Котел индукционный принцип работы – подробный обзор их эффективности в системах отопления частного дома, принцип работы электроиндукционных котлоагрегатов, цены и отзывы о них

все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Индукционный котел отопления

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Схема нагрева жидкости в индукционном котле отопления

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике — это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Принцип действия индукционного котла

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

• Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
• Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
• Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
• Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
• Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
• Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
• Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
• Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
• Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
• Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
• Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
• Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
• На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
• Внутри контура отсутствует накипь.
• Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
• Минимально возможный прогрев теплоносителя — 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

• Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
• Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
• Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
• Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка — 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Схема подключения индукционного котла к системе отопления

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки — это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Так может выглядеть самодельное индукционное устройство

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Самодельный индукционный котел из трансформатора

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

Индукционный котел — Построй свой дом

Наука не стоит на месте и с появлением новых способов получения тепловой энергии инженеры работают над применением их в быту. Не прошли они мимо и индукционного способа нагрева, который открыл Майкл Фарадей еще в 1831 году. На рынке появились индукционные котлы. С созданием энергосберегающих индукционных котлов отопления у потребителей появился шанс по-новому взглянуть на возможности отопительного оборудования, как в функциональном, так и в эксплуатационном смысле. Вот о том, что такое индукционный котел отопления и стоит ли его использовать для обогрева частного дома, мы и поговорим в этой статье.

Как работает индукционный котел отопления

 

Индукционный котел отопления работает на принципе электромагнитной индукции. При этом роль генератора выполняет индуктивная катушка, а интенсивность теплообмена усиливается, благодаря переплетению труб и многослойной конструкции котла. Чтобы понять суть процесса, достаточно через катушку из толстой проволоки пропустить большой ток. Вокруг устройства обязательно возникнет сильное электромагнитное поле. И если поместить в него любой ферромагнетик (металл, который притягивается), то он довольно быстро нагреется. Нагрев происходит за счет возникновения индукционных токов (

токи Фуко).

Самый простой пример индукционного источника тепла это катушка, намотанная на трубу из диэлектрика. Если внутрь трубы поместить стальной стержень и подключить к катушке электроэнергию, то катушка нагреет металлический стержень. Теперь осталось подсоединить устройство к магистрали, по которой циркулирует теплоноситель, и примитивный индукционный котел начнет генерировать тепло. Весь принцип работы можно описать несколькими предложениями. Электрическая энергия генерирует электромагнитное поле.

Под действием электромагнитных волн нагревается металлический сердечник. Избыточное тепло от стержня передается теплоносителю, в качестве которого могут быть: этиленгликоль, масло или вода. Интенсивный нагрев жидкости порождает конвекционные потоки. Горячий теплоноситель стремится вверх, и его силы достаточно для работы небольшого контура. В магистралях большой протяженности необходимо устанавливать циркуляционный насос.

Конструкция индукционного котла

 

Теперь давайте вернемся к индукционному котлу. Его видимая часть представляет собой сделанный из металла корпус, стенки которого изнутри покрыты теплоизоляционным и электроизоляционным составом. Внутри корпуса расположен сердечник в виде двух, вставленных друг в друга, ферромагнитных труб из стали с очень толстыми стенками. Пространство между трубами заполняется водой, поступающей через патрубок в нижней части котла. Внутренняя труба снабжена тороидальной обмоткой, которая и создает высокочастотное магнитное поле под воздействием электрического тока.

Вихревые токи, возникающие в результате роста сопротивления, способствуют нагреванию поверхности корпуса трубы и омываемой его воды. Таким образом, внешняя труба выполняет функцию нагревательного элемента, а вода – теплоносителя.

