Inductieverwarmingsketels: typen, overzicht van voor- en nadelen, hoe u een goed model kiest

Op de markt voor huishoudelijke apparaten blijft de inductieverwarmingsketel een nieuwigheid, hoewel de populariteit van deze innovatieve oplossing snel groeit. Onder elektrische ketels is het aandeel van inductiemodellen ongeveer 30%. Waarin verschilt dit apparaat van zijn concurrenten met gewone verwarmingselementen of elektroden?

Wij vertellen u alles over het werkingsprincipe en de unieke voordelen van de apparatuur, waarvan de werking is gebaseerd op het gebruik van inductie. In het door ons voorgestelde artikel worden de varianten ervan gepresenteerd en in detail beschreven. Onze montagetips helpen u om het verwarmingssysteem van een cottage, winkel of magazijn probleemloos in te richten of te moderniseren.

Kenmerken van de constructie en het gebruik

Een inductieketel kan warmte produceren en ruimtes verwarmen dankzij elektromagnetische inductie. Dit fysische verschijnsel werd ontdekt door Faraday tijdens zijn experimenten met een cilindrische magnetische staaf, waaromheen een koperdraad in de vorm van een spiraal was gewikkeld.

Constructie van de inductie-eenheid

Een moderne inductieverwarmingsketel omvat ook een inductiespoel en een kern. Wanneer er wisselstroom door de spoel gaat, ontstaat er een elektromagnetisch veld.

Het veld genereert wervelstromen die de kern verwarmen, waarvan de warmte wordt overgedragen aan de warmtedrager. De hoeveelheid warmte wordt bepaald door de wet van Joule-Lenz.

Een inductieverwarmingsketel is een complex, uit meerdere componenten bestaand apparaat. Om het werkingsprincipe van een inductieapparaat beter te begrijpen, is het de moeite waard om de natuurkundelessen van school te herinneren.

Een inductieverwarmingsketel bestaat uit twee hoofddelen. In een ervan, bestaande uit een spoel en een kern, vindt de vorming van een magnetisch veld plaats. Het tweede deel is een warmtewisselaar met een werkvloeistof (warmtedrager).

De functie van warmtedrager wordt vervuld door gewoon water of een mengsel van water en ethyleenglycol. Het gebruik van andere vloeistoffen is mogelijk, waarvan de keuze afhangt van het specifieke model van de ketel.

Het verwarmingssysteem met een inductieketel wordt altijd opgenomen in een gesloten circuit. In het installatieschema is ook een membraanvat opgenomen, dat nodig is om overtollig water op te vangen dat ontstaat door de thermische uitzetting ervan. Als een dergelijk vat niet in de set is inbegrepen, wordt het apart aangeschaft.

Specificiteit van het gebruik in verwarmingscircuits

Inductieketels zijn bedoeld voor gebruik in een systeem met geforceerde circulatie. Daarom moet in het aansluitschema een circulatiepomp aanwezig zijn, die de beweging van de werkvloeistof door het verwarmingscircuit stimuleert.

Deze noodzaak is te wijten aan de relatief kleine volumes van de warmtewisselaars – door de snelle verwarming kookt het water erin sneller dan dat de zwaartekrachtcirculatie ontstaat.

Inductieketels worden geleverd met een externe besturingseenheid, ontworpen voor de automatisering van de werking van de verwarmingsapparatuur.

In meercircuitsystemen worden circulatiepompen op elk circuit geïnstalleerd. Als er in huis een vloerverwarmingssysteem werkt, moeten er in de set een verdeelcollector en een extra pomp aanwezig zijn.

Het regelsysteem van de ketel omvat naast de thermostaat en temperatuursensoren ook de zogenaamde veiligheidsgroep, die bedoeld is om oververhitting, overdruk en het overschrijden van de sterktegrens van onderdelen te voorkomen.

