Индукционные котлы: реальные преимущества и недостатки. Стоит ли купить индукционный электрический котёл для отопления дома? Сколько стоит подключить индукционный котел

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Устройство оборудования данной группы простое и мало чем отличается от аналогов с ТЭН. Основная разница – в виде нагревательных элементов. В таких котлах вместо привычной спирали в «колбе» установлен блок электродов, помещенный в теплоизолированный корпус (бак водогрейного котла).

Принцип действия основан на преобразовании кинетической энергии ионов солей, растворенных в жидкости, в тепловую; чем с большей скоростью они перемещаются, тем выше степень ее нагрева. Она зависит не только от постоянной смены полюсов (~U 50 Гц), но и регулирования процесса подаваемым на электроды котла напряжением; изменяя его значение, пользователь выбирает приемлемую температуру теплоносителя на выходе отопительной установки. Принципиальное отличие от работы ТЭНового котла в том, что вода является частью электрической схемы; ток проходит через нее.

Что это означает? Эл/сопротивление жидкости напрямую связано с температурой. Поднимая ее, удается достичь более рационального расходования эл/энергии (75 0С – оптимальный режим). А специфика процесса, протекающего в баке котла, исключает теплопотери.

Плюсы электродных моделей

Большой сортамент. Выбор по способу подключения (1 или 3 фазы) и мощности (в диапазоне 2–50 кВт).
Проект для установки электродного котла, в отличие от газового оборудования, не требуется.
Высокий КПД – до 98%.
Компактность.
Инертность к перепадам пром/напряжения. Его нестабильность на работе установки не отражается.
Инерционность электродного котла нулевая. Вся тепловая энергия тратится на повышение температуры воды, а не предварительный разогрев ТЭН.
Универсальность эксплуатации. В схемах отопления с электродными котлами может использоваться вода или «незамерзайка».
Надежность. Все устройство – бак + металлические штыри; ломаться нечему.
Удобство монтажа. Электродному, как и любому иному эл/котлу, не нужен; ограничений по месту установки практически нет.
Возможность автоматизации. Хотя дорогие модели изначально оснащены всем необходимым.
Электродные котлы способны работать в каскадных схемах. А это увеличение мощности + резервирование.
Для обслуживания, замены электродов вызывать специалиста не обязательно.
Демократичные цены на оборудование.

Минусы

Требования к режиму. При превышении температуры теплоносителя значения в 75 0С растет энергопотребление. Для отопительных систем с большой протяженностью сложно выбрать котел соответствующей мощности. Причины: лимит поставки эн/ресурса для частного сектора, повышенная нагрузка на линию.
Чувствительность к качеству жидкости. Как и на ТЭН, на электродах постепенно откладываются солевые образования; необходима регулярная очистка.
Неуклонное снижение мощности. Связано с естественным «истончением» электродов. Их нужно регулярно менять, как и ТЭН в традиционных моделях.
Надежное заземление. В квартире организовать сложно, но это обязательное условие монтажа оборудования. Ток в баке проходит сквозь теплоноситель, и, эксплуатируя незаземленный электродный котел, пользователь рискует ощутить удар даже при легком прикосновении к радиатору отопления.
Одно из условий экономичной эксплуатации – качественная автоматика. А она стоит дорого.

Как недостаток в ряде источников указывается, что электродные котлы подключаются только к сети переменного напряжения; при U= происходит ионизация теплоносителя. У каждого хорошего хозяина имеется резервный агрегат (дизельный или бензиновый), значит, данный минус неактуален.

Примечание. Для повышения эффективности электродного котла нужно грамотно готовить теплоноситель, добиваясь оптимального удельного сопротивления току. Используются вещества, имеющиеся в каждом доме (к примеру, пищевая сода) и дистиллированная вода. Но не все препараты пригодны для этого; некоторые инициируют коррозию металла. Нужно еще и грамотно определить концентрацию «раствора», иначе мощность отопительной установки резко снизится. Без консультации с профессионалом лучше не практиковать!

Вариант индукционного отопления чаще всего рассматривают в том случае, когда газовая магистраль недоступна и приходится обогревать жилище с помощью дорогостоящего электричества .

Индукционный котёл обычно представляется продавцами более экономной и инновационной альтернативой привычным тэновым обогревателям.

Что собой представляет индукционное отопление

В основе работы лежит явление электромагнитной индукции . Внутри котла создаётся электромагнитное поле, которое нагревает сердечник из ферромагнетика. Он-то и отдаёт тепло воде в системе вместо привычного ТЭНа.