 

 

Достоинства индукционных котлов

 

Современный рынок отопительного оборудования предлагает большое количество видов и типов приборов для обогрева помещения, поэтому не будет лишним подробно рассмотреть индукционный котел отопления с точки зрения его потребительских свойств. И так, какие доводы можно привести в пользу приобретения индукционных котлов. Сразу оговорюсь, что доводы приведены производителями котлов, я дам некоторые комментарии с точки зрения физических процессов и реалий эксплуатации:

Полное отсутствие накипи и других отложений. Благодаря магнитному полю создается высокочастотная вибрация, вытесняющая индукционную энергию к внутренней поверхности стен котла, где и происходит взаимодействие с теплоносителем. Таким образом, уровень теплоотдачи остается стабильным, независимо от периода эксплуатации. Стоит помнить, что если вы будете использовать готовый антифриз на основе этиленгликоля, то он изготавливается на основе дистиллированной воды, поэтому накипи там взяться просто не от куда. Антифриз, со временем разлагается, в результате чего выпадают в осадок некоторые присадки, вот они могут оказывать действие на работу не только индукционного котла.

Стоит ли использовать индукционный котел

 

Коэффициент полезного действия индукционного котла стабилен на протяжении всего эксплуатационного срока и составляет, примерно 98-99%.

Экономичность индукционного котла

 

Индукционный котел отопления относится к классу энергосберегающего оборудования. Экономичность устройства обеспечивается высоким уровнем коэффициента мощности, которой характеризуется частотой используемого тока. В результате эксплуатационные затраты могут снизиться на 30% (по данным производителей индукционных котлов). 30% достаточно приличная цифра, поэтому чтобы ее достигнуть требуются определенные условия эксплуатации индукционного котла. Стоит помнить, что часть тепла все равно используется в холостую.

Обогревательные приборы индукционного типа не чувствительны к показателю напряжения и могут полноценно работать, как в сети постоянного, так и переменного тока.

Конструкция индукционного котла представляет собой полностью герметичный корпус, что делает невозможной вероятность каких-либо утечек. Хотя утечки могут быть в стыковочных узлах труб и другого оборудования.

Обслуживание индукционного котла

 

Устройством котла не предусмотрены движущиеся и нагревательные элементы, контактирующие с теплоносителем, благодаря чему, отпадает необходимость в ремонтно-профилактических работах ни в межсезонье, ни во время отопительного сезона, которые так недешево обходятся владельцам отопительных приборов других типов. Стоит заметить, что и другие конкуренты индукционного котла, особенно электрические, так же не требуют ежегодных профилактических работ.

Пожаробезопасность индукционного котла

 

Степень пожарной и электробезопасности индукционного оборудования классифицируется, как соответствующая второму классу. Это очень высокий показатель, допускающий установку оборудования в любом помещении. Здесь стоит заметить, что в случае утечки теплоносителя электромагнитное поле автоматически не исчезнет, нагрев сердечника будет продолжаться, и если не прекратить подачу электричества, то катушка очень быстро сгорит, при этом есть вероятность, что оплавится и сам корпус. Поэтому при монтаже индукционного насоса необходимо предусмотреть автоматическое отключение котла в случае аварийной ситуации. Так что безопасность котла находится на таком же уровне, как и в ТЭНовом оборудовании.

Срок эксплуатации индукционного котла

 

Эксплуатационные возможности индукционных котлов сами производители определяют в срок от 25 лет и выше. Здесь стоит помнить, что управляется котел электронным блоком управления и скорее он, а не сам котел будет определять срок безаварийной эксплуатации индукционного котла.

В качестве теплоносителя для индукционных котлов может быть использована, практически, любая жидкость, то есть, не только вода, но и масло или антифриз, а значит, эксплуатация индукционного оборудования возможна при любом температурном режиме. При этом, жидкость не нуждается в предварительной подготовке, а ее замену достаточно проводить раз в десять лет.

Соединение индукционных котлов с другими отопительными системами ничем не ограничивается.

Абсолютно бесшумная работа.

Высокий уровень экологической безопасности.

Монтаж и эксплуатация индукционного котла отличаются простотой, не требуют специальных навыков или переоборудования существующей системы отопления, и обеспечивает абсолютно автономное получение как тепла, так и горячей воды.

Недостатки индукционных котлов

 

Несмотря на всю уникальность и универсальность, было бы неправильным считать, что индукционный котел отопления является совершенным оборудованием. Как и у других отопительных приборов у него также существуют недостатки.

