden entfernt sein. Der Spalt zur Wand sollte mindestens 30 cm betragen. Wie bei jedem leistungsstarken Kraftwerk muss der Induktionskessel gemäß GOST 12.2.007.0 geerdet werden.
Der Querschnitt des zum Anschluss des Induktionskessels verwendeten Kabels wird anhand der Leistung des Geräts berechnet. Die Verkabelung erfolgt in Kabelkanälen oder in Wellen
Vorteile von Induktionsheizkesseln
Induktionskessel haben viele absolute und komparative Vorteile, einschließlich der folgenden:
- höchster Wirkungsgrad unter allen Elektrokesseln;
- Invarianz der Energieeigenschaften;
- Mindestanforderungen an Wärmeträger;
- erhöhte Zuverlässigkeit;
- lange Lebensdauer aufzeichnen;
- Fähigkeit, autonom zu arbeiten;
- einfache Installation ohne Belüftungssystem;
- automatisches Steuersystem;
- Keine Notwendigkeit für die Lieferung und Lagerung von Kraftstoff:
- Wärmeträgererwärmung auf 95 Grad;
- hohes Maß an Sicherheit.
Das Gerät wandelt elektrische Energie mit einem Wirkungsgrad von 98-99% in Wärme um. Das Erhitzen des Kühlmittels dauert 7-10 Minuten. Ein einfaches Design, bei dem keine beweglichen mechanischen Teile vorhanden sind, Stahllegierungen, die als Herstellungsmaterialien verwendet werden, sorgen dafür, dass Induktionskessel eine lange Lebensdauer haben.
Solche Geräte können nur durch Beschädigung der elektrischen Isolierung beschädigt werden. Die Praxis des Betriebs von Transformatoren, die in ihrer Konstruktion Induktionskesseln sehr ähnlich sind, zeigt jedoch, dass sie wirklich viele Jahrzehnte halten können.
Nach den Zusicherungen der Hersteller sorgen Geräte, die aufgrund der Wirkung elektromagnetischer Induktion betrieben werden, für eine unterbrechungsfreie Erwärmung der Räumlichkeiten für 100.000 Stunden, dh 30 Heizperioden. Gleichzeitig nimmt ihre Leistung mit der Zeit nicht ab, was nicht über Elektroden und herkömmliche Heizelemente gesagt werden kann.
Induktionskessel können sowohl als Primär- als auch als Zusatzausrüstung eingesetzt werden. Zum Beispiel, um ein Kühlmittel für ein unregelmäßig verwendetes warmes Bodensystem vorzubereiten
Die gleichen Gründe, die die Haltbarkeit und die erhöhte Zuverlässigkeit von Induktionsheizgeräten bestimmen, senken gleichzeitig die Betriebskosten. Der Induktionskessel muss nicht regelmäßig gewartet und repariert werden, was Geld spart.
Im Vergleich zu vielen anderen Brennstoffen ist die Nutzung von Elektrizität zur Beheizung von Häusern nach wie vor die rentabelste. Dies gilt insbesondere für nicht vergaste Siedlungen.
Zertifiziertes Induktionskessel-Design verhindert Kurzschlüsse. Die Hersteller erklären, dass jedes Modell die höchste elektrische Sicherheitsklasse aufweist. Der Induktionskessel darf nicht mit dem Mikrowellenherd verwechselt werden, da für seinen Betrieb eine andere Frequenz des elektrischen Stroms verwendet wird.
Die Erwärmung des Kühlmittels im Ansaugkessel erfolgt gleichmäßig – Der Temperaturunterschied im System beträgt nicht mehr als 30 ° C.Das heißt, eine lokale Überhitzung, die zu einem Brand führen kann, fehlt, wodurch solche Einheiten feuerfest werden.
Aufgrund der Magnetisierung des Kühlmittels, geringer, für andere unsichtbarer Schwingungen und turbulenter Turbulenzen bilden sich in Induktionskesseln praktisch keine Mineralablagerungen, was sich positiv auf den Wirkungsgrad auswirkt. Denken Sie daran, dass eine dicke Schicht Kalk die Geschwindigkeit und Effizienz des Erhitzens des Kühlmittels verlangsamt.
Um die Kapazität zu erhöhen, kann eine Kaskade von drei oder mehr Induktionskesseln mit einem gemeinsamen Schaltschrank verwendet werden. Eine solche Lösung wird dazu beitragen, das zweistöckige Herrenhaus aufzuwärmen.
Wenn Sie die in der Anleitung angegebenen Betriebsregeln einhalten, kann der Kessel nach der Installation und Installation des Temperaturbereichs während der gesamten Heizperiode nicht mehr erinnert werden. Im Gegensatz zu "Brüdern" aus festen Brennstoffen erfordern Induktionsvorrichtungen keine regelmäßige Beladung mit Brennholz sowie die Entfernung von Kohle und Asche. Eine Rohrreinigung ist nicht erforderlich, was sie von anderen Arten von Elektrokesseln unterscheidet.
Der Kessel selbst und die dazugehörige Zusatzausstattung nehmen wenig Platz ein und können auf kleinem Raum installiert werden. Die Komponenten des Steuerungssystems ermöglichen die Verwendung von Induktionskesseln in einem Bündel mit anderen Klimaanlagen.
