Индукционные котлы отопления: виды конструкций и тонкости процесса установки
Stroymir58.ru

Строительный портал

Индукционные котлы отопления: виды конструкций и тонкости процесса установки

Индукционный котел отопления: принцип работы и устройство 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.

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.

Как сделать индукционный котел своими руками

Индукционные отопительные котлы появились в продаже недавно и сразу составили конкуренцию привычным электрокотлам с ТЭНами. При схожих размерах и потребляемой мощности индукционные нагреватели способны значительно быстрее прогреть систему, кроме того, они могут работать в системах с низким качеством теплоносителя и реже требуют обслуживания. Применив знания в электротехнике и смекалку, можно сделать индукционный котел отопления своими руками.

Читать еще:  Особенности и виды металлических экранов на батарею отопления

Принцип действия

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Устройство

Промышленный индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет теплообменник, вокруг которого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока создается переменное электромагнитное поле, в результате которого возникают вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подключена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с блока управления создается ток необходимой частоты. Современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, позволяющий не только создать оптимальный режим нагрева теплоносителя, но и отключить устройство в случае аварийной ситуации.

Внутри сердечника-теплообменника находится теплоноситель. Под воздействием вихревых токов он нагревается до высоких температур. За счет разницы между температурой теплоносителя на входе и на выходе, из котла циркуляция теплоносителя по системе происходит непрерывно, даже без подключения насоса. Поэтому индукционные котлы можно использовать в системах с принудительной и естественной циркуляцией.

Теплоносителем может быть как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом не имеет значения: постоянная вибрация системы, неощутимая человеком, делает невозможной осаждение накипи и других примесей на стенках теплового контура.

Внешняя оболочка — металлический корпус, оснащенный системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла может быть любой, как и способ его установки: благодаря отсутствию бака внутри котла его размеры обычно невелики, а масса не превышает 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже кратковременно включать в работу без заполнения системы теплоносителем! Может произойти перегрев котла и выход из строя его элементов!

Достоинства:

  • Высокий КПД. Большинство производителей называют цифры 95-98%;
  • Большой выбор моделей различной мощности на однофазное напряжение

220 В или трехфазное

380 В;

  • Быстрый прогрев системы отопления при запуске;
  • Могут работать с любым теплоносителем;
  • Контур, по которому внутри котла проходит теплоноситель, абсолютно герметичен, что исключает протечки и связанные с ними неисправности;
  • Длительная работа без образования накипи и отложений. Именно это явление со временем снижает эффективность котлов с ТЭНами и служит частой причиной их поломки из-за перегрева нагревательных элементов;
  • Срок службы, заявленный производителями — от 25 до 30 лет.
  • Не лишены нагреватели и недостатков, наиболее значимый из которых — высокая цена. Этот фактор обычно побуждает рачительного хозяина собрать самодельный индукционный котел из подручных материалов и приборов. Несмотря на сложность процессов, происходящих в котлах такого типа, возможно создать конструкцию, не отстающую по основным параметрам от котла промышленного изготовления, и сделать индукционный котел своими руками.

    Котел с питанием от сварочного инвертора

    Конструкция такого самодельного котла довольно проста. Наиболее сложный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и электротехники — высокочастотный преобразователь. Его функцию отлично выполняет сварочный инвертор современного типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

    Кроме этого для монтажа потребуются:

    • медная проволока в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
    • изолированный провод с клеммами для подключения обмотки к инвертору;
    • обрезки проволоки из нержавейки диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
    • мелкая сетка из нержавейки;
    • отрезок водопроводной трубы из шитого полиэтилена или полипропилена для систем ГВС и отопления с диаметром 50 мм и толщиной стенки 8,4 мм, длина — 1 м;
    • переходники с трубы 50 мм на трубы, задействованные в существующей или проектируемой системе отопления, тройник для подключения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
    • полосы текстолита для крепления обмотки;
    • эпоксидный клей для изоляции обмотки;
    • корпус самодельного котла, его можно сделать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно установить инвертор и закрепить нагревательный элемент.