Одним из главных минусов индукционных котлов считается их солидный вес и значительные габариты. И действительно, масса различных моделей устройства колеблется от 20 до 80 кг. С другой стороны, после установки оборудования, вряд ли кого-то из потребителей будет волновать его масса – эксплуатация индукционных котлов не требует их передвижения.

Более того, использование современных технологий позволило наладить выпуск моделей компактных размеров, предусматривающих возможность их монтажа на стену, и таким образом, способствуя значительной экономии места для установки. Большой вес индукционного котла, в случае его выбора в качестве обогревательного прибора, подразумевает тщательную подготовку площадки в доме, на которую он будет установлен.

Второй, и достаточно серьезный недостаток — индукционный котел отопления дорого стоит. Это факт, что среди альтернативных современных устройств электрического отопления, индукционное оборудование находится в списке самых дорогих.

Тем не менее, существует и другая сторона медали. Тогда как покупка индукционного котла чревата пусть высоким, но одноразовым финансовым вложением, приобретение некоторых других видов отопительных устройств, например газовых, требует немало трат и усилий. К примеру, таких, как получение соответствующего разрешения на их установку и прокладку коммуникаций, а также, монтаж и ежегодное сервисное обслуживание.

Кроме того, в списке недостатков индукционных котлов числится их способность создавать волновые помехи. И хотя радиус действия таких помех составляет всего несколько метров, этот фактор может иметь большое значение для сохранения хорошего самочувствия у людей, склонных к восприятию магнитных волн. В подобных случаях, проблема решается, если индукционное оборудование установить в отдельном помещении.

И наконец самый большой недостаток — потребляемая мощность котла. Для обогрева частного дома в 200 квадратных метров вам потребуется индукционный котел мощностью, как минимум 12 кВт. У многих домовладельцев такой свободной мощности может не оказаться, так как для индивидуального жилищного строительства выделяется всего 15 кВт. электроэнергии.

Как выбрать индукционный котел отопления

 

Существует два вида котлов индукционного типа: однофазные, мощность которых 2,5-7 кВт, и трехфазные, мощность которых составляет от 7 до 60 кВт. Показатель требуемой мощности определяется по принципу: на каждый квадратный метр отапливаемой площади должно приходиться 60 ватт мощности котла. Этот параметр необходимо учитывать при выборе индукционного оборудования.

Наряду с этим, важно знать и некоторые правила его установки. Индукционный котел отопления предназначен только для закрытых систем отопления, оснащенных насосом для осуществления принудительной циркуляции. Для работы котла требуется качественное заземление. Если котел будет прикреплен к стене, то его положение должно быть строго вертикальным. Я не рекомендую устанавливать индукционный котел своими руками. Лучше обратиться к специалистам.

В следующей статье я расскажу о конденсационном газовом котле.

 

Рекомендую еще почитать:

Индукционные котлы отопления — принцип действия и технические характеристики

---

Содержание:
1. Принцип действия
2. Технические характеристики котла
3. Преимущества и недостатки технологии

Индукционная система

При выборе оптимальной системы отопления всегда учитывается ряд факторов. Наиболее важным из таковых обычно становится тип используемого топлива. Именно от него зависят эксплуатационные особенности, КПД отопителя, и, конечно же, затраты владельцев жилья на его работу.

Если убрать из выборки угольные печи, то наиболее дешевым топливом пока является газ. Но магистрали подведены далеко не ко всем домам, а иногда и даже целые населенные пункты не газифицированы.

В такой ситуации выбор смещается с газовых на электрические обогреватели, в частности, котлы отопления. Принцип работы индукционного обогревателя впервые упоминается более двухсот лет назад, но активное распространение такие котлы получили только сейчас.

Принцип действия

Заключается в создании переменного поля индукционной катушкой, которая использует ток с частотой 50 Гц. Система представлена контуром труб, вокруг которых расположен индукционный трансформатор. При подаче питания ток на первичной обмотке котла создает электромагнитное поле.

В результате него сердечник получает энергию и нагревается, передавая затем тепло воде или иному теплоносителю. Всего на этот цикл требуется около 6-8 минут. Теплоносителем может быть не только вода, но её использование вполне приемлемо.