De veiligheidsgroep omvat meestal een manometer, ontluchters en veiligheidskleppen. Bescherming tegen spanningspieken wordt gerealiseerd met behulp van automatische componenten. Het behandelen van afzonderlijke onderdelen met compound verhoogt hun bescherming. Dankzij de beveiligingscomponenten wordt een veilige en ononderbroken werking van de ketel gegarandeerd.

In het montageschema van het verwarmingssysteem met inductieketel worden altijd een expansievat en een veiligheidsgroep opgenomen, die overdruk in het gesloten circuit voorkomen.

Huishoudelijke inductieketels werken, afhankelijk van het nominale vermogen, op een spanning van 220 V of 380 V bij een stroomfrequentie van 50 Hz. Om de elektrische ketel op het net aan te sluiten, moet u de plaatselijke energiebedrijf (elektriciteitsleverancier) op de hoogte stellen en toestemming verkrijgen.

De aansluiting kan eenfase- of driefasig zijn. De voor de aansluiting van de voeding gebruikte draden moeten de juiste doorsnede hebben.

In het inductieapparaat wordt de verwarming geregeld door het cyclisch in- en uitschakelen ervan. Dit proces wordt ondersteund door temperatuursensoren (thermokoppel) die deel uitmaken van het regelsysteem.

Doorsnede van de inductieketel met aanduiding van de stromingsrichting van het warmtemedium. In koude toestand komt het warmtemedium binnen via de onderste aansluiting en wordt na verhitting via de bovenste aansluiting aan het verwarmingssysteem toegevoerd.

U stelt de optimale temperatuur in en de ketel schakelt na het verwarmen van het warmtemedium tot een bepaalde temperatuur automatisch uit, en na afkoeling weer in.

Dankzij de continue cyclus van het verwarmen van het warmtemedium wordt in de verwarmde ruimtes een comfortabel binnenklimaat gehandhaafd. Bij veel modellen worden gegevens over temperatuur en andere werkparameters op het display weergegeven, wat de controle over de werking van de apparatuur vergemakkelijkt.

Optioneel worden inductieverwarmingsketels uitgerust met GSM-modules voor temperatuurcontrole in de ruimte en bediening via een smartphone vanuit elke plek ter wereld waar internet beschikbaar is. Bij terugkeer van vakantie of een zakenreis kunt u het verwarmingssysteem vooraf inschakelen en het huis voorbereiden op uw aankomst.

Varianten van inductieketels

Alle modellen inductieketels werken volgens hetzelfde principe, maar er zijn verschillen in hun constructieve uitvoering. Op basis van dit criterium worden ze grofweg onderverdeeld in verschillende types, die hierna worden besproken.

Omhulde ketels. De ketelomhulling heeft een cilindrische vorm. In de omhulling bevindt zich de inductiespoel. Zowel aan de binnen- als buitenzijde van de spoel loopt een warmtewisselaar.

De werkvloeistof die via de inlaatleiding binnenkomt, stroomt door de warmtewisselaar, wordt verwarmd en gaat via de bovenste aansluiting naar het verwarmingscircuit. Ketels van het omhulde type worden in Rusland geproduceerd door NPK «INERA». Op de markt zijn ze bekend onder het merk SAV.

Ketels met volumineuze warmtewisselaars. Dit type ketels wordt ook wel inductief-conductief genoemd. Het apparaat heeft een metalen behuizing in de vorm van een cilinder.

In de behuizing bevindt zich een inductiespoel met een ferromagnetische staaf die fungeert als warmtewisselaar. Inductief-conductieve ketels worden op de markt vertegenwoordigd door de VIN-serie. Producent – de fabriek voor warmtetechnische apparatuur «Alternatieve energie».

Ketels met een buizenwarmtewisselaar. Klassieke inductieketels hebben een warmtewisselaar in de vorm van een set buizen die om de inductiespoel lopen. Het eerste apparaat op de markt was precies zo'n aggregaat.