    Последовательность сборки и монтажа элементов:

    1. На отрезок полипропиленовой трубы диаметром 50 мм с помощью эпоксидного клея крепят 4 полосы из текстолита шириной 8-10 мм, отступив от концов трубы по 70-100 мм. На них будет намотана обмотка. Для закрепления крайних витков обмотки в текстолите можно сделать пазы.
    2. Наматывают 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Витки должны располагаться примерно через 0,3-0,6 мм на равном расстоянии. Точное количество витков зависит от диаметра используемого провода и его удельного сопротивления, а также выходных параметров инвертора.
    3. При установке самодельного котла в жилом помещении рекомендуется выполнить тороидальную обмотку для снижения внешнего электромагнитного поля. Тороидальная обмотка состоит из одинакового количества встречно направленных витков, при этом электромагнитные потоки взаимно компенсируются и проходят только по внутреннему контуру.
    4. Внутрь трубы с одного ее конца вставляют сетку из нержавейки и плотно набивают ее с другой стороны отрезками нержавеющей проволоки — она будет нагреваться под воздействием вихревых токов. Нержавейку рекомендуется использовать для того, чтобы со временем не произошло коррозионное разрушение проволоки, но теоретически подойдет любой токопроводящий металл, в том числе проволока-катанка. Второй конец трубы также закрывают сеткой.
    5. На оба конца трубs напаивают полипропиленовые переходники на диаметр, используемый в системе отопления. На них устанавливают шаровые вентили, позволяющие перекрыть циркуляцию и снять теплообменник для ревизии.
    6. Со стороны верхнего выходного переходника устанавливают аварийный клапан для сброса давления.
      Обмазывают обмотку эпоксидным клеем для обеспечения качественной электроизоляции обмотки. Изготовление клея рекомендуется выполнять с небольшим отступлением от инструкции, добавив на 10-15% меньше отвердителя. Это сделает изоляцию менее хрупкой.
    7. Крепят к выводам обмотки провода в изоляции с помощью обжимных клемм. Второй конец провода должен быть оснащен клеммами для подключения к инвертору. Диаметр проводов должен выдерживать максимальный выходной ток инвертора.
    8. Устанавливают теплообменник в шкаф, закрепив его на кронштейны из термостойкого не проводящего ток материала. Можно использовать текстолит.
    9. Подключают нагреватель к системе и заполняют ее водой.
    10. В нижнюю часть шкафа ставят инвертор. Подключают к нему клеммы и включают его в сеть. Производят запуск котла и настройку режима.

    Корпус шкафа из металла необходимо обязательно заземлить!

    Из индукционной плитки

    Индукционный котел можно сделать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают нагревательный элемент плитки и используют медный провод для намотки на сердечник, изготовленный указанным выше способом.

    Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

    Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

    • Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
    • Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
    • Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

    Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

    Более простой вариант использования индукционной плитки, исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы — установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

    При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

    Нагреватель сухого типа

    Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
    Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

    Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.

    Реальная экономия или наглый обман? Особенности индукционных котлов отопления

    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:

    1. На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.
    2. Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).
    3. Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.
    4. Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С).
    5. 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:

    1. Корпуса, состоящего из диэлектрического металла.
    2. Электроизоляционного слоя.
    3. Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм).
    4. Температурного датчика в корпусе котла.
    5. Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.
    6. Автовыключателей (в пульте управления).
    7. 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:

    1. Автоматически распознаёт подходящую посуду (только из ферромагнитных металлов и с плоским дном), а под неподходящей даже не включается.
    2. Нагревает быстрее, чем газовая или электрическая, следовательно, блюда готовятся оперативнее.
    3. 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.

    Плюсы и минусы индукционного электрического котла

    Минусы индукционного котла:

    1. 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.
    2. 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.
    3. Стоит почти в 2 раза дороже ТЭНового. При этом его заявленная экономичность явно завышена и окупать себя будет долго.
    4. В рациональности и экономии серьёзно уступает газовым и твердотопливным системам отопления.

    Преимущества:

    1. 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.
    2. 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 рассуждения о 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:

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

    Фото 3. Схема подключения индукционного котла к системе отопления. Стрелками показаны части конструкции.

    Вспомогательные приборы крепятся на трубу обратной подачи в следующей последовательности:

    1. Бак расширения.
    2. Фильтр-отстойник.
    3. Фильтр для грубой очистки.
    4. Насос.
    5. Датчик циркуляции.