В результате воздействия электромагнитного поля частицы минералов в воде не могут осесть и образовать накипь или отложение, поэтому привычные для ТЭНовых обогревателей проблемы исключены.

Принцип функционировая

Технические характеристики котла

Прежде чем выбрать ту или иную модель, необходимо знать на какие технические характеристики стоит обратить внимание в контексте отдельно взятого помещения. Стоимость напрямую зависит от его мощности. Любая модель по цене будет выше, чем газовый котел для стандартного дома или квартиры, но в дальнейшем она вполне может себя окупить. Вдобавок индукционные котлы лишь начинают появляться. Высокая стоимость оправдана не столько сложной и ресурсозатратной технологией, сколько маленьким спросом и торговым оборотом фирм-производителей. Со временем электрический индукционный котел отопления неизбежно будет дешеветь.

При выборе стоит ориентироваться на следующее соотношение: 1 кВт мощности на 13 кв. м. площади. Отечественные модели выпускаются в диапазоне мощностей от 3 до 80 кВт. Котлы на 3, 5, 7 кВт однофазные и могут быть подключены к сети 220В. Их вес составляет 14, 15 и 38 кг соответственно.

Отопители с мощностью от 7 кВт трехфазные, питание им необходимо в 380В. Изготовителями также дается примерный диапазон обогреваемого объема для наиболее популярных моделей:

• 3 кВт способны работать на 80-130 м3;
• 5 кВт на 120-180 м3;
• 7 кВт на 180-280 м3.

Исходя из данных параметров можно с предельной точностью определить необходимую мощность.

Преимущества и недостатки технологии

В свете новизны и небольшого количества представителей подобных котлов в сегменте обогревательных систем, вокруг них появилось множество догадок, мифов и стереотипов. Наиболее актуальная и достоверная информация по данному вопросу будет представлена в формате перечня плюсов и минусов технологии. Исходя из этого каждый сможет самостоятельно сделать выбор и решить, целесообразна ли такая покупка.

Преимущества:

• Индукционный нагреватель для отопления имеет большой диапазон мощностей: от 3 до 80 кВт. Это позволяет подобрать оптимальный вариант для любой площади, не переплачивая при этом за неиспользование потенциала котла отопления. Это характерно для многих других обогревателей. Например, когда в местности с мягкой зимой максимальная мощность отопителя может быть не задействована в принципе.
• Не требует дорогостоящего подключения. Для запуска системы необходимо только лишь купить котел.

Итоговая стоимость может в несколько раз превысить цену индукционного отопителя.

• Не подвержен появлению накипи, поскольку электромагнитное поле вызывает микровибрации, не давая тем самым элементам в воде оседать, а детали не контактируют непосредственно с теплоносителем. Электрические индукционные котлы отопления с ТЭНом именно из-за накипи со временем снижают свой КПД и выходят из строя.
• Прост в эксплуатации и не требует профилактического обслуживания, соответствует всем существующим нормам безопасности.
• В качестве теплоносителя может использовать антифриз. Это особенно важно для районов с экстремально низкими температурами. В случае отключения системы отопления трубам не будет угрожать опасность разрывов, а при запуске нет необходимости дополнительно проводить какие-либо работы.
• Не создает пожароопасных ситуаций, не требует установки дымовой трубы.
• Система работает бесшумно.
• Компактен, может быть прикреплен прямо к стене.
• Срок службы – от 30 лет, т.к. он просто не имеет деталей, подверженных механическому износу. Некое влияние теплоносителя оказывается на сердечник, но его толщина позволяет работать очень долго в таком состоянии.

Недостатки:

• Стоимость электроэнергии выше, чем иных классических источников для отопления. Конечно, если таковые доступны для владельцев помещения.
• Постоянная высокая нагрузка на электросеть. Не исключено что она может не выдерживать дополнительно 3-5 кВт, потребляемых круглосуточно.
• Высокая стоимость самого индукционного котла. Модели с мощностью в 3-7 кВт обойдутся около $500, 70 – 80 кВт – около $2500-3000.
• Прямая зависимость от перебоев подачи электроэнергии.
• Срок службы высокий, но в работе используются полупроводники, которые, вероятно, потребуют себе замену через 10 лет.
• Работает тихо, но если использовать дополнительно насос, то шум будет такой же, как и в других электрических моделях.
• При полной утечке теплоносителя и отсутствии системы автоматического отключения, сердечник начнет плавить корпус индукционного котла.