Inductieketels met omvormers. Een inductieketel kan worden aangevuld met een omvormer, waarin de gelijkstroom van de accu's wordt omgezet in wisselstroom met hoge frequentie en pas daarna naar de inductiespoel gaat.

Een dergelijke oplossing helpt om de benodigde wervelstromen te verkrijgen voor het opwekken van warmte bij afwezigheid van de primaire netvoeding.

Het gebruik van een omvormer in een schakeling met inductieketels maakt het mogelijk om de stroomtoevoer naar elektrische apparatuur te stabiliseren en deze te beschermen tegen spanningsschommelingen in het net.

Wat moet u weten over montage?

De leveringsset van elektrische apparaten bevat een technisch paspoort met een gedetailleerde beschrijving van de kenmerken en een handleiding met de installatie- en bedieningsvoorschriften. De installatie van de ketels moet worden uitgevoerd volgens de bijgevoegde handleiding.

Bij tekortkomingen, bijvoorbeeld als het systeem geen pomp voor gedwongen circulatie heeft, kan de ketel van de garantieservice worden uitgesloten. Daarom raden fabrikanten aan om ervaren loodgieters of opgeleide medewerkers van de organisatie die de elektrische apparatuur heeft verkocht, bij de installatie te betrekken.

De inductieketel kan worden geïntegreerd in een bestaand verwarmingssysteem als primaire of als reservebron bij parallelle aansluiting. Wat betreft de installatielocatie dient u zich strikt te houden aan de regels die standaard zijn voor alle elektrische verwarmingstoestellen.

De verwarmer moet zich op een afstand van ten minste 80 cm van plafond en vloer bevinden. De afstand tot de muur moet minimaal 30 cm zijn. Net als elke krachtige energieapparatuur moet de inductieketel worden geaard volgens GOST 12.2.007.0.

De doorsnede van de kabel die wordt gebruikt voor de aansluiting van de inductieketel wordt berekend op basis van het vermogen van de apparatuur. De elektrische bedrading wordt aangelegd in kabelgoten of in een flexibele buis (golfkoker).

Voordelen van inductieverwarmingsketels

Inductieketels hebben vele absolute en relatieve voordelen, waaronder de volgende:

• het hoogste rendement van alle elektrische ketels;
• onveranderlijkheid van de energieprestaties;
• minimale eisen aan het warmtemedium;
• verhoogde betrouwbaarheid;
• recordlange levensduur;
• mogelijkheid om autonoom te werken;
• eenvoudige installatie zonder ventilatiesysteem;
• automatisch besturingssysteem;
• geen noodzaak voor levering en opslag van brandstof:
• verwarming van het warmtemedium tot 95 graden;
• hoog veiligheidsniveau.

Het apparaat zet elektrische energie om in thermische energie met een rendement van 98-99%. Om het warmtemedium te verwarmen is 7-10 minuten nodig. De eenvoudige constructie, zonder bewegende mechanische onderdelen, en de stalen legeringen die als fabricagematerialen worden gebruikt, maken inductieketels recordlang duurzaam.

Dergelijke apparatuur kan alleen defect raken door beschadiging van de elektrische isolatie. Maar zoals de praktijk van het gebruik van transformatoren, die qua constructie sterk lijken op inductieketels, laat zien, kunnen ze werkelijk vele tientallen jaren meegaan.

Volgens de garanties van de fabrikanten zorgen apparaten die werken door middel van elektromagnetische inductie voor ononderbroken verwarming van ruimtes gedurende 100.000 uur, dat wil zeggen 30 stookseizoenen. Bovendien neemt hun vermogen in de loop van de tijd niet af, wat niet gezegd kan worden van elektrode- en gewone verwarmingsstaaf ketels.

Inductieketels kunnen zowel als hoofd- als als aanvullende apparatuur worden gebruikt. Bijvoorbeeld om warmtedrager te bereiden voor een onregelmatig gebruikt vloerverwarmingssysteem.