    Важно! Для индукционного нагревателя обязательно выполнить заземление! Оптимально использовать для этого отдельный провод (лучше шину) и присоединить к заземлению всего дома.

    Полезное видео

    Посмотрите видео, в котором рассказывается, действительно ли индукционные котлы энергосберегающие?

    Вывод

    Очевидные преимущества индукционного отопления перед другими видами отопительных систем отсутствуют, учитывая его высокую цену.

    Но если рисовать портрет его идеального потребителя, то это будет обладатель дачной усадьбы, расположенной в негазифицированной местности, которому нужна дистанционно регулируемая система отопления для нечастого и умеренного использования.

    И есть возможность установить индукционный котёл в подвале, дабы он не слишком «фонил» вредными полями в сторону жильцов, но, напротив, отпугивал мышей, кротов и крыс. Долговечность и отсутствие в периодическом техобслуживании действительно будет плюсом для такого потребителя и оправдает все затраты в длительной перспективе.

    Виды индукционных котлов для отопления

    Энергоносители, которые обычно используются для отопления частных домов, постоянно растут в цене. Обогреть загородное жилье без дополнительных трат поможет индукционный котел отопления. Именно такой способ для отопления получения тепла позволит достигнуть максимального результата за небольшие деньги.

    Устройство необязательно покупать. Сделать самому индукционный котел под силу любому домовитому хозяину. Причем использовать такой вид обогрева жилья можно, использовать как в больших загородных домах, так и в маленьких дачных домиках. Владелец любой недвижимости останется доволен экономическим результатом.

    Принцип работы

    Принцип работы высокочастотных индукционных котлов позволяют оставить прежнюю систему обогрева помещения в неизменном виде. Это порадует любителей сэкономить. Ведь переделать отопление в большом доме обязательно станет в копеечку. И заняло немало времени. Монтаж индукционного котла отопления своими руками не займет много времени, денег. Он доступен даже неопытному мастеру.

    Схема индукционного котла

    Индукционный теплогенератор — это трансформатор, в котором используется принцип первичной и вторичной обмотки. Так можно описать простейший принцип работы. Первичная обмотка котла преобразует электрическое поле. Вторичная обмотка направляет тепло к воде, маслу, антифризу, любому другому.

    Понять принципиальную схему индукционного котла и воплотить ее в жизнь способен даже начинающий мастер. Под корпусом расположены слои теплоизоляционного материала, электрической изоляции, сердечник с двойной стенкой, а также внешний контур. Результатом такой конструкции становится почти полное отсутствие потерь тепла при передаче на теплоноситель.

    Фото схемы индукционного котла

    Благодаря чему проявляется такая высокая эффективность высокочастотного аппарата? Секрет в том, что теплоноситель за более короткий, чем в обычных системах срок — в два раза быстрее — успевает нагреться дважды. Все это из-за низкого уровня инерции. Финансовая выгода от подобной конструкции налицо. Есть еще один плюс благодаря магнитному полю трубы отопления остаются чистыми, без накипи.

    Собираем индукционный котел своими руками

    По мере использования становятся очевидными другие достоинства индукционного отопления. Срок пользования оборудованием никак не ограничен. Полученную конструкцию не нужно никак обслуживать, даже чистить. Максимум протереть пыль поверхности.

    Устройство индукционного котла

    Самая простая форма индукционного котла отопления может быть успешно реализована в помещении разных размеров.

    Создать дешевую систему отопления индукционного типа в своем жилище— дело нехитрое, под силу любому. Специального образования получать не нужно. Изучать теорию отопления тоже не потребуется. Достаточно иметь под рукой необходимые инструменты и исходные материалы, чтобы воплотить задумку в жизнь.

    Изготовить индукционный котел своими руками вполне реально. Что для этого понадобится? Сварочный инвертор — для быстрой и легкой сборки корпуса и подсоединения труб отопления. Далее нужно подобрать материалы, которые будут нагреваться с помощью электромагнитного поля. Опыт показывает, что самыми эффективным и недорогим вариантом станет стальная проволока. Диаметром не более 7 мм. Ее нужно разрезать на части длиной не более 5 см.