Электрический индукционный котел отопления

Главной составляющей частью любой отопительной системы является котел отопления. Это прибор, который обеспечивает нагрев теплоносителя и его циркуляцию внутри контура. В настоящее время на рынке можно найти как проверенные десятилетиями успешной эксплуатации модели котлов – топливные и электрические с ТЭНами – так и высокотехнологичные разработки, например, электрический индукционный котел отопления.

Поскольку маркетинговая хитрость глубоко приникла уже и в эту сферу рынка, «новейшие» агрегаты окружены рядом рекламных нюансов, которые несколько преувеличивают их достоинства. Рассмотрим основные положения, касающиеся индукционного механизма работы домашних нагревателей.

Принцип работы электрических индукционных котлов

Электромагнитная индукция – это базовый физический принцип, открытый Фарадеем почти 200 лет назад. В общей форме он предполагает образование магнитного поля вокруг катушки, изготовленной из хорошего проводника (например, меди) при прохождении через него тока значительной силы.

Ферромагнетик – металл, реагирующий на магнитные поля – при попадании в такое поле начинает нагреваться. Это происходит из-за увеличения скорости движения, а значит и кинетической энергии молекул в его кристаллической решетке. Таким образом, ток в обмотке катушки нагревает сердечник внутри нее. Больше ток – больше нагрев.

Именно по этому принципу, без каких-либо технологических или конструктивных изменений, работает электрический индукционный котел отопления. Труба, изготовленная из диэлектрика (чтобы ток не проходил по контуру отопления) обмотана медной проволокой, находящейся под напряжением. Внутрь трубы помещен стальной сердечник, который и является нагревательным элементом.

Находящийся в котле теплоноситель получает тепло от сердечника, нагревается сам и при этом охлаждает нагревательный элемент. Расширяясь при нагреве, вода (этиленгликоль, масло, антифриз) поднимется вверх по котлу и уходит в подающую трубу контура. Таким образом создается гидравлическое давление и циркуляция теплоносителя в отопительном контуре.

Технические характеристики электрических индукционных котлов отопления

На рынке постулируется следующее основное утверждение по поводу индукционного механизма нагрева теплоносителя: системы этого типа потребляют на 20-30% меньше электроэнергии. Этот тезис опровергается элементарными физическими аксиомами, а конкретно – законом сохранения энергии.

Внимание! Для получения 1 киловатта тепла необходимо затратить 1 киловатт электроэнергии. Все спекуляции насчет экономии электричества при передаче энергии из розетки в батарею отсекаются этим простым соображением.

Говоря о других технических характеристиках электрических индукционных котлов отопления нужно отметить, что устройства мощностью более 7 кВт требуют входного напряжения 380 вольт. При этом они не создают в системе повышенного гидравлического давления, поэтому самотечная схема годится только для небольших отопительных контуров. Для обогрева помещений большей площади необходимо вмонтировать в систему циркуляционный насос.

Отдельной особенностью электрических индукционных котлов является то, что в них не накапливается накипь. Кипение теплоносителя и образование внутри котла пузырьков создает в потоке небольшие турбулентные завихрения, которые препятствуют осаждению на сердечник известкового налета.

Важно! Образование накипи не может сильно снизить эффективность работы обычного ТЭНа, так как она не обладает повышенной теплоемкостью или другими физическими свойствами, этому способствующими. Если вы не достаете нагреватель из котла, чтобы показывать его гостям – о накипи можете не думать.

В среднем, 1 киловатт мощности индукционного отопительного котла обеспечивает производство 1000 килокалорий тепловой энергии в час, что рассчитано на отопление 10-15 квадратных метров помещения. Конечно, эта характеристика весьма условна и зависит от теплоизоляции дома, наружной температуры и конфигурации отопительного контура.

