Индукционные котлы для отопления частного дома


Индукционный электрический котел отопления для отопления дома

Почему одним из лучших устройств для отопления считается индукционный котел? Появившиеся впервые в 90-х годах, они на протяжении последующих лет видоизменялись и совершенствовались. Сейчас индукционные установки для нагрева считаются самыми экономичными и являются серьезными конкурентами газовым и ТЭН — отопительным аппаратам.

Техописание и принцип работы индукционного котла

При постройке нового дома или проведении капитального ремонта всегда встает вопрос об источнике тепла. Если дом газифицирован, приемлемым вариантом будет газовый котел. Владельцев домов, находящихся далеко от газовой магистрали, может устроить другой вариант. Это вихревой индукционный котел. Название вихревой он получил из-за вихревых токов, возникающих в сердечнике катушки при изменении электромагнитного поля.

Электромагнитная индукция, открытая Майклом Фарадеем, нашла применение в создании электродвигателей и генераторов. В дальнейшем были созданы нагревательные и сталеплавильные печи. Наконец, индукционный нагрев стал использоваться в отопительных приборах.

В его основную часть входит индуктор. По устройству это трансформатор с 2 обмотками. При подаче напряжения возникает электромагнитное поле, изменение которого приводит к появлению вихревых токов. На вторичной обмотке электрическая энергия способствует выделению тепла, нагревающего носитель.

Котел индукционный комплектуется инвертором — полупроводниковым преобразователем, электронным терморегулятором, автоматическими выключателями и вмонтированным в котел датчиком температуры.

Индукционный котел отопления включает в себя 3 основных составляющих:

  • внешний корпус представляет конструкцию металлическую;
  • изоляционный слой — теплоизолирующий и электроизолирующий;
  • сердечник.

Электрический индукционный котел имеет сердечник, состоящий из 2 коаксикальных ферромагнитных стальных трубок с толщинами стенок в 10 мм. Внутренняя трубка является сердечником, на который нанесена обмотка. Наружная трубка выполняет задачу нагревательного элемента.

Схема функционирования агрегата выглядит таким образом. Индукционные котлы отопления в нижней части имеют патрубок, который служит для подачи в систему теплоносителя. Чаще всего им является вода. Принцип работы индукционного аппарата заключается в том, что вода закачивается в зазор коаксикальных трубок, проложенных вдоль стенок корпуса. По достижению необходимой температуры вода попадает внутрь сердечника и, поднимаясь по трубке наверх, выходит из котла и заполняет радиаторы и другие отопительные элементы.

Процесс нагрева длится не более 10 минут. Чтоб подобрать мощность, следует исходить из того, что на 1м² должно приходиться 60 Вт. Для отопления частного дома, который не является вашим постоянным местом проживания, эту величину мощности можно уменьшить. Индукционные электрокотлы бывают однофазными и трехфазными. Первые запитываются от сети в 220 В, а вторые — 380 В.

Преимущества и недостатки индукционных отопителей

В сравнении с газовыми нагревательными аппаратами, индукционные котлы для отопления дома являются безопасными. У них отсутствует горение пламени. К положительным качествам этих установок можно отнести и такие:

  • отсутствие угрозы образования накипи, ее образованию препятствует высокочастотная вибрация, возникающая вследствие появления электромагнитной индукции;
  • сравнивая с ТЭНами, быстрее происходит процесс нагрева;
  • двойной нагрев воды;
  • индукционные электрические котлы не чувствительны к низкому напряжению и могут работать от постоянного и переменного тока;
  • отсутствие нагревательных элементов не создает неудобств, связанных с их заменой;
  • имея надежную и герметичную конструкцию котла, исключается возможность протечки;
  • отсутствие необходимости содержать индукционный электрокотел в отдельном помещении;
  • высокая пожаробезопасность и электробезопасность;
  • не нужно создавать вентканалы, устанавливать дымоход;
  • постоянно высокий кпд;
  • отсутствие жестких требований к свойствам теплоносителей, ими могут быть антифриз или вода, или масло;
  • замену теплоносителя можно производить 1 раз в 10 лет;
  • гарантия работы сердечника дается изготовителем на 25 лет;
  • возможность монтажа аппарата нагрева своими руками.

