Характеристики и принцип работы индукционного котла отопления. Индукционный котел

Индукционный котел отопления - правда и вымыслы

Ощутимую конкуренцию газовым и ТЭНовым отопительным приборам создают индукционные котлы отопления. На рынке они позиционируются как одни из самых экономичных. Начали их использовать еще в восьмидесятые годы в промышленных целях. Бытовые модели впервые были представлены в середине 90-х, а за более чем тридцатилетнюю историю они претерпели множество изменений.

Первое знакомство

Индукционный котел в работе

Само название говорит о том, что в основу работы котла заложен принцип электромагнитной индукции. 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.

Самый простой пример индукционного источника тепла — катушка, намотанная на трубу из диэлектрика. Нужно только внутрь поместить стальной сердечник. Подключенная к источнику электричества катушка будет греть 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 (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.

Правда и мифы

В специализированных магазинах нередко можно услышать удивительные характеристики, которые приписывают данному отопительному оборудованию. К сожалению, не все они соответствуют действительности. Ради увеличения продаж менеджеры отделов иногда лукавят. Самое время рассмотреть основные тезисы, которыми они оперируют.

Новизна

Утверждение: передовая инновационная разработка на основе физических принципов.

Реалии:

• Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году.
• В промышленности со второй половины ХХ века индукционные печи успешно использовались для плавления стали.

Никаких новшеств, а тем более новаторских технологий с той поры не реализовано. Это хорошо известный принцип, который нашел свое новое применение и помог производителям занять доселе свободную нишу.

Экономичность

Вихревые индукционные нагреватели

Утверждение: индукционные котлы используют на 20-30% меньше энергии, чем другие электрические аналоги.

Реалии:

1. Любой нагревательный прибор 100% используемой энергии превращает в тепловую — при условии, что он не выполняет механической работы. Коэффициент полезного действия может быть и меньше. Все зависит от рассеивания тепла вокруг прибора отопления.
2. Время достижения необходимой температуры теплоносителя напрямую зависит от эффективности работы нагревательного элемента. Всякие высказывания о том, что индукционные модели потребляют меньше электричества, являются не чем иным, как уловками. Закон сохранения энергии незыблем. Для получения одного киловатта тепла необходимо истратить не меньше 1 кВт электричества.
3. Часть тепла неизбежно будет расходоваться вхолостую. К примеру, греется сама катушка, поскольку сопротивление проводника не нулевое. Впрочем, потери в любом случае остаются в доме, а не улетают через дымоходные каналы.

Выводы вполне очевидны — делающий подобные заявления менеджер занимается откровенным надувательством, или сам введен в заблуждение.

Долговечность

Утверждение: оборудование безотказно работает не меньше четверти века. Его надежность несопоставима с иными электрическими аналогами.

Реалии:

1. Механический износ котлов данного типа невозможен в принципе, поскольку на них нет подвижных деталей.
2. Медная обмотка имеет приличный запас прочности. При условии надлежащего охлаждения она может прослужить неограниченно долго. Пробои изоляции для нее тоже не страшны. Дело в том, что витки наматываются не впритык, а через небольшие промежутки.
3. Сердечник будет постепенно разрушаться в любом случае. На него могут воздействовать агрессивные примеси, не придает прочности и постоянный цикл «нагревание-остывание». Однако данный процесс настолько растянут во времени, что до его завершения может пройти не один десяток лет.
4. Схема управления включает несколько транзисторов. Вот они-то и определяют срок безотказной работы всего оборудования. Производители комплектующих, как правило, декларируют десятилетнюю гарантию. Впрочем, нередки случаи, когда они беспроблемно отрабатывали 30 и больше лет — все зависит от технологического процесса.

Таким образом, индукционные котлы в любом случае будут работать намного дольше ТЭНовых аналогов. Нагревательные элементы последних могут потребовать замены уже через несколько лет.

Незаменимость характеристик

Котлы индукционные нового поколения

Утверждение: приборы с традиционными нагревательными элементами теряют в мощности через образование накипи. Здесь этот процесс отсутствует, и технические параметры не меняются десятилетиями.

Реалии:

• Влияние накипи несколько преувеличено. Во-первых, сам по себе слой извести не характеризуется высокими теплоизолирующими качествами. Во-вторых, в замкнутом водовороте образование большого количества известковых отложений маловероятно.
• Относительно сердечника индукционного котла содержание тезиса справедливо. На нем невозможно образование накипи даже при условии, что теплоноситель перенасыщен известковыми включениями.