Индукционный котел своими руками — видео обзор принципа работы

Преимущества и недостатки

Все плюсы и минусы электрических индукционных котлов для частного дома стоит рассматривать в сравнении с их аналогами на рынке. Так, цена на природное топливо – газ или, может, дрова – превышает цену на электричество, так что с этой точки зрения электрические котлы (и с ТЭНами тоже) более практичны.

О накипи и внутренних засорах уже было сказано выше – если вас не волнует чисто эстетическая сторона вопроса, но особой разницы между разными рыночными предложениями нет.

При утечке теплоносителя из системы отопления все отопительные котлы также ведут себя одинаково: охлаждение сердечника становится недостаточным и он мгновенно перегорает, плавится и выводит из строя другие конструктивные элементы. В таких случаях котел отопления, как правило, ремонту не подлежит.

В общем, единственным действительным преимуществом электрического индукционного котла отопления выступает его небольшой размер и эргономичный дизайн. Единственным значимым недостатком можно считать завышенную стоимость и массу рекламных спекуляций, о которых, впрочем, вы теперь в курсе.

Виды электрических индукционных котлов отопления

В настоящее время на рынке представлено два вида индукционных котлов для отопления частного дома: SAV и ВИН. Оба типа агрегатов работают по одинаковому принципу, но имеют ряд конструктивных и технологических отличий.

Электрические индукционные котлы SAV являются более простой модификацией прибора. Рабочая частота тока на обмотке – 50 Гц, стальной сердечник установлен внутри теплоизолирующего кожуха. Этот тип является более дешевым, но по эффективности не практически не уступает своему аналогу.

Электрические индукционные котлы ВИН (вихревые индукционные нагреватели) отличаются наличием в блоке автоматики преобразователя, который увеличивает частоту рабочего тока на первичной обмотке котла. Предполагается, что это увеличивает мощность магнитного поля и нагрев сердечника. Более того, внешние элементы котла также изготовлены из ферромагнетика и нагреваются, тем самым делая котел дополнительным отопительным элементом. Теплоотдача от такого механизма чуть выше, но и стоимость возрастает.

Поскольку и в том, и в другом типе отсутствуют какие-либо подвижные детали, о механическом износе элементов прибора можно забыть. Средний срок службы такого котла отопления, гарантированный изготовителем, составляет около 25 лет при интенсивной эксплуатации и ограничен устойчивостью ферромагнетика в сердечнике.

Правила установки электрических индукционных котлов отопления

Установка индукционного электрического котла

При монтаже электрического индукционного котла отопления необходимо придерживаться ряда стандартных правил:

• установку производить строго вертикально;
• выполнить отступ от пола и стен в целях изоляции;
• вмонтировать в контур расширительный бак;
• при необходимости дополнить контур насосом.

Поскольку котлы работают на токе высокого напряжения, обязательно нужно заземлить прибор при установке и изолировать все металлические части отопительного контура пластиковыми фитингами.

Небольшой размер индукционного котла позволяет установить его в любое удобное место, а при недостаточной мощности отдельного прибора возможно изготовление каскада из нескольких агрегатов, который с виду будет напоминать высокотехнологичный радиатор.

По итогу прочтения данной статьи может возникнуть впечатление, что она призвана скомпрометировать применение «инновационного» механизма в конструкции отопительных приборов, однако это не так.

Мы хотим лишь опровергнуть ряд рекламных мифов для того, чтобы сделать ваш выбор основанным на достоверных фактах, а не на спекуляциях маркетологов.

Индукционный котел отопления для частного дома (электрический)

В современности, обогрев дома при помощи индукционного котла завоевывает всё большую популярность среди потребителей. В первую очередь благодаря высокому коэффициенту полезного действия, и соответственно значительно меньшему потреблению электроэнергии, нежели другие котлы.

Некоторые пользователи индукционных устройств предпочитают изготавливать их своими руками, а не приобретать в магазине. Большинство потребителей познакомились с индукционной технологией используя одноименные плиты.