Индукционный котел отопления имеет ряд существенных недостатков:

  • теплоноситель, двигаясь по замкнутой системе, становится распространителем электромагнитного поля, оно оказывает неблагоприятное воздействие на здоровый климат жителей;
  • электромагнитные поля, взаимодействуя с проводником тепла, изменяют его физические и химические характеристики, это способствует возникновению пробок воздушных, их устранить смогут надежные воздухоотводчики;
  • продуцированные электромагнитные поля будут отрицательно влиять на работу интернета и сотовой связи;
  • не следует вблизи источника полей устанавливать электрические бытовые приборы;
  • индукционные электрокотлы подходят для работы лишь с закрытыми системами отопления;
  • среди современных установок, служащих для выработки тепла, электроиндукционный котел считается самым дорогостоящим;
  • большая масса, которую составляет сам агрегат и теплоноситель.

Особенности монтажа индукционных аппаратов и их экономичность

Для нормального нагрева индукционный электроагрегат должен монтироваться только строго в вертикальном положении, это требование инструкции.

Электрический котел имеет 2 патрубка, один из них расположен внизу, а второй может находиться вверху или сбоку. К нижнему патрубку нужно подвести обратный контур нагрева, а ко второму — трубопровод теплоносителя.

Рядом с выводным патрубком устанавливаются приборы слежения. Для безопасной работы индукционного котла необходимо произвести его заземление.

Отопительный индукционный аппарат стабильно работает без снижения мощности. Количество мощности на 1 м² не уменьшается с течением срока эксплуатации. Такой отопительный режим всегда будет соблюдаться в домах с хорошей теплоизоляцией. В противном случае, в домах с плохой теплоизоляцией, показатель 60 кВт/м² будет увеличиваться.

В загородных домах, где не живут постоянно, индукционный электро-нагревательный котел малой мощности может постоянно сохранять невысокий температурный режим. Давление в системе не должно превышать 0,3 МПа.

Некоторые модели имеют в комплекте электронный программный блок. С его помощью можно составить программу отопления частного дома на определенный срок или удаленно управлять процессом.

Котел индукционный считается достаточно дорогой установкой, но являясь оборудованием энергосберегающим, он сэкономит траты на 30% при его дальнейшем использовании.

pikucha.ru

Общее описание индукционных котлов для дома и их подключение

Благодаря развивающимся технологиям электрические водонагреватели постоянно совершенствуются, и для нагрева воды в частном доме теперь нередко используются инженерные решения, которые до этого успешно применялись в промышленных масштабах. Ярким примером такой конверсии технологий является индукционный котел отопления, в котором используется явление электромагнитной индукции тока в проводниках.

Чтобы понять принцип действия индукционного котла отопления, нужно освежить школьные знания об электромагнитной индукции и ознакомиться с работой индукторной печи.

Вспоминая школьные знания

Электрический ток, пропускаемый через катушку индуктивности, создает вокруг электромагнитное поле. При помещении магнитного материала вовнутрь катушки, силовые линии магнитного поля будут проходить сквозь материал. При переменном токе полюса электромагнита будут изменяться соответственно частоте подведенного напряжения.

Идентичность магнитного поля катушки и постоянного магнита

При быстром перемагничивании магнитных диполей (атомов и молекул) они будут менять свое направление, то есть совершать тепловые колебания. К тому же, переменное магнитное поле индуцирует вихревые токи в сердечнике, которые тоже разогревают проводник согласно закону Джоуля-Ленца.

В трансформаторах и электродвигателях переменного тока данный эффект является негативным, и с вихревыми токами борются, набирая магнитопровод из шихтованных пластин, изолированных друг от друга.

Изолированные пластины шихтованного магнитопровода трансформатора

В индукторе печи, или в индукционном котле наоборот — данный эффект имеет положительное значение. По сути, наблюдается принцип трансформации тока – на первичную катушку подается переменное напряжение, возбуждающее электромагнитные колебания и вихревые токи в короткозамкнутом сердечнике.