Когда продавцы и производители ВИНов (вихревых индукционных нагревателей) говорят о его экономичности, имеют в виду скорость нагревания элемента и передача тепла в систему.

Если ТЭН нагреет воду в системе отопления в лучшем случае через 20 , а то и 30—40 минут , то индукционный элемент на 10—15 минут быстрее.

Важно! В индукционном отоплении выбор теплоносителя довольно широк: это может быть не только вода, но и масло, этиленгликоль и любой антифриз.

Принцип работы и устройство индукционного электрокотла

Подобны трансформатору. Генератор индукционного тока состоит из первичной и вторичной короткозамкнутых обмоток. Первичная обмотка превращает электрическую энергию в вихревой ток, а вторичная обмотка служит корпусом индуктора.

Ещё проще объяснит работу устройства индукционного нагревателя следующий пример:

На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.
Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).
Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.
Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С ).
Сердечник нагревает воду, проходящую через трубу.

Справка. Несмотря на то, что индукционный котёл может нагреть быстро большое количество теплоносителя, а явление индукции само создаёт конвекционное движение носителя в системе, чтобы без проблем отопить двухэтажный дом, нужно поставить в систему насос.

Чаще всего индукционный котёл представляет собой довольно компактный, не слишком высокий (40 см ), но увесистый (до 23—30 кг ) широкий баллон-трубу. Поэтому, чтобы он не обрушился, его ставят на прочные дополнительные крепления. Иногда для усиления эффекта используют спаянную секцию из нескольких таких баллонообразных труб-котлов.

Фото 1. Индукционный котёл, подключенный к отопительному контуру. Представляет из себя баллон небольшого размера.

Реже встречаются конструкции в форме шкафчика .

Но в любом случае индукционный котёл состоит из:

Корпуса , состоящего из диэлектрического металла.
Электроизоляционного слоя.
Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм ).
Температурного датчика в корпусе котла.
Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.
Автовыключателей (в пульте управления).
Терморегулятора (электроника в пульте управления).

А вот так может выглядеть система отопления, где:

Насос для циркуляции теплоносителя.
Отопительные батареи.
Индукционный котёл.
Мембранный расширительный бак (для регулировки давления).
Шкаф пульта управления.
Запорный шаровой кран.

Внимание! Индукционный котёл годится только для закрытого контура отопления.

Немного о плите на индукции

Эта чудо-плита не похожа на обычные плиты тем, что:

Автоматически распознаёт подходящую посуду (только из ферромагнитных металлов и с плоским дном), а под неподходящей даже не включается.
Нагревает быстрее , чем газовая или электрическая, следовательно, блюда готовятся оперативнее.
Греет строго определённую зону , равную диаметру посуды. Остальная часть плиты остаётся холодной.

Схема такой плиты в разных брендах может существенно отличаться, но её принципиальное устройство одинаково для всех моделей:

Поверхность из стеклокерамики.
Под ней изоляционный слой.
Под изоляцией — индукционная катушка.
Под катушкой — Блок управления и Преобразователь частоты.

Первичный контур в таком трансформаторе — катушка внутри плиты, а вторичным контуром выступает сама посуда.

В интернете можно встретить даже забавные схемы самодельных отопительных систем с помощью индукционных плит. Но они не выдерживают никакой критики.

Индукционные плиты работают на сверхвысоких частотах от 20 кГц до 60 кГц. Проводя замеры излучений, выявили, что частично они поглощаются самой плитой, а оставшиеся действуют строго в радиусе 30 см от центра плиты. Всё же, несмотря на доказанную безопасность, людям с кардиостимуляторами очень не советуют пользоваться такими плитами, во избежание остановки сердца. А как с вредоносными излучениями у индукционного котла? Ведь он также работает на частотах от 25 кГц и выше.

Вам также будет интересно:

Плюсы и минусы индукционного электрического котла

Минусы индукционного котла:

При справедливости утверждений о том, что такой котёл — экологичный и не выбрасывает в окружающую среду выхлопов, электромагнитное поле он по жилищу распространяет. На него реагируют и люди, и животные, и техника.
Безопасен только условно. Если случится утечка теплоносителя, электромагнитное поле не выключится автоматом, сердечник будет продолжать нагреваться вплоть до оплавления корпуса, а произойдёт это буквально за пару секунд. Поэтому очень важна для такого котла сложная и надёжная автоматика контроля, выключающая электропитание при утечках. Стоит она дорого. А на отечественных образцах индукционных нагревателей ради экономии чаще всего стоят дешёвые китайские образцы.
Стоит почти в 2 раза дороже ТЭНового. При этом его заявленная экономичность явно завышена и окупать себя будет долго.
В рациональности и экономии серьёзно уступает газовым и твердотопливным системам отопления.