Dezelfde redenen die de duurzaamheid en verhoogde betrouwbaarheid van inductieverwarmers bepalen, verlagen tegelijkertijd de exploitatiekosten. Een inductieketel heeft geen regelmatig onderhoud en reparatie nodig, wat geld bespaart.

In vergelijking met veel andere brandstoffen blijft het gebruik van elektriciteit voor het verwarmen van huizen het meest voordelig. Dit geldt vooral voor niet-vergaste woonplaatsen.

De constructie van een gecertificeerde inductieketel voorkomt kortsluitingen. Fabrikanten verklaren dat elk model de hoogste klasse van elektrische veiligheid heeft. Men moet de inductieketel niet verwarren met een magnetron, omdat voor de werking ervan een andere frequentie van elektrische stroom wordt gebruikt.

Het verwarmen van de warmtedrager in een inductieketel gebeurt gelijkmatig – het temperatuurverschil in het systeem is niet meer dan 30°C. Dat wil zeggen dat plaatselijke oververhitting die tot brand kan leiden, afwezig is, wat dergelijke apparaten brandveilig maakt.

Dankzij de magnetisering van de warmtedrager, fijne trillingen die onmerkbaar zijn voor de omgeving en turbulente wervelingen, worden in inductieketels vrijwel geen minerale afzettingen gevormd, wat gunstig is voor de efficiëntie. Laten we eraan herinneren dat een dikke laag kalk de snelheid en efficiëntie van de verwarming van de warmtedrager vertraagt.

Om het vermogen te vergroten kan men een cascade van drie of meer inductieketels met een gemeenschappelijke schakelkast gebruiken. Een dergelijke oplossing helpt een twee verdiepingen tellend herenhuis te verwarmen.

Als men de in de handleiding aangegeven gebruiksvoorschriften naleeft, hoeft men na de installatie en het instellen van de temperatuurregeling gedurende het hele stookseizoen niet meer aan de ketel te denken. In tegenstelling tot vastebrandstof-'broeders' hebben inductieapparaten geen regelmatig laden van hout en kolen en verwijderen van as nodig. Er is geen reiniging van leidingen nodig, wat hen onderscheidt van andere typen elektrische ketels.

De ketel zelf en de extra apparatuur nemen weinig plaats in en kunnen worden geïnstalleerd in een ruimte met een klein oppervlak. De componenten van het regelsysteem maken het mogelijk om inductieketels te gebruiken in combinatie met andere klimaatregelingsapparatuur.

Inductieketels kunnen worden geïntegreerd in een intelligent regelsysteem voor huishoudelijke apparatuur, dat “Slimme huis” wordt genoemd.

Nadelen van inductiemodellen

Perfecte technische oplossingen bestaan nog niet. Zelfs de meest geavanceerde apparatuur heeft zijn tekortkomingen en de inductieverwarmingsketel is geen uitzondering.

Kenmerkend voor de inductieverwarmingsketel zijn:

• hoge prijs;
• groot gewicht;
• lawaai.

Bij de vervaardiging van inductieketels worden dure materialen gebruikt, waaronder ferromagneten die reageren op een magnetisch veld.

Om de ketel zijn functie te laten vervullen, moeten ingenieurs de diameter van de spoeldraad, het aantal windingen, de afmetingen van de kern en andere parameters nauwkeurig berekenen. Vervolgens moeten al deze berekeningen worden gerealiseerd in het eindproduct.

De productie van inductieapparaten is dus een arbeidsintensief en materiaalintensief proces, wat de hoge kostprijs van de producten verklaart. Tegelijkertijd wordt dit nadeel gecompenseerd door de lange levensduur en de minimale gebruikskosten.