Описание принципа действия индукционного нагрева

Интенсивность колебания магнитных диполей и наведенные токи в замкнутом сердечнике способны разогревать и плавить металл в индукционной печи за весьма короткое время, в зависимости от напряженности и частоты переменного электромагнитного поля.

Нагрев части сердечника индуктивным методом

Очевидно, что если пропускать через сердечник воду, или другой теплоноситель, то тепло будет передаваться жидкости, нагревая ее. Данный принцип используется в индукционных бытовых электроплитах, водонагревателях и котлах.

Наглядность работы индукционной печи

Принцип действия индукционной печи основывается на вихревых токах Фуко и быстром перемагничивании металла, что достигается переменным магнитным полем высокой частоты, порядка 100 кГц. Наглядно оценить эффективность индуктора (печи, индукционного нагревателя) можно посмотрев видео ниже.

Благодаря одному витку, повернутому в обратную сторону, заготовка не выталкивается магнитным полем. Данная конструкция является демонстрационным стендом, иллюстрирующим возможности индукционного нагрева.

Очевидно, что таким способом можно плавить драгоценные и редко встречающиеся металлы в атмосфере инертных газов без контакта расплава со стенками печи, что успешно применяется в производственных и лабораторных установках.

Бесконтактная индукционная плавка металлов

Также разновидностью индукционной печи является нагрев кузнечных заготовок при помощи индукции. Благодаря внутренней схеме устройства происходит подстройка частоты в зависимости от изменения индуктивности катушки, которое происходит при помещении в нее заготовки. Пример промышленной установки на видео:

Возрастающая популярность индукционных котлов

Разумеется, для разогрева кузнечных заготовок потребуется значительное количество энергии, а для работы промышленной плавильной печи требуется мощность, исчисляемая мегаваттами, но в отношении частного дома, для нагрева небольших объемов воды, потребление электроэнергии и сила тока, необходимая для электромагнитной индукции, будет сопоставима с энергопотреблением других мощных домашних электроприборов.

Индукционный котел в системе отопления

Поэтому индукционные электрические котлы уверенно завоевывают свою нишу на рынке, благодаря очевидным преимуществам по сравнению с другими типами электронагревателей для дома или квартиры:

  • Компактность. Поскольку сердечником индуктора, как правило, является металлическая труба ненамного большего диаметра, чем трубопроводы системы отопления, а размеры катушки, слоя изоляции и защитного кожуха также незначительны, то общие габариты водонагревателя выгодно отличаются от других типов котлов.

    Компактный индукционный водонагреватель в ванной комнате

  • Долговечность. По сравнению с ТЭНами, площадь теплообмена внутренней стенки нагревающейся трубы (сердечника) индукционного котла в десятки раз больше. Это означает что слой накипи, распределенный по значительной поверхности, будет мизерным, и не влияющим на эффективность теплопередачи. Тогда как в отношении ТЭНов, загрязненность рабочей поверхности часто имеет критическое значение при недостаточном охлаждении и перегреве внутренней спирали, что приводит к выходу из строя электронагревателя.

    Чрезвычайно обильная накипь на рабочей поверхности ТЭНа

    Сердечник индукционного водонагревателя имеет свойство самоочищения от накипи из-за кавитации (теплового расширения-сжатия) и вибрации из-за переменного магнитного поля.

  • Безопасность. Данное преимущество очевидно при сравнении с котлами на базе ТЭНов, в которых частой поломкой является электрический пробой вследствие накипи. В индукционном котле даже обильная накипь, скопившаяся за десятилетия, не повлияет сильно на работоспособность нагревателя. При полной закупорке, или потере теплоносителя вследствие разогрева сердечника его индуктивность изменится, на что должна отреагировать электрическая схема. Сама обмотка индукционного котла надежно изолирована и лишь незначительно нагревается из-за активного сопротивления проводника, а прогорание толстостенной трубы и протечка воды практически исключена.

    Металлический лабиринт индукционного котла предотвращает попадание воды на катушку

Мифы и выдумки

Наряду с перечислением достоинств, следует заметить, что имеет место некая мифологизация индукционных котлов, в которой реальные физические факторы дополняются вымыслами недобросовестных менеджеров, подменами понятий, домыслами, и неподтвержденными данными мастеров-любителей.