    В качестве корпуса индукционного электрокотла проще всего использовать обыкновенную пластиковую трубу, внутренний диаметр которой также не превышает 5 см. В нем необходимо расположить основу индукционной катушки. Для этих целей лучше подобрать трубу с толстыми стенками. В этой части аппарат будет происходить нагрев. Такой котел отопления станет участком трубопровода с теплоносителем.

    Подключение индукционного котла к системе отопления — один из ключевых этапов. Для этого используются специальные переходники, которые соединят трубы отопления с механизмом. Теплоноситель через переходник будет поступать в индукционный котел, нагреваться там, затем обогревать всю систему отопления. Таким образом, переходник должен быть подведен с самому основанию корпуса котла.

    Дно пластикового корпуса нужно выложить металлической сеткой. Она станет барьером от выпадения кусочков стальной проволоки. Короткими проволочными отрезками, необходимо заполнить всю полость трубы. Хорошо, если кусочки будут короткими, не более 5 сантиметров. Так труба будет заполнена более основательно.

    Пластиковая труба в качестве корпуса

    Индукционная катушка выступает в этой конструкции главным нагревательным элементом. Изготавливать катушку для котла нужно из эмалированной медной проволоки. На уже подготовленный корпус будущего электрического прибора необходимо намотать этот медный провод. 90 витков.

    Важный момент: во время обмотки нужно следить, чтобы расстояние между витками было максимально одинаковым. Теперь индуктор готов для подключения к системе отопления.

    В результате такой работы получается небольшого размера устройство, которое подключается в любой части обогревательной системы. Необходимо лишь вырезать кусок трубопровода, а вместо него с помощью переходников, установить индукционный аппарат. Нужно помнить, что катушка подключается к инвертору высокой частоты. И может использоваться только в системах, заполненных носителем тепла: водой, антифризом, маслом и так далее. Иначе корпус не выдержит нагрева и расплавится.

    В результате на изготовление индукционного котла были потрачены совсем небольшие средства. При этом скорость нагрева батарей отопления увеличивается вдвое.

    Второй вид котла

    Существуют и другие способы создания подобных нагревательных приборов. Рассмотрим второй вид котла индукционного типа. Он будет стоить дороже, но результат порадует еще больше.

    Мастер должен обладать более серьезными навыками. Желателен опыт работы со сваркой. Понадобится трехфазный стационарный инвертор, дополнительные инструменты.

    Этот самодельный индукционный котел включает в себя уже две трубы. Одна крепится внутри другой с помощью сварки. Устройство будет сразу выполнять две функции. С одной стороны, это сердечник — источник электромагнитного поля, с другой — нагревательный элемент.

    Медной проволокой обвивается внешняя труба. В результате — высокая эффективность, компактные габариты и легкий вес устройства. Для подводки теплоносителя используются патрубки.

    Обмотка внешней трубы

    Достоинства

    Во время самостоятельного изготовления индукционных котлов необходимо придерживаться некоторых правил.

    Устройство индукционного котла можно устанавливать только в закрытые отопительные системы. В них обязательно должен использоваться циркуляционный насос. При этом трубы в системе могут быть любыми, даже пластиковыми.

    Необходимо позаботиться, чтобы расстояние между индукционным электрическим котлом и другими объектами (мебелью, бытовой техникой) составляло минимум 30 см. Во избежание порчи имущества. Слишком близко к потолку тоже не стоит монтировать прибор. Дистанция не должна быть меньше 80 см.

    Работать над вторым вариантом котла придется немного дольше. Однако отзывы о индукционном котле говорят, что трудозатраты того стоят. Такое устройство будет эффективно обогревать дом не меньше четверти века. Без всякого дополнительного обслуживания.

    Фото схемы подключения индукционного котла

    Достоинства индукционных котлов:

    • допускается использование, как переменного, так и постоянного тока;
    • все элементы устройства долговечны;
    • элементарная конструкция;
    • нет необходимости выделять специальное место для котельной;
    • класс пожарной безопасности относится ко 2 группе;
    • КПД котла, который сделан своими руками или куплен в магазине равен почти 100 процентам;
    • вид теплоносителя может быть любым;
    • на самостоятельное изготовление нужны минимальные затраты.