Индукционный отопитель

Индукционный котел работает по принципу электромагнитной индукции, что делает его новатором в использовании такой энергии в среде силовой бытовой техники. Кроме того, отсутствие необходимости в топливе, кроме электроэнергии, делает его практически независимым от внешних ресурсов. Отзывы пользователей котлов красноречиво говорят, что газообразное, жидкое и твердое топливо доступно далеко не во всех регионах страны.

Содержание   

Характеристики индукционного котла

Уровень коэффициента полезного действия может достигать 99% и стабильно поддерживается на протяжении всей эксплуатации. Индукционный котел работает на частоте 50 Гц, допуская лишь незначительные помехи в сети. Итоговая мощность составляет от 2,5 до 500 кВт. Котел оснащен защитой от накипи, а отсутствие разъемных соединений нивелирует вероятность их ржавения и значительно уменьшает шанс течи.

Так как в агрегате не наличествуют движущиеся механические элементы, сам котел не подвержен физическому износу от движения механизмов. Индукционный индивидуальный обогрев используется в совокупности с такими теплоносителями как вода, антифриз и масло.

Использование таких тех.жидкостей не требует специальных знаний и умений и потому установить котел своими руками может даже неискушенный. Также, индукционный нагреватель можно совместить с другими системами отопления.

Индукционный котел в действующей системе отопления

Автономность устройства устраняет необходимость в регулярных профилактических работах в период простоя, а для установки и обслуживания не требуется привлечение специалистов.

Термин эксплуатации агрегата может длиться более 30 лет. Оборудование имеет высокую пожаробезопасность, за счет того, что нагреватель и индуктор не соединены между собой электрической цепью. Нагреватель, работающий в системах отопления, может иметь граничную температуру на 30 градусов превышающую максимальную температуру теплоносителя.

Индукционное отопление можно применять для следующих целей:

• использование в системе горячего водоснабжения;
• применение в системах комбинированного отопления;
• обогрев жилого дома, административных и промышленных сооружений;
• сохранение источников теплоснабжения;
• обогрев конструкций, которые имеют специальные предписания по безопасности и экологии.

к меню ↑

Устройство котла

Электрический нагреватель индукционного типа не требует коренных изменений в системе отопления частного дома. Схема простейшего аппарата предполагает наличие элементов электрического индуктора, а именно двух видов обмоток: первичной и вторичной, которые еще называют контурами.

Конструкция индукционного котла

Основное назначение первичной обмотки – это преобразование обычной электрической энергии в ток вихревого типа. В результате создается магнитное поле, что передается на вторичный контур. Вторичная обмотка – по сути нагреватель, так как выполняет основную функцию котла – нагревать жидкий теплоноситель, который циркулирует внутри отопительной системы. Схема корпуса котла имеет следующие элементы:

• тепловая изоляция;
• электроизоляция;
• внешняя обмотка;
• сердечник.

Корпус котла можно считать индикатором возможной подделки или просто самодельного агрегата. Промышленные и самодельные варианты имеют разные виды обмоток. На производстве выпускают котлы с цилиндрической обмоткой, тогда как умельцы предпочитают тороидальную.

Изготавливается обмотка неизменно из медной проволоки и обматывается вокруг ферромагнитного корпуса, который должен иметь достаточно толстые стенки: не менее 1 сантиметра. Такая схема конструкции не только уменьшает вес оборудования и его размеры, но и существенно увеличивает КПД, делая электрический индукционный котел столь привлекательным для потребителя.

к меню ↑

Принцип работы

После того, как разобрались с устройством, следует подробно рассмотреть как индукционный котел выполняет обогрев частного дома. Работа котла осуществляется по принципу индукционной плиты, за счет использования индуктивной катушки, которая инициирует создание переменного магнитного поля.

Схема работы индукционного котла

Система металлических трубок, представляющих собой своеобразный лабиринт, практически без потерь передает тепло от перемагниченного нагревателя непосредственно к жидкому теплоносителю.