Существуют, как тенденции преувеличивать достоинства индукционных котлов, так и некоторые предубеждения против их использования.

Например, бытует мнение, что вредное магнитное поле распространяется по трубам водопровода и по воде внутри, оказывая негативное влияние на здоровье человека и работы бытовых приборов дома.

Действительно, интенсивное переменное поле высокой частоты может иметь вредные последствия для организма и влиять на работу различных устройств, но этот недостаток нивелируется экранами индукционного котла (внешними кожухами) и толщиной трубы (сердечника).

Надежная конструкция индукционного котла

Вибрация и гудение в индукционных котлах некачественной сборки также могут создавать неудобства. Учитывая большую индуктивность водонагревателя, его схема должна обеспечивать отсутствие индуктивных всплесков напряжения в сети при включении – выключении котла.

Уловки менеджеров

Но намного чаще можно встретить преувеличенные достоинства индукционных котлов или откровенно неправдивую информацию, направленную на агитацию и увеличение продаж. Например, рекламируется новизна и инновационность данного метода, хотя индукторные печи успешно применяются в металлургии уже почти целое столетие, как и промышленные индукционные котлы.

Промышленный индукционный котел большой мощности

Также, во всех видах рекламы настойчиво муссируется утверждение о небывалой экономичности индукционных котлов (около 30%), в сравнении с водонагревателями для дома, где используются обычные ТЭНы.

С физической точки зрения это в принципе невозможно, так как любой вид энергии, в том числе и электроэнергия, в независимости от принципа преобразования и схемы электронагревателя, в конечном итоге превращается в тепло.

Речь здесь может идти только о качестве теплоизоляции самого водонагревателя и соединительных труб, чтобы тепло не рассеивалось в служебном помещении и полностью направлялось в отопительную систему дома. Учитывая небольшие габариты индукционного котла, можно с уверенностью сказать, что теплопотери будут значительно меньшими, если нагреватель устанавливается где-то вне дома.

Если же индукционных электронагреватель устанавливается внутри отапливаемого помещения, то под экономичностью может подразумеваться только лишь эффективное использование котла при помощи алгоритмов и схем управления.

Компактность и электронный блок индукционного котла действительно увеличивают эффективность системы отопления

То есть, благодаря небольшому объему теплоносителя и большой площади нагревания в индукционном котле, затраты энергии и времени для нагрева воды будут меньшими, после чего включается экономичный режим поддержания необходимой температуры.

Несовершенство приборов учета электроэнергии

Стоит особо упомянуть явление, на котором зиждется утверждение менеджеров о невероятной, с точки зрения термодинамики, экономичности индукционных котлов. Имеется в виду несовершенство электросчетчиков и систем учета потребленной электроэнергии в квартирах и частных домах.

Не углубляясь в электротехническую теорию, следует заметить, что cos α (косинус альфа), часто указываемый в паспортах различных электроприборов, у индукционного котла будет сравнительно небольшим. А это означает, что электроприбор потребляет значительную долю реактивной мощности, которая старыми механическими электросчетчиками с крутящимся диском не учитывалась.

Устаревший дисковый электросчетчик

В этом случае, действительно будет наблюдаться экономия денежных средств, но только вследствие несовершенства схемы учета электроэнергии устаревшими счетчиками. Но современные электрические цифровые счетчики более совершенны и практически лишены подобного недостатка, поэтому, в соответствии с различными нормативными актами, они должны заменить устаревшие аналоги. Видеосюжет об обязательной замене старых электросчетчиков:

Поскольку технические характеристики современных электросчетчиков, установленных в частных домах, могут различаться в плане учета реактивной мощности, то и счета за одинаковое количество произведенного тепла при помощи индукционных котлов будут варьироваться.

Поэтому, приобретая индукционный водонагреватель для дома с целью получения экономии, необходимо свериться с техническими характеристиками имеющегося электросчетчика, чтобы приблизительно рассчитать, сколько он будет экономить из-за своего несовершенства.

Самодельные индукционные котлы

Будет резонно предположить, что утверждения менеджеров об экономичности их инновационных технологий имеют исторические корни, так как в эпоху распространения механических электросчетчиков многие умельцы делали индукционный котел своими руками, который действительно потреблял значительно меньше электроэнергии, по сравнению с ТЭНами.