Induktionskessel können in ein intelligentes Haussteuerungssystem namens „Smart Home“ integriert werden.
Nachteile von Induktionsmodellen
Ideale technische Lösungen gibt es noch nicht. Selbst die fortschrittlichsten Geräte haben ihre Nachteile, und ein Induktionsheizkessel ist keine Ausnahme.
Es zeichnet sich aus durch:
- hoher Preis;
- schweres Gewicht;
- Lärm.
Bei der Herstellung von Induktionskesseln werden teure Materialien verwendet, einschließlich Ferromagneten, die auf ein Magnetfeld reagieren.
Damit der Kessel seine Funktion erfüllen kann, müssen die Ingenieure den Durchmesser des Spulendrahtes, die Anzahl der Windungen, die Kerngröße und andere Parameter genau berechnen. Dann sollten alle diese Berechnungen im fertigen Produkt implementiert werden.
Die Herstellung von Induktionsgeräten ist daher ein arbeitsintensiver und metallintensiver Prozess, der zu hohen Produktionskosten führt. Gleichzeitig wird dieser Nachteil durch die lange Lebensdauer und die minimalen Betriebskosten ausgeglichen.
Die kompakten Abmessungen des Kessels verbinden sich mit seinem beachtlichen Gewicht, das durch eine Vielzahl von Stahlteilen erklärt wird. Einige Modelle wiegen 40 kg. Der Induktionskessel erzeugt während des Betriebs ein leichtes Geräusch, aber dieser Nachteil wird leicht durch schallabsorbierende Dichtungen beseitigt, die für die Installation empfohlen werden.
Regeln für die Auswahl der Ausrüstung
Bei der Auswahl eines Modells eines Induktionskessels sind die Hauptkriterien seine Leistung und die Eigenschaften des beheizten Raums. Es wird davon ausgegangen, dass zum Heizen 10 Quadratmeter. m. bei einer Deckenhöhe von bis zu 3 Metern wird 1 kW benötigt.
Somit reicht es aus, die Fläche des beheizten Raumes durch 10 zu teilen, wodurch die erforderliche Nennleistung des Elektrokessels erhalten wird. Zum Beispiel für ein Haus von 100 Quadratmetern. Eine Induktionsheizung von 10 kW ist erforderlich.
Wenn Sie die erforderliche Kesselleistung nicht mit hoher Genauigkeit berechnen möchten, können Sie die vereinfachte Option verwenden. Demnach können Induktionskessel mit einer Leistung von nur 3-4 kW einen Raum mit einer Fläche von 30-40 m² heizen
Um unnötigen Strom nicht zu viel zu bezahlen und nicht einzufrieren, wenn er nicht ausreicht, müssen die spezifischen Eigenschaften eines Hauses oder eines anderen Objekts, einschließlich Wandmaterialien, Fensterfläche, Vorhandensein von Dämmung usw., bewertet und anhand dieser Daten Heizgeräte ausgewählt werden.
Es tut nicht weh, den Verkäufer und den Leistungsfaktor zu fragen, dh das Verhältnis von Wirkleistung und voller Leistung des ausgewählten Modells. Dieser Indikator wird als Cosinus-Phi (Cos φ) bezeichnet und in Voltampere gemessen.Es hilft zu bestimmen, wie viel des verbrauchten Stroms direkt für die Erwärmung des Kühlmittels und für die Erzeugung eines Magnetfelds aufgewendet wird.
Die Werte des Leistungsfaktors liegen im Bereich von 0 bis 1. Bei Induktionskesseln mit durchdachter Auslegung beträgt der cos φ 0,97 bis 0,98 kVA, was als ausgezeichneter Indikator angesehen wird, da fast der gesamte verbrauchte Strom für die Erwärmung des Arbeitsmediums aufgewendet wird.
Bei einer Vielzahl von Modellen können Sie eine Option zur Verwendung als primäre oder Backup-Wärmequelle auswählen. Leistungsstarke Kessel, die mit einer Spannung von 380 V betrieben werden, können Haushalte, Gewerbe- und Industrieanlagen mit großer Quadratur unabhängig voneinander heizen.
Für den Betrieb auf dem Land oder in der Garage kann ein effizienter Induktionskessel mit Ihren eigenen Händen hergestellt werden. Der folgende Artikel macht Sie mit einer detaillierten Montageanleitung für nützliche hausgemachte Produkte vertraut.
Die Walze zeigt deutlich das Funktionsprinzip der Induktionseinheit:
Gutachten zur Betriebssicherheit des Induktionskessels:
Videopräsentationen von Induktionskesseln von ZSTM (Plant of the Siberian Technological Engineering):
Induktionsheizkessel haben viele Vorteile und Wettbewerbsvorteile mit geringfügigen oder leicht zu beseitigenden Nachteilen. Wie vorteilhaft diese Option für die Beheizung eines bestimmten Hauses ist, kann nur durch Abwägen aller Vor- und Nachteile entschieden werden.
Unbestritten bleibt die stetig steigende Nachfrage nach solchen Geräten, und dieser Trend dürfte sich auch in Zukunft fortsetzen.
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