Строительство и архитектура 5. Теплогазоснабжение и вентиляция

К. т. н. Баканова С.В.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. Россия

Индукционные котлы – альтернативный способ отопления

гражданских зданий

Несмотря на прогресс в совершенствовании ТЭНовых котлов, у них остается существенный недостаток - конечное значение их надежности, которое полностью преодолеть практически невозможно. Особенно это касается котлов и котельных большой мощности, где количество ТЭНов велико и вероятность отказа выше. Современные инженерные решения базируются на отказе от ТЭНов и переходе на другие способы электрического нагрева.

Сейчас очень популярными стали автономные системы отопления. Что вполне понятно: индукционные котлы для отопления дачи или даже квартиры не зависят от коммунальных служб, и владелец сам может устанавливать для себя оптимальную температуру.

Указанный тип котлов был разработан компанией «Альтернативная энергия». Толчком к развитию технологии послужила разработка Николы Тесла в 1900 г. Котел работает по принципу высокочастотного индукционного нагрева среды. Здесь электроэнергия преобразуется в тепловую без помощи использования, каких бы то не было нагревательных элементов, что позволило упростить конструкцию, повысить её надежность и безопасность.

Вихревой индукционный нагреватель - это простота монтажа и эксплуатации: не понадобятся специальные приспособления для ухода за системой отопления, что уже экономит средства.

Котел можно разместить как на полу, так и на стене, чтобы он занимал меньше места. Он бесшумен – еще один аргумент в пользу установки такого рода отопления в жилых помещениях, обладает такими свойствами, как высокая энергоэффективность, экологичность применяемых материалов и безопасность.

К преимуществам индукционных котлов можно также отнести - высокий кпд 98-99%, отсутствие высокотемпературных нагревательных элементов, отсутствие накипи, безопасность, надежность, возможность использование любого теплоносителя, не требует разрешительной документации.

Принцип работы следующий: при возникновении электромагнитных полей, они воздействуют на внутренний ферримагнитный сердечник, являющийся встроенным теплообменником, нагревают его, а он в свою очередь передает указанное тепло теплоносителю. К тому же магнитные поля воздействуют и на сам теплоноситель, превращая его в диполь, что позволяет нагревать его сразу по всему объему, за счет чего вся полученная энергия затрачивается на разогрев жидкости, и она разогревается значительно быстрее. При использовании в качестве теплоносителя воду магнитные поля так же воздействуют на молекулы воды, смягчая её и препятствуя образованию катионов кальция не давая им осаждаться на стенках котла.

Конструкция индукционного котла представляет собой - первичный контур - магнитная система, вторичный контур – теплообменное устройство или тепловыделяющий элемент. Под действием переменного магнитного поля, которое создается магнитной системой, в металле теплообменного устройства индуцируются токи, вызывающие его нагрев. Тепло от нагретых поверхностей теплообменного устройства идет в нагреваемую среду.

К основным достоинствам индукционного нагревателя можно отнести - принципиальное отсутствие элементов нагревания, что исключает возможность выхода из строя самого котла, полное отсутствие разъёмных соединений в конструкции, благодаря чему исключается вероятность возникновения течи, отсутствие образования накипи, высочайшая электробезопасность и пожаробезопасность, возможность изготовления котла на любые температурные параметры до +300 °С, на давление до 10 Атмосфер, что очень важно для технологических применений, возможность работы практически с любыми типами теплоносителей.

Индукционный котел представляет собой очень надежный и простой нагреватель жидкости, который может работать без замены элементов на протяжении десятков лет, что очень выгодно для индивидуальных систем отопления. Котел работает за счет индукционной катушки. В системе лабиринтов создается переменное магнитное поле, в котором метал за счет перемагничивания нагревается и нагревает теплоноситель. При этом используется переменный ток 50 Гц.

Индукционный нагреватель экономичнее ТЭНовых на 30-50 %. Экономичность нагревателя проверена практикой монтажа и эксплуатации на протяжение более 6 лет. Экономичность и надежность обеспечивается более простой и прочной конструкцией. В ТЭНовом котле сначала нагреваются ТЭНы, а уже после этого - своей поверхностью отдают тепло жидкости. В котле роль нагревателя выполняет сама конструкция. В процессе пропускании тока, жидкость греется всем объемом металлической конструкции, который находится в котле. Применяя индукционный нагрев можно снизить объем нагревателя в несколько раз по сравнению с ТЭНовым этой же мощности. Мощность котла зависит от температуры, втекающей в него жидкости, и может выбираться автоматикой, в зависимости от изменения погодных условий.

Экономичность в работе индукционных котлов достигается за счет - меньшей инерции нагрева, использования современной автоматики, прочность и долговечность обеспечивается применением современных материалов и простотой конструкции.

Для достижения хороших показателей в экономичности применения котлов необходимы - хорошая теплоизоляция помещений; правильное построение отопительной системы; правильный выбор комплекта автоматики, которая может быть как электронной, так и механической.

В г.Пенза и Пензенской области, к сожалению, нет опыта по использованию вихревых индукционных нагревателей. Широкое применение происходит в таких крупных городах, как Алтайский край, Астрахань, Барнаул, Владивосток, Ижевск, Казань, Москва, Мурманск и другие.

Продукция таких нагревателей рассчитана на самые широкие слои потребления, начиная с частных лиц (отопление квартиры, сада, огорода, коттеджа, дачи и т.д.), до предприятий как с маленьким офисом, так и больших производств; нагрев гальванических ванн, воздушное отопление производств и ангаров; очень востребован частными колхозниками и целыми комплексами животноводства для горячего водоснабжения.

Установка котла дает возможность выбора различных схем теплоснабжения, регулировки температуры в разных помещениях дома, простоту, надежность и высокий КПД. При наличии газового теплоснабжения индукционный котел можно использовать в качестве резервного источника тепла. Также он позволит оптимизировать и быстро перераспределить тепловые нагрузки на объекте, сделает систему теплоснабжения гибкой и способной к изменениям. Индукционный котел является оптимальным вариантом и в качестве основного источника тепла, и в качестве резервного или вспомогательного (а также для нагрева жидкостей в технологических процессах).

Для проекта отопления гражданского здания предлагается вихревой индукционный нагреватель (индукционный котел) как альтернатива центральному отопления.