Обогрев дома происходит вследствие изменения в устройстве силы магнитного поля, на которое, в свою очередь, влияет сила тока. Магнитное поле замыкается внутри слоев обмотки и его напряженность напрямую зависит от того количества витков, которым обмотка охватывает катушку.

Как только внутрь катушки помещается металлический предмет (в нашем случае – сердечник) – внутри катушки появляются вихревые токи, которые еще называют токи Фуко. Они воздействуют на электрическое сопротивление металла, вследствие чего происходит нагрев поверхности системы трубок.

Эффект нагрева может изменяться в зависимости от величины напряженности магнитного поля, а также зависит от типа катушки и свойств материала, из которого она изготовлена.

Теплоноситель (наиболее часто используется вода) поступает в патрубок, что размещен в нижней части котла, и поднимается по зазору между стенками котла и его внешней трубой, нагреваясь при этом процессе. Оттуда вода попадает в сердечник, а уже через него – непосредственно в отопительные устройства, что обеспечивают обогрев дома.

к меню ↑

Достоинства и недостатки

Индукционный нагреватель имеет массу достоинств и положительные отзывы перед остальными типами котлов, позволяющие производить обогрев дома практически без потерь тепла.

Модель системы отопления с индукционным котлом

Вот лишь немногие из них:

• возможность работы от сетей разного типа тока, как переменного, так и постоянного, используя низкое напряжение;
• нагреватель имеет долгий срок службы, элементы, нуждающиеся в регулярной замене – отсутствуют;
• использует несложную технологию, подобную той, по которой работают индукционные плиты;
• котел представляет собой монолитное и герметичное устройство, что существенно уменьшает возможность протечки;
• конструкция и технология работы гарантирует отсутствие накипи;
• имеет второй класс электро- и пожаробезопасности, кроме того в конструкции не предусмотрен дымоход, что уменьшает габариты изделия;
• отзывы подтверждают: в большинстве случаев, на сердечник дается гарантия на 25 лет от производителя;
• не только вода, как теплоноситель. Вместо неё с не меньшим успехом могут быть использованы: масло, антифриз. При этом мягкие требования, применяемые к теплоносителям, позволяют отбирать сырье даже низкого качества;
• отзывы экспертов положительно характеризуют автоматическую систему управления котлами, которая экономно расходует электроэнергию на эксплуатацию, что бесспорно приоритетно для среднестатистического потребителя;
• монтаж можно с легкостью выполнить дома своими руками.

Но никуда и без недостатков:

• устройство, невзирая на все ухищрения для уменьшения массы, остается всё-таки довольно тяжелым. При d=12 сантиметров, а h=45 сантиметров, масса котла может достигать 23 килограмм;
• качество определяет цену – сегодня это один из самых дорогих видов котлов;
• такой агрегат можно установить лишь в закрытую систему отопления.

Индукционный агрегат один из самых дорогих видов котлов

к меню ↑

Изготовление индукционного котла своими руками

Есть много вариантов, положительные отзывы, простых и сложных конфигураций, как изготовить индукционный котел своими руками. Мы остановимся на простейшем из них, доступном каждому. Для этого используют обрезок пластиковой трубы диаметром в 5 миллиметров.

1. Сперва, трубу нужно заполнить нарезанной проволокой из нержавеющей стали d=7 миллиметров, кусочками примерно по 5 миллиметров длиной.
2. Эти обрезки следует засыпать в трубу доверху, с легкой утрамбовкой.
3. По обе стороны трубы своими руками устанавливается сетка, для того, чтобы кусочки проволоки не выскочили из трубы при работе аппарата.
4. Затем, поверх пластиковой трубы необходимо намотать спиралью эмалированную проволоку из меди. Это действие следует выполнить равномерно по всей длине трубы.
5. Осталось лишь подключить ваш котел, изготовленный своими руками, в систему отопления. Для этого вырезается прямоугольный участок трубы и в отверстие вставляется агрегат.
6. Оставшиеся кончики медной проволоки подключаются к инвертору с высокой частотой, который продается в любом магазине строительной направленности.

к меню ↑

Индукционный котел, сделанный своими руками (видео)

Портал об отоплении » Электрическое отопление