    Очевидно, что электрический котел индукционного типа — современное устройство, которое имеет все качества техники будущего. Высокоэффективный, дешевый агрегат способен быстро обогреть и загородный коттедж, и дачу, и складское помещение. При этом никаких сложностей в установке. И никаких затрат на обслуживание.

    Индукционные котлы отопления. Виды и устройство. Работа

    Индукционные котлы отопления применяются в домашних отопительных системах. Они обеспечивают нагрев путем потребления электроэнергии. Их главными конкурентами являются ТЭНовые и электродные котлы. Индукционное оборудование также называют вихревым. Оно считается наиболее экономным, поэтому оборудование системы отопления дома такими системами позволяет минимизировать затраты на оплату счетов за потребленную электроэнергию.

    Виды индукционных котлов

    На рынке отопительного оборудования индукционные котлы имеют два вида:
    1. Котлы SAV. Индуктор этих устройств, представляющий первичную обмотку, принимает ток частотой 50 Гц. Система труб, наполненная теплоносителем, представляет вторичную обмотку и теплообменник. Индукционный ток разогревает почти мгновенно теплообменник, который повышает эффективность работы котла. Подключают эти электроприборы в одно- и трехфазную сеть.
    2. Котлы ВИН. Корпус этого прибора и его внутреннюю часть производят из ферромагнитного сплава. Этот материал способен отменно перемагничиваться, вызывая сильное нагревание, поэтому он играет роль теплообменника, вместе с системой труб. Ток, поступающий на индуктор, является высокочастотным, благодаря тому, что изменяется в преобразователе. Общая напряженность электромагнитного поля возрастает, из-за чего возникающие токи усиливаются.

    Индукционное отопительное оборудование монтируется лишь в закрытые системы с гидроаккумуляторным мембранным баком, а также принудительной циркуляцией теплоносителя.

    Как устроены индукционные котлы отопления

    В основе работы данного оборудования лежит научное открытие, сделанное еще 1831 году Фарадеем. Для обеспечения нагрева применяется явление электромагнитной индукции. Проходящая через котел вода разогревается под воздействием вихревых токов, которые генерируются в сердечнике катушки. Они образуются в результате влияния переменного электрического поля. Сердечник катушки сделан в форме трубы, по которой и циркулирует теплоноситель. Фактически такое устройство представляет собой преобразователь электрической энергии в тепловую. При этом эффективность перевода составляет 98%. Это очень высокий показатель КПД, которым не могут похвастаться другие электрические котлы.

    При создании катушки подбирается диаметр провода для обмотки и его длина таким образом, чтобы при работе со стандартной сетью 220 вольт преображение электричества в тепло не позволяло получать температуру выше 95 градусов. Именно такой показатель является безопасным для оборудования и тонкой токопроводящей проволоки. Благодаря этому катушка имеет продолжительный ресурс. Полость котла спроектирована таким образом, чтобы обеспечить максимально продолжительное движение холодного теплоносителя через корпус. Повороты канала позволяют воде хорошо прогреться, перед тем как она отправиться по кругу в замкнутой тепловой системе.

    Конструкция индукционных котлов предусматривает их постоянную работу на полную мощность, поскольку установка устройства для регулировки напряжения нерациональна. К примеру, вентилятор можно настраивать на различную скорость вращения, тем самым подбирая наиболее удобный режим. В случае с котлами они при включении всегда греют одинаково сильно. Чтобы предотвратить чрезмерный перегрев теплоносителя предусматривается дополнительная автоматическая система, которая контролируют температуру в помещении или в трубах. При достижении необходимого значения нагрева она отключает питание котла. Как только произойдет охлаждение, автоматика снова запустит котел, и температура будет быстро доведена до нужного показателя.

    Такой регулировкой занимается специальный электронный блок. Настройка может проводиться различными способами. Самые простые устройства предусматривают механическую регулировку, дорогостоящие сенсорную и даже дистанционную.

    Достоинства и недостатки вихревых котлов

    Индукционные котлы отопления это сравнительно новый продукт, поэтому к нему пока относятся с осторожностью. Многие считают, что отдельные заявленные характеристики просто коммерческая хитрость, нацеленная на привлечение покупателей.

