Induktionskedler til opvarmning: typer, oversigt over fordele og ulemper, hvordan man vælger en god model

På markedet for husholdningsapparater er induktionskedlen til opvarmning stadig en nyhed, selvom populariteten af en sådan innovativ løsning vokser hurtigt. Blandt elektriske kedler udgør induktionsmodeller omkring 30%. Hvad adskiller denne enhed fra sine konkurrenter med almindelige varmelegemer (TEN) eller elektroder?

Vi fortæller alt om funktionsprincippet og de unikke fordele ved udstyr, der fungerer ved hjælp af induktion. I den foreslåede artikel er dets variationer præsenteret og detaljeret beskrevet. Vores monteringsråd hjælper dig med problemfrit at indrette eller modernisere varmesystemet i et sommerhus, en butik eller et lager.

Konstruktions- og driftsfunktioner

En induktionskedel er i stand til at producere varme og opvarme rum ved hjælp af elektromagnetisk induktion. Dette fysiske fænomen blev opdaget af Faraday under hans eksperimenter med en cylindrisk magnetstav, omkring hvilken en kobbertråd var viklet i en spiral.

Induktionsaggregatets opbygning

En moderne induktionskedel til opvarmning indeholder også en induktionsspole og en kerne. Når en vekselstrøm føres gennem spolen, opstår et elektromagnetisk felt.

Feltet skaber hvirvelstrømme, der varmer kernen op, og varmen fra den overføres til varmebæreren. Mængden af denne varme bestemmes af Joule-Lenz' formel.

En induktionskedel til opvarmning er en kompleks flerkomponentaggregat. For bedre at forstå funktionsprincippet for en induktionsenhed er det værd at huske skolefysikken.

En induktionskedel til opvarmning består af to hoveddele. I den ene del, som består af en spole og en kerne, dannes der et magnetfelt. Den anden del er en varmeveksler med en arbejdsvæske (varmebærer).

Varmebærerens funktion udføres af almindeligt vand eller en blanding af vand og ethylenglycol. Det er også muligt at bruge andre væsker, hvis valg afhænger af den specifikke kedelmodel.

Varmesystem med induktionskedel indgår altid i et lukket kredsløb. Monteringsskemaet inkluderer også en membrantank, der er nødvendig for at optage overskydende vand, som opstår på grund af vandets termiske udvidelse. Hvis en sådan tank ikke er med i sættet, købes den separat.

Specifikation for brug i varmekredse

Induktionskedler er beregnet til brug i systemer med tvungen cirkulation. Derfor skal tilslutningsskemaet nødvendigvis indeholde en cirkulationspumpe, der stimulerer bevægelsen af arbejdsvæsken i varmekredsen.

Dette behov skyldes de relativt små volumener af varmevekslere – på grund af den hurtige opvarmning koger vandet i dem hurtigere, end gravitationscirkulationen opstår.

Induktionskedler leveres med en ekstern styreenhed, der er beregnet til at automatisere varmeudstyrets drift.

I systemer med flere kredse installeres cirkulationspumper på hver kreds. Hvis der er et gulvvarmesystem i huset, skal sættet indeholde en fordelingsmanifold og en ekstra pumpe.

Kedlens styresystem inkluderer ud over termostat og temperaturfølere også en såkaldt sikkerhedsgruppe, der har til formål at forhindre overophedning, overtryk og overskridelse af komponenternes styrkegrænse.

Sikkerhedsgruppen omfatter normalt en manometer, luftudskillere og sikkerhedsventiler. Beskyttelse mod spændingsstød realiseres ved hjælp af automatiske komponenter. Behandling af enkelte dele med compound øger deres beskyttelse. Takket være beskyttelseskomponenterne sikres en sikker og uafbrudt drift af kedlen.

I montageskemaet for varmesystemet med induktionskedel medtages nødvendigvis en ekspansionsbeholder og en sikkerhedsgruppe, der forhindrer overtryk i det lukkede kredsløb.

Induktionskedler til husholdningsbrug, afhængigt af den nominelle effekt, arbejder ved spænding på 220 V eller 380 V ved en strømfrekvens på 50 Hz. For at tilslutte elkedlen til nettet skal du underrette det lokale energiselskab (elforsyningen) og få deres godkendelse.