De compacte afmetingen van de ketel gaan gepaard met een aanzienlijk gewicht, wat wordt verklaard door het grote aantal stalen onderdelen. Sommige modellen wegen 40 kg. De inductieketel maakt tijdens het gebruik een gering geluid, maar dit nadeel kan eenvoudig worden verholpen door geluiddempende pakkingen, die aanbevolen worden bij de installatie.

Regels voor het selecteren van apparatuur

Bij het kiezen van een model inductieketel zijn de belangrijkste criteria het vermogen en de kenmerken van de te verwarmen ruimte. Er wordt uitgegaan van het feit dat voor het verwarmen van 10 m² bij een plafondhoogte tot 3 meter 1 kW nodig is.

Het volstaat dus om de oppervlakte van de te verwarmen ruimte te delen door 10 en het resultaat is het benodigde nominale vermogen van de elektrische ketel. Voor een huis van 100 m² is bijvoorbeeld een inductieverwarmer van 10 kW nodig.

Als u geen behoefte heeft om het benodigde vermogen van de ketel met hoge precisie te berekenen, kunt u gebruikmaken van een vereenvoudigde versie. Volgens deze versie kunnen inductieketels met een vermogen van slechts 3-4 kW een ruimte van 30-40 m² verwarmen.

Om niet te veel te betalen voor onnodig vermogen en niet te bevriezen bij een tekort, is het noodzakelijk om de specifieke kenmerken van het huis of een ander object te beoordelen, waaronder de materialen van de muren, het oppervlak van de ramen, de aanwezigheid van isolatie en dergelijke, en op basis van deze gegevens de verwarmingsapparatuur te kiezen.

Het kan u geen kwaad om de verkoper ook te vragen naar de vermogensfactor, dat wil zeggen de verhouding tussen het actieve en het schijnbare vermogen van het gekozen model. Deze indicator wordt de cosinus phi (Cos φ) genoemd en wordt gemeten in voltampère. Het helpt bepalen welk deel van de verbruikte elektriciteit direct wordt gebruikt voor het verwarmen van de warmtedrager en welk deel voor het opwekken van het magnetisch veld.

De waarden van de vermogensfactor liggen tussen 0 en 1. Bij inductieketels met een goed doordachte constructie is Cos φ 0,97-0,98 kVA, wat als een uitstekende indicator wordt beschouwd, aangezien bijna alle verbruikte elektriciteit wordt gebruikt voor het verwarmen van de werkvloeistof.

De verscheidenheid aan modellen maakt het mogelijk een optie te kiezen voor gebruik als primaire of back-up warmtebron. Krachtige ketels die werken op 380 V, kunnen zelfstandig woningen, commerciële en industriële objecten met een grote oppervlakte verwarmen.

Voor gebruik in een buitenhuis of garage kunt u een effectieve inductieketel met eigen handen maken. Het volgende artikel geeft een gedetailleerde handleiding voor het monteren van een nuttig zelfbouwproject.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video toont duidelijk het werkingsprincipe van de inductie-eenheid:

Expertadvies over de veiligheid van het gebruik van de inductieketel:

Video's van inductieketels van ZSTM (Zavod Sibirskogo Technologitsjeskogo Masjinostrojenija):

Inductieketels voor verwarming hebben vele voordelen en concurrentievoordelen met geringe of gemakkelijk te verhelpen nadelen. Hoe voordelig deze optie is voor de verwarming van een specifiek huis, kunt u alleen beslissen door alle voor- en nadelen af te wegen.

Een onmiskenbaar feit blijft de constante groei van de vraag naar dergelijke apparatuur, en deze trend zal hoogstwaarschijnlijk ook in de toekomst aanhouden.

Wilt u uw eigen ervaring delen met het kiezen, installeren en gebruiken van een inductieketel? Beschikt u over nuttige informatie over het onderwerp die u met de bezoekers van de site wilt delen? Schrijf dan alstublieft reacties, plaats foto's, stel vragen in het onderstaande blokformulier.