Хоть конструкция и схема индукционной печи не является простой, но при наличии деталей, инструментов и навыков, её можно изготовить в домашних условиях, рассчитав сечение, длину, количество витков и диаметр обмотки индуктивности, установив силовые ключи на радиаторы.

Электрическая схема индукционного нагревателя

Катушка индуктивности, в которую помещается сердечник, в совокупности с конденсатором и дросселями являют собой колебательный контур. Через быстродействующие диоды обратной связи сигнал поступает на управляющие выводы силовых ключей, благодаря чему происходит автоматическая генерация высокочастотных колебаний.

На видео ниже мастер объясняет тонкости сборки самодельного индукционного нагревателя и демонстрирует его работу.

При наращивании мощности путем увеличения напряжения и при помощи добавления идентичных модулей, установив в катушки трубку можно добиться приемлемого нагревания потока проточной воды.

Можно найти соответствующие схемы индуктивных котлов в сети, или повторить промышленные образцы. Существуют серийно выпускаемые водонагреватели, которые успешно работают в отопительных системах.

Ознакомиться с обзором различных вариантов самодельного индукционного отопления можно, посмотрев видео внизу. Первая часть обзора:

Вторая часть

Видео сборки самодельного индукционного котла

Похожие статьи

infoelectrik.ru

Электрический индукционный котел отопления

Индукционные электрические котлы отопления часто путают с электродными (электролизными, ионными). Но это совсем другой вид, нагревание теплоносителя в котором основано на другом принципе. В этой статье мы постараемся разобраться, что же такое электрический индукционный котел отопления и целесообразно ли его примененять для отопления частного дома.

Содержание статьи:

>Принцип работы

>Преимущества и недостатки

>Виды индукционных котлов

>Правила установки

>Индукционный котел своими руками

>Видео

Принцип работы и конструкция индукционных котлов отопления

В принципе, любой индукционный котел отопления представляет собой металлический сердечник в виде лабиринта труб, на который одет индуктор – обмотка (катушка), по которой пропускают напряжение. Это своеобразный трансформатор, в котором индуктор – первичная обмотка, а сердечник, в котором циркулирует жидкость – вторичная. Под действием электромагнитного поля индуктора сердечник нагревается и передает тепловую энергию теплоносителю системы отопления. Микровибрации сердечника, которые возникают при работе такого котла, предотвращают его от образования накипи и это выгодно отличает от ТЭНового, так как 0,5 мм накипи могут снижать КПД до 10%. Для индукционного котла нет значения какой вид теплоносителя применяется и какие у него характеристики. Это может быть вода, антифриз или даже масло. И в этом его преимущество, как перед электродным, для которого теплоноситель должен иметь строго определенные характеристики, так и перед ТЭНовым, в котором вода должна быть наименьшей жесткости (для уменьшения образования накипи).

Производители индукционных котлов обещают экономию электроэнергии до 30%, объясняя это тем, что индуктивная катушка, которая потребляет электроэнергию из сети, одновременно является генератором реактивной мощности в колебательном контуре. По их утверждению, это и дает возможность использовать дополнительную мощность и сократить затраты электроэнергии.

С другой стороны, КПД индукционного котла находится на уровне 98%, что примерно соответствует этому показателю и других видов электрокотлов, но так как у ТЭНовых котлов он со временем снижается, в связи с образованием накипи нагревательных элементах, то индукционные котлы, благодаря её отсутствию, сохраняют эффективность своей работы на протяжении всего периода эксплуатации. В этом и может состоять та экономия электроэнергии 20-30%, которую анонсируют производители.

Преимущества и недостатки

Таким образом, можно выделить следующие преимущества индукционного котла отопления:

  • - отсутствие образования накипи на нагревательном элементе;
  • -возможность использования теплоносителей разных видов и с самыми разными характеристиками;
  • -нет необходимости замены нагревательных элементов во время эксплуатации;
  • -длительный срок службы, который, по сути, ограничивается лишь сроком надежности сварных швов корпуса ( до 30-40 лет) или сроком службы индукционной катушки, который определяется качеством её изготовления и тоже может быть достаточно большим;
  • -отсутствие разъемных соединений в корпусе исключает его протечку во время эксплуатации;
  • - не требует ежегодного сервисного обслуживания;
  • -бесшумность работы, что позволяет устанавливать его в любом помещении;
  • -быстрый нагрев теплоносителя (5-7 мин.);
  • -экономичность (20-30% по сравнению с ТЭНовыми электрокотлами).

Но, как и у других видов электрических котлов, индукционные имеют свои недостатки:

  • - применять их можно только в закрытых системах отопления с избыточным давлением и принудительной циркуляцией теплоносителя (в некоторых из них циркуляционный насос входит в комплект оборудования вместе с блоком автоматики);
  • - относительно большой вес (30-40 кг – в зависимости от модели);
  • - они дороже ТЭНовых.

Виды электрических индукционных котлов

В настоящее время в продаже можно встретить две разновидности индукционных котлов: SAV и ВИН, каждый из которых имеет свои особенности.

Индукционные котлы SAV

На первичную обмотку (индуктор) таких котлов подается ток частотой 50 Гц. Вторичной обмоткой таких котлов служит замкнутая система труб, заполненная теплоносителем. Она же и является теплообменником, в котором нагревается теплоноситель системы отопления. Ток индукции вызывает очень быстрое нагревание теплообменника в виде лабиринта труб, который позволяет значительно повысить производительности котла. Котлы могут быть рассчитаны на подключение к сети 220V и 380V.

Такой котел мощностью 2,5 кВт может выделять тепловую энергию до 2100 ккал/час и отапливать помещение площадью 25-30 м2. Стоимость в комплекте с блоком автоматики - около 30 тыс. рублей.

Вихревые индукционные котлы (ВИН)

Такие котлы отличаются тем, что ток, который поступает на первичную обмотку, сначала изменяется в преобразователе – становится высокочастотным. Благодаря этому повышается общая напряженность электромагнитного поля, что способствует усилению возникающих токов Фуко.

Сам корпус и внутренняя часть котла изготовлены из ферромагнитного сплава, перемагничивание которого вызывает сильное нагревание. Поэтому, теплообменником в этом котле является не только лабиринт труб, как в котлах SAV, но и сами детали корпуса, которые выступают в роли магнитопровода.

Такой котел мощностью 3 кВт может выделять до 2500 ккал/час и отапливать помещение площадью 30-40 м2. Стоимость в комплекте с блоком автоматики, запорной арматурой и циркуляционным насосом –  35-38 тыс. рублей.

Установка индукционных котлов

Котлы такого типа могут быть установлены только в закрытую систему с гидроаккумуляторным мембранным баком и принудительной циркуляцией теплоносителя. Лучше всего, если система отопления будет выполнена с помощью пластиковых труб. Если разводка выполнена металлическими трубами, то лучше всего их изолировать от котла пластиковыми фитингами. Сам котел обязательно необходимо заземлить.

При монтаже самого котла необходимо придерживаться следующих минимальных расстояний: от стены – 30 см, от потолка или пола – 80 см. В состав такой системы, так как и любой закрытой, обязательно должен входить, так называемый блок безопасности, включающий манометр, воздушный и предохранительный клапан.

Индукционный котел отопления своими руками

В принципе, индукционный котел отопления можно изготовить своими руками. Но большинство конструкций, которые можно найти в интернете, требуют определенных знаний и навыков в электротехнике, необходимости покупки или использования сварочного инвертора,а иногда и трехфазного трансформатора. Поэтому эти конструкции мы рассматривать не будем, так как для большинства это довольно сложные конструкции.

Остановимся на варианте, который под силу изготовить, практически каждому. В качестве индуктора здесь предлагается использование бытовой индукционной одноконфорочной электроплитки (можно недорогой китайской). В качестве вторичной обмотки или теплообменника используется конструкция, сваренная из стальных труб прямоугольного сечения. Снизу к этому теплообменнику приваривается входной патрубок (обратка), а вверху (по диагонали)  выходной – для горячей воды. Конструкция теплообменника может быть разной. Главное, чтобы его размеры были не меньше размеров рабочей поверхности плитки.