Отложения попросту не могут удержаться на поверхности, которая постоянно вибрирует под воздействием электромагнитного поля. К тому же на сердечнике регулярно образуются пузырьки воды, которые разрушают всякую накипь. Очевидно, что данное утверждение правдиво в отношении индукционных котлов, но не справедливо для других электрических нагревательных приборов.

Бесшумность

Утверждение: при работе индукционного оборудования абсолютно отсутствует шум. Этим он выгодно отличается от других электрических аналогов.

Вихревой индукционный котел

Реалии:

• Любой электрический бойлер не шумит при нагреве воды, потому что попросту отсутствуют акустические колебания.
• Шум могут создавать только циркуляционные насосы. Впрочем, если работа системы отопления основана на использовании конвекционных потоков, то и этот шум будет исключен.
• Если же гидравлическое сопротивление вынуждает прибегнуть к принудительной циркуляции, то на рынке сегодня существует множество бесшумных насосов для отопительных систем. Так что заявления продавцов в этом случае вполне справедливы.

Компактность

Утверждение: размеры индукционных котлов невелики, что позволяет устанавливать их в любом помещении.

Реалии: на самом деле так оно и есть. Устройства представляют собой отрезок трубы, не требующий отдельного места. Тезис ничуть не искажает действительность.

Безопасность

Утверждение: котел абсолютно безопасен.

Реалии: в случае утечки теплоносителя электромагнитное поле автоматически не исчезнет. Нагрев сердечника будет продолжаться, и если не прекратить электроснабжение, то крепление и корпус оплавятся через несколько секунд.

Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть автоматическое отключение котла в такой ситуации. Так что безопасность котла находится на таком же уровне, как и в ТЭНовом оборудовании.

Комментарии и отзывы к материалу

Индукционные котлы для подключения частного дома и помещении

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.

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:

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.

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:

Похожие статьи

infoelectrik.ru

расчет мощности, плюсы и минусы

Индукционные электрические котлы отопления по многим характеристикам превосходят пока еще более распространенные котлы с ТЭНами. Открыл электромагнитную индукцию английский ученый Майкл Фарадей. Принцип его работы стали применять при производстве генераторов и электрических двигателей, трансформаторов.

Но только спустя некоторое время человеческая мысль дошла до того, что этот принцип можно применять и для систем отопления жилых помещений. Только в девяностых годах XX века стали производить первые индукционные электрические котлы для отопления дома.

Конструкция котлов

Котлы этой разновидности имеют очень сложное строение. Конструкция представляет собой многослойный механизм.

1. Первым слоем в нем является наружный корпус, который изготавливается из металла.
2. Второй слой – это изоляция, сделанная в два слоя (теплоизоляция и электрическая изоляция).
3. Третий элемент такого котла – сердечник. Он состоит из двух стенок. Представляет собой ферримагнитные стальные трубы (две штуки) с толщиной стенок 10 мм. Эти трубы имеют разный диаметр и вставляются друг в друга. Внутреннюю трубу окружает обмотка, эта труба несет на себе функцию сердечника, а внешняя труба является нагревательным элементом.

Принцип работы

Теплоносителем в индукционных электрических котлах отопления чаще всего выступает вода. Она поступает в патрубок, который приварен к нижней части котла. Вода проходит по зазорам между внешней трубой и стенками корпуса котла. За это время она нагревается до нужно температуры, после чего поступает в сердечник (его внутренний диаметр). Затем вода поднимается вверх по трубе к наружным отопительным приборам.

Почему стоит выбрать индукционный котел для отопления дома

1. Теплоноситель проходит двойной обогрев;
2. На стенах труб не образовывается накипь, потому что магнитная индукция создает вибрацию на высоких частотах. Котел прослужит очень долго;
3. Минимальное время обогрева даже в сравнение с ТЭНами. Это обусловлено меньшей степенью инерции;

Как выбрать индукционный котел

Существует два вида индукционных котлов:

• однофазные,
• трехфазные.

Многие устройства имеют специальный пульт управления. Он позволяет задавать параметры тепла помещения.

Выбирая котел определенной мощности, рассчитывать ее надо следующим образом: на один квадратный метр площади понадобится 60 ватт. Если в доме, где планируется установить котел, жильцы не живут постоянно, то данный показатель можно сократить.

На дом с площадью в 120 метров квадратных достаточно индукционного котла, с мощностью в 60 кВт.

Преимущества индукционных котлов отопления

• Работает и от сети переменного, и от сети постоянного тока. Допускаются низкие показатели напряжения;
• Нагревательные элементы, которые часто выходят из строя и требуют замены, в этом виде котлов отсутствуют;
• Вероятность утечек минимизируется за счет общей конструкции котла. Она сварена герметично и надежно;
• В котлах этого типа полностью отсутствует накипь;
• Высокая категория пожарной безопасности, а также электрической безопасности. Не нужно устанавливать котел в специально помещение, не требует установления дымохода;
• КПД 100% и с годами данный показатель не снижается;
• Гарантия от производителей на сердечник составляет четверть века;
• Теплоносителем может быть не только вода, а также масла, антифриз. Требования к качеству теплоносителя достаточно мягкие. Менять теплоноситель надо не чаще одного раза в десять лет;
• Простой самостоятельный монтаж котла;

Недостатки индукционных котлов отопления

• Высокий вес, котел диаметром 12 см и по высоте 45 см будет весить 23 килограмма;
• Высокая цена. Это один из самых дорогих видов котлов для отопления домов;
• Подходит лишь для закрытых систем отопления;
• На расстояние нескольких метров этот котел может создавать волновые помехи. Не рекомендуется располагать рядом с бытовыми приборами;

Экономичность использования

По сравнению с ТЭНовыми котлами индукционные котлы стоят намного дороже. Но, необходимо понимать, что, чем холоднее на улице, тем быстрее новый индукционный нагреватель окупиться. ТЭНовые котлы, такого же качества и со схожими эксплуатационными свойствами, быстрее выходят из строя. Это связано с тем, что на ТЭНах будет образовывать накипь.

Накипь в полмиллиметра снижает теплоотдачу на 10%. Чем больше слой накипи, тем хуже будет теплоотдача котла.

Если сравнивать мощность ТЭНовых и индукционных котлов в зависимости от времени эксплуатации, то первая категория за четыре года использования потеряет 40% мощности. Индукционные котлы относятся к энергосберегающему оборудованию, они способны снизить эксплуатационные расходы на 30% и даже более.

Индукционные котлы – отличное решение для отопления жилых домов. Несмотря на первоначальную дороговизну, эти приборы практически не могут выйти из строя. Потому что они не имеют элемента нагрева. А отсутствие разъемных соединений полностью исключит протечку системы.

orcmaster.com

Индукционные котлы отопления: преимущества и недостатки

Приняв решение обогревать свой дом с помощью электроэнергии либо установить дополнительный электрический источник тепла, домовладельцы задаются вопросом, — отопитель какого типа задействовать? Здесь выбор невелик, на рынке предлагаются электрические теплогенераторы трех типов: ТЭНовые, электродные и вихревые (индукционные). Последние представляют наибольший интерес, поскольку декларируются производителями в качестве нового и самого экономичного оборудования. Появились индукционные котлы сравнительно недавно, поэтому стоит изучить их подробнее.

Устройство вихревого индукционного котла

В действительности данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счет которой функционируют электрические индукционные котлы отопления, открыто М. Фарадеем в далеком 1831 году. Просто благодаря современным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водогрейных установках относительно недавно.

Нагревание воды происходит за счет вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Образуются они под воздействием переменного электрического поля, создаваемого витками катушки переменным током частотой 50 Гц. Сердечник выполнен в форме трубы, через нее и протекает теплоноситель при нагреве. По сути, аппарат представляет собой индукционный преобразователь электрической энергии в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого выполнена катушка, количество витков и размеры сердечника рассчитаны таким образом, чтобы нагревать воду до максимальной температуры 95 ºС и при этом не допустить перегрева обмотки.

Водонагреватели типа «ВИН»

Сердце агрегата – это катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода, и помещенная вертикально в цилиндрический корпус в виде сосуда. Внутрь катушки введен стержень из металла. Корпус сверху и снизу герметично закрыт приваренными крышками, наружу выведены клеммы для присоединения к электрической сети. Внутрь сосуда через нижний патрубок поступает холодный теплоноситель, которым заполняется все пространство внутри корпуса. Нагретая до необходимой температуры вода уходит в систему отопления через верхний патрубок.

Схема нагрева теплоносителя

В силу своей конструкции при подключении к сети теплогенератор постоянно работает на полную мощность, так как снабжать отопительную установку дополнительными устройствами регулировки напряжения нерационально. Гораздо проще использовать циклический подогрев и задействовать автоматику отключения / включения с датчиком температуры воды. Нужно только выставить необходимую температуру на дисплее выносного электронного блока и он будет производить нагрев теплоносителя до этой температуры, отключая водогрейный индукционный элемент при ее достижении. По истечении времени и остывании воды на несколько градусов автоматика снова включит нагрев, этот цикл будет повторяться постоянно.