    Среди всего множества преимуществ этого оборудования можно выделить безусловные плюсы, которые действительно имеют место:
    • КПД 97-98%.
    • Большой эксплуатационный ресурс.
    • Компактные габариты.
    • Очень быстрый нагрев теплоносителя.
    • Полная автоматизация системы.

    Такие котлы имеют очень надежную конструкцию, но даже в случае поломки их можно починить. Для этого работают специализированные мастерские. Многие вышедшие из строя детали подлежат восстановлению, что значительно удешевляет ремонт. Кроме того производители предлагают в свободной продаже новые запчасти, что тоже не может не радовать.

    При использовании в системе отопления такого котла, отпадает необходимость в постоянном внимании к его работе. Если применяя твердотопливное оборудование нужно периодически загружать топливо, то выбирая электрические котлы, необходимость в любом внимании на протяжении отопительного сезона вообще отсутствует. Автоматическая система управления будет поддерживать необходимый микроклимат в помещении, который был настроен вручную.

    Существенный недостаток, который не позволяет всем желающим перейти на такое оборудование, является его цена. Это новый продукт, который производят не так много компаний, поэтому отсутствие серьезной конкуренции позволяет задирать цены.

    Единственная характеристика котла, которую можно косвенно назвать недостатком, это его очень быстрый нагрев. Как следствие он абсолютно не переносит отсутствие теплоносителя. Если вдруг в системе случиться утечка и жидкость уйдет, то пустой корпус котла расплавится буквально за считанные секунды. Именно поэтому осуществляя монтаж отопительной системы, применяя индукционные котлы отопления, нужно использовать надежные фитинги, качественные трубы, и делать все максимально аккуратно с точным соблюдением технологии.

    Заблуждения насчет вихревых котлов

    Считается, что индукционные котлы отопления якобы на 20% более эффективные прочих электроустановок. На самом деле эта информация сильно приукрашена. К примеру, качественно сделанный ТЭНовый котел имеет КПД 96%. Сказать, что вихревое оборудования намного лучше в этом плане нельзя. Скорее всего, такой миф родился от впечатления скорости прогрева. Действительно котел оборудованный ТЭНом греет теплоноситель дольше, поскольку в нем применяется многослойная структура нагревателя. Пока вольфрамовая спираль передаст свою температуру теплоносителю, то уйдет больше времени. При этом энергия, потраченная для разогрева спирали, никуда не девается, она разогревает кварцевый песок, а потом постепенно передается теплоносителю.

    Продавцы, которые реализуют индукционные котлы отопления, создали еще миф о том, что такое оборудование абсолютно не нуждается в обслуживании. Бытует мнение, что поскольку разогрев в жидкости осуществляется под воздействием магнитного поля, то отсутствие сильно нагретых поверхностей не приводит к образованию накипи как на ТЭНе. Это абсолютное заблуждение, поскольку жесткая вода, циркулирующая в закрытом контуре, обязательно начнет создавать жесткие отложения. Для обеспечения хорошей проходимости теплоносителя обязательно нужно после окончания каждого сезона осуществлять промывку системы.

    Утверждается, что поскольку такой котел очень маленький, то его можно ставить абсолютно в любом помещении даже на маленькой кухне. С практической точки зрения это действительно так, но не стоит забывать, что в котле создается мощное электромагнитное поле. Оно негативно влияет на чувствительных людей, поэтому такое оборудование лучше ставить подальше от тех мест, где приходится находиться часто. В идеале иметь специальное техническое помещение, где и будет располагаться котел.

    Рекламируя индукционные котлы отопления, производители и продавцы еще утверждают, что это абсолютно бесшумные устройства, которые идеально подходят для использования в жилых помещениях. Это совершенно надуманное преимущество. Абсолютно все электрические нагревательные приборы являются практически бесшумными. Характерный звук создает только циркуляционный насос, гоняющий теплоноситель по контору. Конечно, старые котлы с покрытыми накипью ТЭНами создают определенный гул, но хорошее своевременное обслуживание позволяет полностью устранять такой недостаток. Таким образом, что котлы с ТЭНом, что с катушкой одинаковы.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector