Индукционные котлы отопления подробный обзор их эффективности в системах отопления частного дома, принцип работы электроиндукционных котлоагрегатов, цены и отзывы о них

Еще один вариант индукционного котла

Существует еще один вариант создания индукционного котла своими руками. Такие индуктивные котлы отопления, конечно, обойдутся немного дороже, однако эффективность их работы будет выше.

Сделать такой котел будет немного сложнее, чем предыдущий вариант. Вам понадобятся навыки работы со сварочным аппаратом, наличие трехфазного инвертора, который бы желательно крепился стационарно, а также – некоторых инструментов.

Самодельный индукционный котел

Отметим, что конструкция данного варианта индукционного котла будет состоять из двух труб, которые будут вварены друг в друга. Если смотреть со стороны торца, то такая конструкция напомнит вам бублик. Одновременно устройство будет и сердечником, который будет создавать электромагнитное поле, и нагревательным элементом.

Медная обмотка наматывается прямо на корпус котла. Благодаря этому будет достигнута повышенная производительность, сохранятся относительно небольшие размеры и вес устройства. Чтобы подводить и отводить носитель тепла, в индуктор ввариваются специальные патрубки.

Когда вы собираете такие индукционные котлы для отопления дома, следует учитывать несколько рекомендаций и требований к монтажу:

Такое устройство, как индукционный котел, можно монтировать только в закрытые системы отопления, которые оснащены насосом циркуляции.
Прибор может быть монтирован также в такие системы, которые используют пластиковые трубы.
Между системой индукционного отопления и стенами (или же предметами мебели, бытовой техники) должно быть не менее, чем 30 сантиметров свободного места. А от потолка и пола такие устройства размещают на расстоянии 80 сантиметров.

Конечно же, над таким вариантом котла вам придется поработать несколько больше и сложнее, однако эффект, который будет достигнут в дальнейшем, вас порадует. Такой индукционный котел, как показывают отзывы, является действительно производительным устройством, которое способно не только обеспечить вам качественное отопление жилья, но и еще прослужит вам не меньше 25-ти лет без обслуживания.

Самодельный индукционный котел, подключенный к системе отопления

Использование индукционных котлов отопления предоставляет пользователям массу преимуществ. Среди них следует отметить несколько:

Прежде всего, это возможность работать с переменным и постоянным током.
В таком устройстве просто-напросто нет таких нагревательных элементов, которые будут изнашиваться.
Конструкция прибора предельно проста.
Не требуется для установки брать отдельное помещение. Все индукционные котлы относятся к 2-му классу, согласно пожарной безопасности.
Коэффициент полезного действия как самодельных, так и фабричных индукционных котлов, составляет практически 100% (обычно 98-99%). Если сравнивать с традиционными отопительными системами – это просто отличный результат.
Можно использовать несколько типов носителей тепла, при этом индукционный котел не потерпит никакого вреда. Так, можно применять не только воду, но и работать с маслом и антифризом.
Сделать индукционный котел самостоятельно не составит большого труда для вас, а по стоимости это получится очень дешево.

Таким образом, современные индукционные котлы – это устройства, которые относятся к технике нового поколения. Это не только практичные приборы, но и мощные, экономичные. Они способны обогреть не только обычный дачный дом, но и производственное помещение большой площади. При всем при этом – вы не тратитесь на сложный монтаж и обслуживание таких устройств.

Виды индукционных котлов для отопления

Различаются два типа устройств с вихревыми токами для нагрева теплоносителя. Первый тип – подача на первичную обмотку напряжения сети 220 в 50 герц, второй – подача напряжения через инвертор. Прибор преобразует стандартное напряжение электросети в токи высокой частоты, примерно в 20 килогерц.

Также различаются используемые материалы – в индукционных котлах SAV замкнутые теплообменники выполнены из стальных труб, а вихревые котлы оснащены теплообменниками из ферромагнитного материала.

Для чего требуется инвертор? Для того чтобы сделать электрокотел индукционный для отопления более надежным, компактным, экономичным и практичным. Однако применение меди для обмотки и сплавов теплообменника, блока автоматики делает инвертор дорогим прибором и это единственная причина по которой индукционные котлы стоят больше, чем электрический обычный котел с ТЭНом.

Рекомендуем к прочтению:Двухконтурный электрический котел для водоснабжения и отопления

Выбирая индукционное отопление, сначала нужно подобрать тип котла:

SAV. Отопительное оборудование без инверторов, работающее от стандартного электроснабжения (50 герц), подаваемоемого на индуктор. Вторичная обмотка представляет собой сеть тонких стальных труб теплообменника и быстро прогревается токами Фуко. Транспортировка носителя принудительная, установлен циркуляционный насос. В ассортименте предлагается оборудование с напряжением в 220 V, 380 V.

На заметку! Котлы SAV мощностью в 2,5 кВт справляются с обогревом площади до 30 м2.

ВИН. Это индукционные котлы вихревые, для работы которых нужен инвертор, преобразующий частоту электросети. Котлы отличаются облегченной массой, компактными размерами. Теплообменник выполнен из ферромагнитного сырья, магнитопровод и вторичная обмотка представлены как в виде теплообменника, так и корпуса котла. В комплектацию оборудования включены блок автоматического управления, насос приточный и циркуляционный.

На заметку! Котлы ВИН мощностью 3 кВт справляются с обогревом дома площадью 40 м2.

Устройство и основные элементы котла

Если рассматривать конструкцию прибора, то представляется схема индукционной плиты. Котлы также состоят из нескольких основных элементов:

Индуктор. Тип трансформатора с двумя обмотками. Первая дополняет сердечник, из-за чего именно в этом элементе образуется электромагнитное поле, выделяющее вихревые токи. Корпус котла является вторичной обмоткой, принимающей токи, а затем передающей тепловую энергию теплоносителю.
Нагреватель. Элемент представляет собой сердечник катушки и выглядит как труба значительного диаметра или несколько трубок меньшего сечения, соединенных параллельно.
Патрубки. Нужны для соединения агрегата в тепловую сеть, один патрубок является подающим, второй обратным. По первому внутрь котла поступает теплоноситель, по второму выходит и транспортируется в контур отопительной системы.
Инвертор. Прибор, преобразующий постоянный ток в высокочастотный.

Достоинства и недостатки индукционного котла

Индукционные котлы обладают следующими достоинствами:

Высокий КПД;
Отсутствие расходных элементов, надежность конструкции;
Малые габаритные размеры;
Простота монтажа и эксплуатации;
Высокая скорость нагрева;

Котлы индукционного типа имеют коэффициент полезного действия до 99 %, превосходящий КПД ТЭНовых и электродных агрегатов. Экономичность котла в 20 – 30 %, заявляемая производителями, противоречит принципам закона сохранения энергии.

Но некоторая экономия все же может быть достигнута за счет отсутствия накипи. Дело в том, что сердечник при воздействии электромагнитной индукции не только нагревается, но и приобретает устойчивую микровибрацию. Образование отложений и накипи в таких условиях практически невозможно.

В ТЭНовых и электродных котлах образование накипи – стабильный постоянный процесс. Известковые отложения имеют определенное термическое сопротивление и снижают коэффициент теплопередачи от нагревательного элемента к теплоносителю. Накипь толщиной 0,5 мм ухудшает теплопередачу на 8 – 10 %. В индукционных котлах такое препятствие отсутствует и электрическая энергия расходуется более рационально.

Наличие явления вибрации также позволяет использовать в системе отопления воду даже с высоким содержанием солей жесткости. Вообще в качестве теплоносителя при работе котлов-индукторов может использоваться неподготовленная вода, антифризы, даже масло – то есть отсутствуют требования по химическому составу, которые присущи другим электрокотлам.

Индукционные котлы не имеют в своей конструкции быстроизнашивающихся элементов (ТЭНов, электродов). Срок службы оборудования заявляется в 25 лет (при гарантии в 2 года). Не требуется регулярная замена нагревательных элементов – это снижает расходы на эксплуатацию оборудования.

Бытовые котлы обладают малыми габаритами (высота не превышает 1 метра), могут располагаться в любом помещении. Установка изделия не требует получения каких-либо разрешений, монтаж можно произвести самостоятельно. Обязательным условием монтажа является заземление устройства для предотвращения поражения электрическим током.

О самостоятельном изготовлении котла индукционного типа следует сказать отдельно. Реализация этой задачи возможна при наличии сварочного аппарата и определенных умений. Но обязательным условием является знание электрического оборудования и устройств, ведь для любого сложного оборудования требуется серьезная система безопасности, контроля и управления. Самостоятельная сборка блока управления и систем безопасности не всякому по силам.

Индукционные котлы можно назвать многофункциональными. Их можно использовать не только для отопления, но и для производства горячей воды в режиме проточного водонагревателя.

Каких-либо серьезных недостатков индукционные котлы практически не имеют. Можно лишь отметить, что по отзывам пользователей наблюдаются жалобы на шум изделия при работе. Это вызвано наличием вибрации. Этот негативный фактор в принципе можно устранить – котел следует крепить с амортизирующими вставками (из резины и т.д.), которые будут препятствовать передаче вибрации строительным конструкциям.

Также можно отметить, что серьезную опасность представляет неконтролируемая утечка теплоносителя. При выходе из строя системы контроля протока оборудование будет разрушено и станет неремонтопригодным. И еще один весомый недостаток, присущий всему электрическому отопительному оборудованию – очень высокая стоимость электрической энергии.

Индукционные котлы отопления – качественное и эффективное оборудование с технической точки зрения. По своей конструкции они более совершенны, чем ТЭНовые и электродные электрокотлы. При отсутствии иных энергоносителей, кроме электроэнергии, оборудование этого типа со временем может стать более популярным для отопления частных домов и дач.

(Просмотров 617 , 1 сегодня)

Характеристики индукционного котла

Данный вид отопительных котлов имеет ряд преимуществ перед традиционными тэновыми нагревателями, однако у него есть и недостатки, в том числе и специфичные только для таких котлов. Рассмотрим пристально плюсы и минусы индукционных котлов, начиная с положительных характеристик:

полное отсутствие каких-либо нагревательных элементов, а также подвижных и высоконагруженных элементов, подвергающихся износу во время эксплуатации и требующих периодической замены;
возможность работы от электросети с низким напряжением и с постоянным током, что обычно недопустимо для электрокотлов других типов;
конструкция котла не содержит разъемных соединений, т.е. вероятность протечки полностью исключена;
значительно более быстрый нагрев до рабочей температуры, по сравнению с любыми другими видами отопительных электрических котлов;
защищенность от образования накипи *;
высокая пожаро- (класс II) и электробезопасность, поскольку нагревательный элемент (сердечник) электрически не связан с индуктором (первичной обмоткой) напрямую, а разница температур между сердечником и теплоносителем не превышает 30°С;
конструкция котла не требует установки дымохода;
нет необходимости устанавливать индукционный котел в отдельном помещении;
как и у любого электрического нагревателя, КПД такого котла близоко к 100%. Кстати, это значение не меняется с годами его эксплуатации, в отличие от котлов с тэнами и электродных;
средний срок службы составляет 25 лет и выше (зависит от толщины металлических труб, образовывающих сердечник котла), причем никаких профилактических работ с этим оборудованием производить не требуется;
позволяет использовать в отопительной системе практически любой теплоноситель (воду, антифриз, масло и т.д.), причем без какой-либо его предварительной подготовки;
замена отработавшего теплоносителя в отопительной системе производится один раз в 10 лет;
абсолютная бесшумность при работе;
низкая инерционность, что позволяет экономить электроэнергию за счет эффективного управления работой котла при помощи электронной автоматики **. Следует отметить, что инерционность индукционных котлов ниже, чем у тэновых водонагревателей, однако более высокая, чем у электродных котлов;
монтаж котла не требует привлечения специалистов высокой квалификации;
допускается использование для любых закрытых систем отопления, в том числе для «теплого пола» и для плинтусного отопления — минимальный порог температуры нагрева теплоносителя составляет 35°С.

* — отложения накипи на внутренних поверхностях трубы-сердечника не образуются за счет малой разницы температур между нагревателем и теплоносителем, не превышающей 30°С, а также из-за высокочастотных вибраций, вызванных вихревыми токами, отталкивающих ионы солей от внутренних стенок трубы.

** — электронное управление индукционным котлом обеспечивает меньшее энергопотребление за счет поддержания температуры на строго заданном уровне, т.е. при ее нарастании электропитание котла немедленно отключается и возобновляется лишь при снижении температуры ниже заданной пользователем.

Следует отметить, что максимально допустимое давление в отопительной системе с нагревом теплоносителя от индукционного котла не должно превышать 0,3 МПа.

Минусы индукционных котлов:

значительные размеры и вес. К примеру, однофазный котел мощностью 2,5 кВт, при высоте в 450 мм и диаметре 121 мм, весит 23 кг;
высокая стоимость — от 30000 руб. и выше. Отчасти цена индукционных котлов объясняется присутствием в системе управления инверторного пускателя, который сам по себе недешев;
установка только в закрытые отопительные системы;
при работе, в зависимости от мощности котла, генерируются помехи в длинноволновом, средневолновом и УКВ-радиодиапазоне на дистанции нескольких метров от его местоположения, полностью экранировать которые невозможно. Впрочем, на человеческий организм это не оказывает никакого воздействия, лишь домашние животные (собаки, кошки) способны почувствовать их.

Снижение КПД электрокотла

Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.

Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.

Давайте разберем это поподробнее.

Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!

Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.

В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.

А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:

этот слой не достаточно толстый

он никоим образом не препятствует передаче тепла

Для примера, пусть на чистой поверхности греющего элемента, теплообмен условно происходит при t=60 градусов. Как только эта поверхность загрязнится отложениями, теплообмен никуда не исчезнет, а начнет происходить при больших градусах, допустим 75-80С.

А соответственно, свое изначальное КПД, котел никоим образом не теряет.

То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.

Установка и подключение

Установка котлов такого типа довольно проста, но требует соблюдения определенной технологии:

Монтаж производится только в закрытую отопительную систему.
Обязательно оборудование такой системы расширительным баком типа экспанзомат.
Целесообразность наличия циркуляционного насоса зависит от системы наклона труб отопления дома. В некоторых случаях при соблюдении правильного уклона, можно обойтись естественной циркуляцией.
Необходимо выставить индукционный котел вертикально

При этом крепление к стене происходит через специальные «уши» или обычными хомутами, в зависимости от модели.
При этом важно выдержать свободное расстояние между котлом и стенами: по бокам – не менее 30 см, сверху и снизу – не менее 80 см.
Закрепляя агрегат, следует учитывать его солидный вес и выбирать для монтажа надежную несущую стену.

Подключение котла к системе отопления

Особенностью индукционного котла является тот факт, что выполнять обвязку из металлических труб нет необходимости. Можно выполнять подключение сразу металлопластиковыми или пластиковыми трубами:

Патрубок, расположенный в верхней части корпуса, подсоединяется к подаче горячего теплоносителя в систему отопления дома.
Затем к патрубку, расположенному в нижней части котла, подсоединяется труба отопления обратной подачи.
На отрезке не более 80 см от выходного патрубка необходимо установить группу безопасности агрегата. Набор приборов, присутствующих в этой группе стандартный для всех видов котлов: автоматический предохранительный клапан, манометр и воздухоотводчик.
После группы безопасности можно, но необязательно, сделать замыкание контура (соединение горячей подачи с обраткой). В некоторых аварийных случаях наличие малого контура предохраняет индукционный электрокотел от перегрева.
В любом случае установка запорной арматуры происходит после смонтированной группы безопасности.

Далее, переходим к установке вспомогательных приборов на трубу обратной подачи. На малом контуре или перед запорной арматурой на обратку последовательно монтируются следующие приборы:

Расширительный бачок.
Фильтр-отстойник.
Бронзовый фильтр грубой очистки.
Циркуляционный насос.
Датчик потока. Наличие в системе этого датчика позволяет контролировать циркуляцию теплоносителя и отключать котел в случае ее прекращения.

Более детальная схема подключения содержится в прилагаемой производителем инструкции, которую необходимо изучить перед началом установочных работ.

Электрическое подключение

Выполняя электрические подключения, необходимо использовать провода указанного в инструкции сечения. Электронные системы управления подключаются при помощи специальных разъемов, идущих в комплекте с оборудованием.

Особенности конструкции и эксплуатации

Индукционный котел может генерировать тепло и тепло в окружающей среде благодаря электромагнитной индукции. Это физическое явление было обнаружено Фарадеем во время его экспериментов с цилиндрическим магнитным стержнем, вокруг которого была намотана медная проволока.

Устройство индукционного блока

Современный котел индукционного нагрева также включает индуктор и сердечник. Когда через катушку проходит переменный электрический ток, создается электромагнитное поле.

Поле генерирует вихревые электрические токи, которые нагревают сердечник, от которого тепло передается теплоносителю. Количество этого тепла определяется формулой Джоуля-Ленца.

Котел индукционного нагрева представляет собой сложный многокомпонентный агрегат. Чтобы лучше понять принцип работы индукционного устройства, стоит вспомнить школьный курс физики

Котел индукционного нагрева состоит из двух основных частей. В одном из них, состоящем из катушки и сердечника, создается магнитное поле. Вторая часть – теплообменник с рабочим телом (теплоносителем).

Функцию теплоносителя выполняет обычная вода или смесь воды с этиленгликолем. Возможно использование других жидкостей, выбор которых зависит от конкретной модели котла.

Система отопления с индукционным котлом всегда подключена к замкнутому контуру. В схему подключения также входит мембранный бак, который необходим для приема лишней воды, возникающей из-за ее теплового расширения. Если такой бак не входит в комплект поставки, его необходимо приобретать отдельно.

Специфика использования в отопительных контурах

Индукционные котлы предназначены для работы в системе с принудительной циркуляцией. Поэтому на схеме подключения обязательно должен быть циркуляционный насос, стимулирующий движение рабочей жидкости по контуру отопления.

Такая необходимость обусловлена относительно небольшими объемами теплообменников: из-за быстрого нагрева вода внутри них закипает быстрее, чем гравитационная циркуляция.

Индукционные котлы поставляются в комплекте с пультом дистанционного управления, предназначенным для автоматизации работы систем отопления

В многоконтурных системах циркуляционные насосы устанавливаются на каждый контур. Если в доме есть система теплых полов, в комплектацию обязательно должны входить распределительный коллектор и дополнительный насос.

Система управления котлом включает в себя, помимо термостата и датчиков температуры, так называемую группу безопасности, предназначенную для предотвращения перегрева, избыточного давления и прочности на разрыв деталей.

В группу безопасности обычно входят манометр, воздухозаборники и предохранительные клапаны. Защита от перенапряжения сделана с использованием автоматических компонентов. Соединение отдельных частей увеличивает их защиту. Компоненты безопасности обеспечивают безопасную и бесперебойную работу котла.

Схема сборки системы индукционного котла отопления должна включать в себя расширительный бак и группу безопасности, предотвращающую превышение давления в замкнутом контуре

Бытовые индукционные котлы в зависимости от номинальной мощности работают с напряжением 220 В или 380 В с частотой тока 50 Гц электрический бойлер для подключения к сети необходимо будет проинформировать местную энергетическую компанию (поставщика электроэнергии) и получить ее разрешение.

Подключение может быть однофазным или трехфазным. Провода, используемые для подключения блока питания, должны иметь соответствующее сечение.

В индукционных приборах нагрев регулируется путем его циклического включения и выключения. Этому процессу способствуют датчики температуры (термопары), включенные в систему управления.

Индукционный котел в разрезе, показывающий направление движения теплоносителя. В холодном состоянии теплоноситель поступает через нижний патрубок и после нагрева подается через верхний патрубок в систему отопления

Пользователь устанавливает оптимальный температурный режим, и котел после нагрева теплоносителя до определенной температуры автоматически отключается, а после охлаждения снова включается.

Благодаря непрерывному циклу нагрева теплоносителя в отапливаемых помещениях поддерживается комфортный микроклимат. Во многих моделях отображаются данные о температуре и другие рабочие параметры, что упрощает контроль работы оборудования.

В качестве опции котлы индукционного нагрева оснащаются модулями GSM для контроля температуры в помещении и управления с помощью смартфона из любой точки мира, где есть подключение к Интернету. По возвращении из отпуска или командировки есть возможность заранее включить отопление и подготовить дом к приезду

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