Преимущества:

В некоторых моделях есть вариант удалённого управления с помощью электронного программатора по GSM-каналу. Это действительно бывает удобно — выставить температуру на 8—10 °С на время отсутствия людей в доме, уехав на недельку, не беспокоясь о промерзании жилища.
Нет промежуточных техосмотров , замены ТЭНа и прочих ремонтно-профилактических работ.

Кто придумал отопительный агрегат на индукции

Маркетинговый аргумент про инновацию индукционного котла не выдерживает никакой критики. Принцип индукции был открыт ещё в первой трети XIX века Майклом Фарадеем — исследователем, известным нам по школьному курсу физики.

А в самом начале XX века в Швеции была выпущена в мир первая плавильная индукционная печь для металлургической промышленности.

Конечно же, инженеры и учёные ещё тогда рассматривали индукцию для отопительных котлов в быту. Но, изучив за и против, сочли этот вариант нерациональным.

Индукционным нагревателем для дома и быта начали пользоваться на просторах СНГ в середине 90-х годов . До этого индукционные котлы высокой мощности применялись в СССР только в тяжёлой промышленности для плавки металлов.

Правда ли, что индукционные нагреватели энергосберегающие?

Экономичность данной разновидности котла достигается только первоначальной форой в 5—15 минут скорости нагрева. И то, по сравнению с ТЭНами. Потому что самая экономичная среди электрических систем отопления — «тёплый пол». Все рассужденияо 99 или даже 100% КПД — лукавство и расчёт на массовую безграмотность. Такое же КПД имеют все электронагреватели.

А утверждение, что часть тепла из системы рассеивается, не доходя до теплоносителя одинаково справедливо и для ТЭНовых, и для индукционных котлов. Учитывая высокую стоимость котла и обязательное дополнительное оборудование к индукционной системе за отдельную сумму, экономия в 30—50% на электроэнергии — не больше чем легенда и торговая уловка.

Долговечность. Как и всё на свете, сердечник тоже подвержен разрушению, но делать он это будет, в отличие от ТЭНа, намного дольше - лет 30 . Остальные составляющие также имеют хороший запас прочности. Производители дают 10-летнюю гарантию на службу индукционного котла, и они не врут. Если его оснастить качественными европейскими электронными контроллерами , свободно прослужит и до 30—40 лет.

Фото 2. Индукционный котёл, подключенный к закрытой системе отопления. Дополнительно оснащается контроллером, расширительным бачком и насосом.

Учитывая вышесказанное, владелец индукционного котла обнаружит экономию по сравнению с ТЭновым только в длительной перспективе — после пяти лет пользования системой. Но, по сравнению с первоначальными затратами на установку, она может оказаться несущественной.

Схема монтажа прибора для нагрева воды в отопительной системе

Первое, на что стоит обратить внимание — правильный расчёт мощности. Лучше, конечно, пригласить специалиста, но если делаете это сами, пользуйтесь формулой: 60 Вт мощности котла на каждый кв. м. жилища.

Вот ряд стандартных правил, обязательных при установке индукционного отопления:

Расстояние от котла до стены превышает 30 см.
Расстояние от котла до потолка и пола не меньше 80 см.
За патрубком вывода сразу обязательно должны быть вмонтированы манометр, автомат для отвода воздуха и подрывной клапан . Это безоговорочное условие безопасности.
Вслед за группой безопасности желательно соединить горячую подачу с обраткой, т. е. замкнуть малый контур . Это предохранительная мера от перегрева.
После групп безопасности вмонтировать запорные клапаны .
Котёл крепится к стене обязательно вертикально с использованием специальных крепежей или хомутов.

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.

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.

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.

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:

Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97-98%.
Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
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.

На сегодняшний день незаменимыми считаются индукционные котлы для отопления частного дома: цены на энергоносители растут непрерывно. Модернизация уже существующих генераторов не всегда дает ожидаемый результат, поэтому новые методы обогрева интересуют многих.

Как работает индукционный котел

Индукционный котел по своей сути – это множество трубок с наконечником, представляющим индуктор. Принцип действия подобного аппарата заключается в превращении электроэнергии в электромагнитное поле. При нагреве сердечника устройства происходит передача избыточного тепла носителю, в роли которого могут выступать практически любые жидкости: вода, антифриз (на основе этиленгликоля) либо масло. Такой выбор особенно важен для районов с большими перепадами температур, где нередки аномально холодные температурные периоды.