Tilslutningen kan være en- eller trefaset. Ledningerne, der bruges til strømforsyning, skal have et passende tværsnit.

I induktionsapparatet reguleres opvarmningen ved cyklisk tænd og sluk. Denne proces understøttes af temperaturfølere (termoelement), der indgår i styresystemet.

Induktionskedel i tværsnit med angivelse af varmebærerens strømningsretning. I kold tilstand kommer varmebæreren ind gennem den nederste studs og efter opvarmning tilføres den gennem den øverste studs til varmesystemet.

Brugeren indstiller den optimale temperaturtilstand, og kedlen slukker automatisk efter opvarmning af varmebæreren til en bestemt temperatur, og tænder igen, når den er kølet ned.

Takket være den kontinuerlige opvarmningscyklus for varmebæreren opretholdes et behageligt indeklima i de opvarmede rum. I mange modeller vises data om temperatur og andre driftsparametre på displayet, hvilket gør det lettere at overvåge udstyrets drift.

Som ekstraudstyr leveres induktionsvarmekedler med GSM-moduler til at kontrollere rumtemperaturen og styre via smartphone fra ethvert sted i verden med internet. Når man vender tilbage fra ferie eller forretningsrejse, kan man tænde varmesystemet i god tid og forberede hjemmet til ankomsten.

Varianter af induktionskedler

Alle modeller af induktionskedler fungerer efter samme princip, men der er forskelle i deres konstruktion. Efter dette kriterium inddeles de betinget i flere typer, som vil blive gennemgået nedenfor.

Kappekedler. Kedlens kappe har en cylindrisk form. Inde i kappen er der en induktionsspole. Både indvendigt og udvendigt på spolen passerer en varmeveksler.

Den arbejdsvæske, der kommer ind i indløbsstudsen, passerer gennem varmeveksleren, opvarmes og går gennem den øverste studs ind i varmekredsen. Kedler af kappetypen fremstilles i Rusland af NPK «INERA». På markedet er de kendt under mærket SAV.

Kedler med rumvarmevekslere. Denne type kedler kaldes også induktiv-konduktive. Aggregatet har et metalhus i form af en cylinder.

I huset er der placeret en induktionsspole med en ferromagnetisk stang, som fungerer som varmeveksler. Induktiv-konduktive kedler på markedet er repræsenteret af serien VIN. Producenten – varmeanlægsfabrikken «Alternativ Energi».

Kedler med rørformet varmeveksler. Klassiske induktionskedler har en varmeveksler i form af et sæt rør, der omgiver induktionsspolen. Den første på markedet var netop en sådan enhed.

Induktionskedler med invertere. En induktionskedel kan suppleres med en inverter, hvor batteriernes jævnstrøm omdannes til højfrekvent vekselstrøm og først derefter føres til induktionsspolen.

En sådan løsning hjælper med at generere de nødvendige hvirvelstrømme til varmeproduktion, når der ikke er hovednetstrøm.

Brug af inverter i et system med induktionskedler gør det muligt at stabilisere strømforsyningen til det elektriske udstyr og beskytte det mod spændingsudsving i nettet.

Hvad skal du vide om montering?

Leveringssættet for elektriske apparater indeholder et teknisk datablad med detaljerede specifikationer og en vejledning, der angiver installations- og driftsregler. Installation af kedler skal udføres i overensstemmelse med den medfølgende manual.

Ved mangler, f.eks. hvis systemet ikke har en pumpe til tvungen cirkulation, kan kedlen blive taget ud af garantiservice. Derfor anbefaler producenterne at hyre erfarne VVS-installatører eller uddannede medarbejdere fra den organisation, der solgte det elektriske udstyr.

En induktionskedel kan indbygges i et eksisterende varmesystem enten som primær eller som backup ved parallel tilslutning. Hvad angår installationsstedet, skal man nødvendigvis overholde regler, der er standard for alle elektriske varmeapparater.

Varmelegemet skal være mindst 80 cm fra loft og gulv. Afstanden til væggen skal være mindst 30 cm. Som alt kraftigt energiudstyr skal induktionskedlen jordes i overensstemmelse med GOST 12.2.007.0.

Tværsnittet af kablet, der bruges til tilslutning af induktionskedlen, beregnes ud fra udstyrets effekt. Elektrisk ledning lægges i kabelkanaler eller i bølgeformer.

Fordele ved induktionskedler til opvarmning

Induktionskedler har mange absolutte og relative fordele, herunder følgende:

• den højeste virkningsgrad blandt alle elkedler;
• uændrede energiegenskaber;
• minimale krav til varmebærer;
• øget pålidelighed;
• rekordlang levetid;
• evne til at fungere autonomt;
• enkel installation uden ventilationssystem;
• automatisk styresystem;
• intet behov for levering og opbevaring af brændsel:
• opvarmning af varmebæreren til 95 grader;
• højt sikkerhedsniveau.

Apparatet omdanner elektrisk energi til termisk energi med en virkningsgrad på 98-99%. Det tager 7-10 minutter at opvarme varmebæreren. Den enkle konstruktion, der ikke har nogen bevægelige mekaniske dele, og de stållegeringer, der anvendes som fremstillingsmaterialer, gør induktionskedler rekordholdbare.

Sådant udstyr kan kun sættes ud af drift ved skade på elektrisk isolation. Men som driftserfaring med transformere, der i deres konstruktion på mange måder ligner induktionskedler, viser, er de virkelig i stand til at holde i mange årtier.

Ifølge producenternes forsikringer sikrer enheder, der arbejder ved hjælp af elektromagnetisk induktion, uafbrudt opvarmning af lokaler i 100.000 timer, det vil sige 30 fyringssæsoner. Samtidig falder deres effekt ikke over tid, hvilket ikke kan siges om elektrode- og almindelige tænovne kedler.

Induktionskedler kan bruges både som primært og som supplerende udstyr. For eksempel til at forberede varmebærer til et uregelmæssigt brugt gulvvarmesystem

De samme årsager, der bestemmer holdbarheden og den øgede pålidelighed af induktionsvarmere, sænker samtidig driftsomkostningerne. En induktionskedel kræver ikke regelmæssig service og reparation, hvilket sparer penge.

Sammenlignet med mange andre brændstoftyper er brugen af elektricitet til opvarmning af huse stadig den mest fordelagtige. Især gælder dette ikke-gassificerede bebyggelser.

Konstruktionen af en certificeret induktionskedel forhindrer kortslutninger. Producenterne hævder, at enhver model har den højeste klasse af elektrisk sikkerhed. Man bør ikke forveksle en induktionskedel med en mikrobølgeovn, da der anvendes en anden frekvens af elektrisk strøm til dens drift.

Opvarmningen af varmebæreren i en induktionskedel sker jævnt – temperaturforskellen i systemet er ikke mere end 30°C. Det vil sige, at lokale overophedninger, der kan føre til brand, er fraværende, hvilket gør sådanne enheder brandsikre.

Takket være magnetiseringen af varmebæreren, fine vibrationer, der er umærkelige for omgivelserne, og turbulente hvirvler, dannes der praktisk talt ikke mineralske aflejringer i induktionskedler, hvilket har en gunstig indvirkning på effektiviteten. Vi minder om, at et tykt lag af kalk bremser hastigheden og effektiviteten af opvarmningen af varmebæreren.

For at øge effekten kan der anvendes en kaskade af tre eller flere induktionskedler med et fælles styreskab. En sådan løsning vil hjælpe med at opvarme en to-etagers herskabsvilla

Hvis man overholder de i vejledningen angivne driftsregler, kan man efter montering og indstilling af temperaturregimet glemme kedlen i hele fyringssæsonen. I modsætning til fastbrændsels-'fæller' kræver induktionsapparater ikke regelmæssig påfyldning af brænde og kul og fjernelse af aske. Rengøring af rør er ikke nødvendig, hvilket adskiller dem fra andre typer elkedler.

Selve kedlen og det ekstra udstyr til den fylder lidt plads og kan installeres i et rum med lille areal. Systemets styringskomponenter gør det muligt at bruge induktionskedler i forbindelse med andet klimaudstyr.

Induktionskedler kan integreres i et intelligent styringssystem til hjemmeudstyr, kaldet “Smart Home”

Ulemper ved induktionsmodeller

Ideelle tekniske løsninger findes endnu ikke. Selv det mest avancerede udstyr har sine ulemper, og induktionsvarmekedlen er ingen undtagelse.