Индукционная электроплитка устанавливается на боковую поверхность, рабочей поверхностью к теплообменнику. Для этого к теплообменнику необходимо приварить полочку-нишу по размеру плитки. Таким образом, теплообменник выступает в роли стальной емкости с водой, установленной на плиту.

Такие электроплитки, как правило, оснащены кнопками, с помощью которым можно задавать и контролировать режим работы. Вот, в принципе, и вся конструкция.

Индукционный котел отопления своими руками видео

www.postroj-dom.ru

Индукционные котлы отопления для дома: за и против

Постоянный рост стоимости энергоносителей приводит к попыткам поиска альтернативных способов отопления со стороны владельцев дач и загородных домов, чтобы минимизировать расходы.

Примечание: Одним из таких вариантов достижения максимального эффекта с минимумом затрат может служить индукционный котел отопления.

Бытует мнение, что подобные котлы являются наиболее экономным способом отопления.

Мнение это недалеко от истины, потому что использовать их можно для обогрева любой полезной площади, а изготовить индукционный котел отопления своими руками для умеющих мастерить не составляет труда.

Принцип работы

Кроме того, у них достаточно высок КПД, а потому и электрической энергии они будут потреблять значительно меньше, чем другие виды котлов. Правила работы отопительного котла основаны на электромагнитной индукции, что является новинкой в силовой бытовой технике.

Принцип работы индукционного нагревателя

Индукционные котлы — это фактически разновидности трансформатора. Если же быть точным, то это электрический индуктор, в котором имеются первичная и вторичная обмотки. Сначала электроэнергия в первичной обмотке преобразуется в токи Фуко (их называют еще вихревыми), создающие во вторичной обмотке — чаще всего это сердечник — электромагнитное поле. Под воздействием переменного поля сердечник нагревается и передает свою энергию теплоносителю (которым может быть масло, вода, этиленгликоль).

Схема циркуляции в индукционном котле

Горячий теплоноситель направляется вверх и способен организовать циркуляцию в небольшом контуре, разнося энергию по зданию. В более протяженных магистралях для качественного отопления понадобится уже циркулярный насос.

Имеется два основных типа индукционных нагревателей:

  • вихревые – ВИН. В них сначала ток, имеющий частоту 50 гц, преобразуют в высокочастотный ток. За счет этого достигается большая магнитная напряженность, благодаря чему увеличивается температура нагрева. Подобные котлы имеют и корпус, и вторичную обмотку, изготовленную из ферромагнитных сплавов. Это позволяет не только увеличить поверхность нагрева, но и быстрее нагреть теплоноситель.
  • индукционные — SAV. В котлах подобного типа в качестве теплообменника применяется вторичная обмотка, изготавливаемая в форме лабиринта, имеющего толстые стенки. Это позволяет увеличить поверхность теплоотдачи и улучшить нагрев теплоносителя. Поскольку проводник при этом находится в переменном поле, катушкой генерируется дополнительная реактивная мощность.

Электрическая энергия в котле передается только сердечнику, при этом никаких контактов не используется, а с теплоносителем контактирует только нагретый сердечник (им может быть стальная труба).

Достоинства индукционных котлов

Из отзывов о практическом использовании котлов отопления следует, что нареканий на данный момент на оборудование не имеется. А положительных черт у него достаточное количество:

  1. Оно имеет высокую надежность. Тем более что наличие автоматики позволяет таким котлам работать надежно, не требуя при этом систематического присутствия и контроля со стороны человека. Котел может выйти из строя только в случае полного отсутствия теплоносителя, тогда сердечник перегреется и даже может расплавиться. Чтобы избежать подобного, необходим контроль за уровнем теплоносителя.
  2. Теплоноситель можно применять практически любой, главное условие – это должна быть жидкость.
  3. КПД оборудования, как и у всех электрических котлов, превышает 90%. Окончательная величина КПД определяется конструкцией теплообменника и имеющимися особенностями каждой конкретной модели.
  4. Возможность длительной эксплуатации. Ведь гореть в котле нечему, его катушка индуктивности запаивается герметично и не контактирует с носителем тепла, а витки залиты защитным составом, поэтому возможность их пробоя ничтожно мала. Да и ломаться больше нечему.
  5. Простота обслуживания и монтажа, возможного даже своими руками. Внешне этот агрегат является отрезком трубы, запаянным с двух концов. Имеются два штуцера, через которые подается к котлу теплоноситель и обратка. Еще есть шнур, подключающий автоматику.
  6. Занимает не очень много места. Длина небольших котлов составляет всего пару десятков сантиметров, а потому разместить их можно где угодно (у двери, под окном или даже на участке трубы). Если система работает без своего насоса, то котел можно устанавливать исключительно вертикально.
  7. Имеет высокую эффективность при обогреве. Поскольку инерционность котла мала, то нагрев носителя тепла после включения начнется почти сразу.
  8. Накипь на нагревательном элементе не возникает. Причин несколько: сердечник постоянно вибрирует, а потому на него не оседают отложения, да и температура носителя не превышает 90ºС. Поскольку система замкнута, и объем теплоносителя ограничен, то в качестве носителя можно применять составы, не дающие отложений.

Примечание: Имеется еще один очень важный момент, вызывающий споры. Во многих обзорах бытует утверждение, что индукционный котел отопления по расходу электроэнергии более экономичен, чем обычный тэновый. Причем называют иногда даже цифру экономии, составляющую 30%.

Именно это утверждение вызывает постоянные дебаты. В случае использования для нагрева электрической энергии все виды котлов, работающих от нее, должны быть одинаковы по экономичности, так как от способа нагрева это зависеть не должно.

Однако обладатели таких котлов в своих отзывах упорно сообщают, что экономия действительно имеется, а потому и платят они намного меньше за отопление электрической энергией. Но дело здесь не в самом котле, а в системе автоматики, руководящей работой оборудования.

А она включит котел только в тот момент, когда будет нужно поднять температуру носителя тепла. Ну а сама система малоинерционна, потому электрической энергии расходуется мало, так как оборудование «вхолостую» не работает. Однако факт остается налицо: по данным отзывов, экономия действительно имеется.

Недостатки котлов

Недостатков не так много, но все они достаточно серьезные, судите сами:

  • основной — это высокая стоимость оборудования. А оно действительно недешево и почти в два раза превышает стоимость тэновых котлов. Но в нем большая часть цены приходится на автоматику. Опять же, чем лучше работа автоматики, тем более экономно и долговечно сможет работать отопление. К этому добавляются дополнительные функции, например, управление работой оборудования на расстоянии. Возможность эта привлекает многих, особенно тех, кто бывает в частых отъездах. На период своего отсутствия выставляется оптимальная температура (5-10ºС), зато к приезду можно быстро поднять ее до необходимого уровня. Здесь и удобство, и экономия.
  • еще один существенный недостаток, имеющийся у всех видов электрических котлов, отопление есть только тогда, когда имеется электричество. А если электрической энергии нет — приходится мерзнуть. Одним из вариантов решающих проблему может стать наличие своих источников, обеспечивающих бесперебойное питание отопительного агрегата, а также дизель-генераторы.
  • следующий недостаток — повышенный шум во время работы. Но он присущ не всем видам моделей, а только имеющим невысокую стоимость. Бороться с ним легко — просто вынести в хорошо изолированное, отдельное помещение.

Своими руками?

Реально ли изготовить индукционный котел своими руками? Сделать, конечно, можно. Но для этого понадобятся детальная схема устройства и точные расчеты (например, скорости циркуляции жидкости в системе во избежание перегрева).

Плюс ко всему еще потребуется подключение своими руками автоматики, с которой всегда много хлопот. Так что все это сделать далеко не просто, хотя и возможно. Устройство является высокотехнологичным, а потому самостоятельно его разрабатывать несколько проблематично.

Индукционные котлы считаются отопительным оборудованием, которое можно отнести к новому поколению, поскольку это мощные, практичные и экономичные устройства. Используя электрическую энергию, им под силу обогреть и простой дачный домик, и большие помещения, где располагается производство. И при всех этих достоинствах не придется тратиться ни на трудоемкий монтаж, ни на их сложное обслуживание.

opechi.com


Смотрите также