Индукционные обогреватели дороже тэновых, однако, окупаемость в суровых температурных условиях происходит в разы быстрее. Частая эксплуатация тэнов ведет к относительно быстрому сгоранию, серьезно снижается теплоотдача из-за накипи. Например, толщина слоя в 0,5 мм уменьшает теплоотдачу приблизительно на 10%, а с течением времени этот показатель только увеличивается. Мощность тэнового механизма падает на 40% за четыре года использования, в то время, как последние поколения индукционных котлов являются энергосберегающими. Подобные агрегаты снижают расходы на эксплуатацию на 30% и выше.

Интересно! При обогреве помещения в 200 кв.метров эффективность индукционного котла отопления через пять лет уменьшится на 0%, а процент эффективности тэнового обогревателя - в 3 раза.

Виды электрических индукционных котлов

Прежде, чем выбрать индукционный котел для обогрева, следует ознакомиться с его разновидностями и особенностями. На современном рынке предлагаются два варианта – для отопления и горячего водоснабжения SAV и ВИН (вихревые индукционные):

На собственно индуктор преобразователей SAV поступает ток, имеющий частоту 50Гц. В качестве вторичной обмотки и теплообменником таких котлов выступает замкнутая цепь патрубков, наполненных теплоносителем. Индукционный ток очень быстро нагревает теплоноситель в переплетении труб, что позволяет максимально увеличить производительность котла. Котлы запитываются от электросети мощностью 220V и 380V. Установка SAV выделяет тепловой энергии 2100 ккал/час и способна обогревать помещение площадью 25-30 кв.м. Цена в комплектации с автоматическим блоком – в районе 30 тысяч рублей.
Индукционные котлы ВИН отличаются от первой группы тем, что ток уже на первичной обмотке преобразовывается в высокочастотный, благодаря чему существенно вырастает общая напряженность магнитных полей. Корпус и внутренняя часть котла изготавливаются из специального сплава, провоцирующего существенное нагревание. В такой конструкции в качестве теплообменника выступает не только совокупность труб, но и все корпусные детали. ВИНы способны выделять до 2500 ккал/час для прогревания площади порядка 30-40 кв.м. Цена в комплекте с блоком автоматики, циркулярным насосом и арматурой – приблизительно 36-38 тысяч рублей.

Индукционный котел своими руками

В нынешнее время экономии каждый стремится найти более рациональный способ вложения средств, и не является исключением из этого правила. Сэкономить деньги можно, изготовив индукционный узел самостоятельно. Для этого не потребуется глобальная перепланировка дома и специальные знания – достаточно минимальных навыков и элементарного ознакомления со структурой обогревателя.

Более простые модели индукционных агрегатов устроены по принципу индукторной катушки, состоящей из двух обмоток – первичной и вторичной. В первичной обмотке электроэнергия преобразовывается в вихревой поток, вторичная представляет собой нагревательный элемент и оболочку котла, посредством которых вырабатывается тепло. Корпус представляет собой сердечник, внешний контур, электроизоляцию и теплоизоляцию.

Для самостоятельной сборки индукционного котла потребуются следующие материалы:

Инструмент профессиональный;
Куски медной и стальной проволоки диаметром до 7 мм;
Труба из пластика толстостенная;
Металлическая сетка;
Сварочный аппарат инверторного типа.

Пластиковая трубка, имеющая внутренний диаметр 50мм, используется не только в качестве индукционной катушки, но и в роли теплопроводника. В электромагнитное поле помещаются кусочки стального провода, которые предварительно нарезаются на кусочки длиной 50-70мм. Специальные переходники служат для соединения механизма с системой патрубков, где с одной стороны носитель тепла входит холодным, а с другой стороны – выходит нагретым под воздействием индукции.

Важно! При самостоятельном изготовлении индукционного котла первый переходник обязательно присоединяется с помощью сварки, а второй можно садить на резьбу.

Внутреннее пространство трубки заполняется нарезанными кусочками провода, после чего конструкция надежно закрывается с двух сторон. Для изготовления индукционной катушки на пластиковый корпус наматывается около 100 витков медной проволоки, причем расстояние между ними должно быть одинаковым. После сборки самодельного индуктора производится установка и подключение его к системе обогрева.

Внимание! Чтобы сделать использование котла абсолютно безопасным, все видимые участки медного провода следует изолировать подходящими материалами с высокой тепло- и электропроводностью.

Сравнение цен на индукционные котлы отопления

На современном рынке тепловых узлов представлены устройства индукционного типа брендов: SAV, Вин, Miratron. Российские производители предлагают модели со следующими характеристиками и ориентировочными расценками.