Kendetegn for den:

• høj pris;
• stor vægt;
• støj.

Ved fremstilling af induktionskedler anvendes dyre materialer, herunder ferromagnetiske materialer, der reagerer på magnetfeltet.

For at kedlen skal fungere, skal ingeniører præcist beregne spolens tråddiameter, antal vindinger, kernestørrelse og andre parametre. Derefter skal alle disse beregninger realiseres i det færdige produkt.

Således er produktionen af induktionsapparater en arbejds- og metalintensiv proces, hvilket medfører høje produktionsomkostninger. Samtidig opvejes denne ulempe af en lang levetid og minimal driftsomkostning.

Kedlens kompakte størrelse kombineres med dens betydelige vægt, hvilket skyldes det store antal ståldele. Nogle modeller vejer 40 kg. Induktionskedlen afgiver en let støj under drift, men denne ulempe elimineres let af støjdæmpende pakninger, som anbefales installeret under monteringen.

Regler for valg af udstyr

Ved valg af induktionskedelmodel er de vigtigste kriterier dens effekt og det opvarmede rums karakteristika. Man tager udgangspunkt i, at til opvarmning af 10 m² med loftshøjde op til 3 meter kræves 1 kW.

Således er det nok at dividere rummets areal med 10, og resultatet er den nødvendige nominelle effekt for elkedlen. For eksempel kræver et hus på 100 m² en induktionsvarmer på 10 kW.

Hvis man ikke ønsker at beregne kedlens nødvendige effekt med høj præcision, kan man bruge en forenklet version. Ifølge denne kan induktionskedler med en effekt på kun 3-4 kW opvarme et rum på 30-40 m²

For ikke at betale for meget for unødvendig effekt og ikke fryse i tilfælde af utilstrækkelig effekt, er det nødvendigt at vurdere husets eller bygningens specifikke egenskaber, herunder vægmaterialer, vinduesareal, tilstedeværelse af isolering og så videre, og derefter vælge varmeudstyr på baggrund af disse data.

Det kan ikke skade at spørge sælgeren om effektfaktoren, det vil sige forholdet mellem aktiv og tilsyneladende effekt for den valgte model. Denne indikator kaldes cosinus φ (Cos φ) og måles i volt-ampere. Den hjælper med at bestemme, hvilken andel af den forbrugte elektricitet der bruges direkte til opvarmning af varmebæreren, og hvilken der bruges til at generere magnetfeltet.

Effektfaktorværdier ligger mellem 0 og 1. For induktionskedler med en velgennemtænkt konstruktion er Cos φ 0,97-0,98 kVA, hvilket anses for en fremragende indikator, da næsten al den forbrugte elektricitet går til opvarmning af arbejdsvæsken.

Modelvariationen gør det muligt at vælge en løsning til brug som primær eller sekundær varmekilde. Kraftige kedler, der kører på 380 V spænding, kan selvstændigt opvarme huse, kommercielle og industrielle objekter med stor kvadratmeter.

Til brug i sommerhus eller garage kan en effektiv induktionskedel laves med egne hænder. Følgende artikel giver en detaljeret vejledning til samling af denne nyttige hjemmelavede konstruktion.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen viser tydeligt princip for drift af en induktionsaggregat:

Ekspertudtalelse om sikkerheden ved brug af en induktionskedel:

Videopræsentationer af induktionskedler fra ZSTM (Sibiriske Teknologiske Maskinbygningsfabrik):

Induktionsvarmekedler har mange fordele og konkurrencemæssige fordele med få eller let afhjælpelige ulemper. Hvor fordelagtig en sådan løsning er til opvarmning af et specifikt hus, kan kun afgøres ved at veje alle 'for' og 'imod'.

En ubestridelig kendsgerning er den stadigt stigende efterspørgsel efter sådant udstyr, og denne tendens vil sandsynligvis fortsætte i fremtiden.

Vil du fortælle om din egen erfaring med valg, installation og brug af en induktionskedel? Har du nyttig information om emnet, som du vil dele med besøgende på siden? Skriv venligst kommentarer, publicer billeder, stil spørgsmål i nedenstående blokformular.