Поскольку обмотка теплогенератора предусматривает однофазное подключение с напряжением питания 220 В, отопительные агрегаты индукционного типа не производятся с большой мощностью. Причина – слишком большая сила тока в цепи (свыше 50 ампер), под нее потребуется прокладка кабелей большого сечения, что само по себе очень дорого. Чтобы нарастить мощность, достаточно заключить три водогрейных установки в каскад и применить трехфазное присоединение с напряжением питания 380 В. К каждому аппарату каскада подключить отдельную фазу, на фото показан подобный пример работы индукционного отопления.

Отопление индукционными котлами

Конструктивные особенности нагревателей типа «Сибтехномаш»Используя тот же эффект электромагнитной индукции, другое предприятие разрабатывает и производит водогрейные аппараты несколько иной конструкции, заслуживающей внимания. Дело в том, что электрическое поле, создаваемое многовитковой катушкой, имеет пространственную форму и распространяется от нее во все стороны. Если в агрегатах «ВИН» теплоноситель проходит внутри катушки, то устройство индукционного котла «Сибтехномаш» предусматривает спиралевидный теплообменник, находящийся снаружи обмотки, как показано на рисунке.

Обмотка создает вокруг себя переменное электрическое поле, вихревые токи нагревают витки трубы теплообменника, в которых движется вода. Катушки со змеевиками собраны в каскад по 3 штуки и прикреплены к общей раме. Подключение каждой из них осуществляется к отдельной фазе, напряжение питания — 380 В. Конструкция «Сибтехномаш» имеет несколько преимуществ:

• индукционные нагреватели имеют раздельную разборную конструкцию;
• в зоне действия электрического поля находится увеличенная площадь греющей поверхности и большее количество воды за счет спиральной схемы, что повышает скорость нагрева;
• трубопроводы теплообменника доступны для промывки и обслуживания.

Пример подключения индукционного котла

Невзирая на отличия в конструкции теплогенератора, эффективность его работы составляет 98%, как и в нагревателях типа «ВИН», это значение КПД декларирует сам производитель. Долговечность агрегатов в том и другом случае определяется работоспособностью катушек, а точнее, сроком службы обмотки и электроизоляции, этот показатель заводы – изготовители устанавливают в пределах 30 лет.

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97—98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Мифы об индукционных котлах

Один из самых популярных мифов создают торговые представители, продающие индукционные электрические котлы. Суть в том, что эти котлы якобы на 20—30% эффективнее прочих нагревательных электроустановок, особенно ТЭНовых. Данная информация не соответствует действительности, поскольку все теплогенераторы, преобразующие электроэнергию в тепло, работают с эффективностью не ниже 96% в соответствии с физическим законом сохранения энергии. Неоспоримым является лишь факт, что ТЭНы разогревают теплоноситель несколько дольше по причине своей многослойной структуры. Вольфрамовая спираль прогревает сначала кварцевый песок, потом материал трубки, а потом уже воду. При этом энергия никуда не теряется, а КПД ТЭНового агрегата составляет 98%, как и вихревого.

Пример системы отопления

Другой миф гласит о том, что индукционный электрический котел совсем не требует обслуживания, поскольку переменное магнитное поле не дает отложениям оседать на греющих элементах. Этот вопрос зависит от качества воды и накипь на сердечнике катушки появляется точно так же, как и в ТЭНовых нагревателях, если теплоноситель не обессолен. Поэтому хотя бы 1 раз в 2 года сам теплогенератор и система отопления должны проходить процедуру промывки.

Вопреки заверениям продавцов, водонагреватель нельзя ставить в любом помещении. Причины две: опасность поражения током и наличие электромагнитного поля вокруг аппарата. Его лучше поместить в техническом помещении с ограниченным доступом (котельной).

Заключение

Отопительные установки, использующие для нагрева вихревые токи, действительно обладают многими достоинствами, особенно среди них привлекают скорость нагрева, компактность и долговечность. Насколько эти преимущества оправдывают высокую стоимость изделия – решать придется каждому домовладельцу в индивидуальном порядке.

cotlix.com

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.

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.

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.

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.

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

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.

Индукционный котел, сделанный своими руками (видео)

Портал об отоплении » Электрическое отопление

stroypotencial.ru

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.

stroyvopros.net

Индукционный котел отопления:отзывы, обзор, сделать своими руками

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.

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).

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

• 
  Котлы бакси
• 
  Котел двухконтурный
• 
  Котел лемакс
• 
  Электродный котел
• 
  Котел навьен
• 
  Котлы пиролизные
• 
  Лемакс котел
• 
  Котел электродный
• 
  Вайлант котел
• 
  Котел будерус
• 
  Котел пиролизный