Индукционные котлы отопления. виды и устройство. работа

Достоинства и недостатки индукционного котла

Индукционные котлы обладают следующими достоинствами:

1. Высокий КПД;
2. Отсутствие расходных элементов, надежность конструкции;
3. Малые габаритные размеры;
4. Простота монтажа и эксплуатации;
5. 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 337 , 1 сегодня)

Общая оценка индукционного агрегата

Мы разобрали практически все вопросы, которые касаются качества и эффективности индукционного отопительного котла. По ним можно сделать вывод, что это компактное и удобное в обслуживании устройство без каких-либо серьезных конструктивных недостатков. А вот его цена раза в 2 выше, чем у традиционных котлов. Но при этом каких-то экономических и других достоинств не наблюдается. Поэтому, прежде чем приобретать этот вид отопительного оборудования, необходимо учесть все, о чем говорилось выше.

Вид внутри

Теперь несколько слов по поводу монтажа. Есть несколько позиций, которые необходимо выполнить:

1. Первое — это обязательное наличие расширительного бака.
2. Второе — агрегаты, мощность которых превышает 7 киловатт, должны подключаться к сети электрического тока с напряжением 380 вольт.
3. Третье — если выбрана схема отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то котел должен быть установлен только в вертикальном положении.
4. Четвертое — для отопительной системы с мощным котлом рекомендуется использование циркуляционного насоса.

Правила монтажа

Сама установка несложная: подводятся трубы, делается заземление, подключается автоматика и производится настройка. Перечень всех работ есть в инструкции.

Для эффективной работы агрегата при установке необходимо выполнять следующие правила:

1. Выбор теплоносителя. Каждый производитель выдвигает свои требования. Например, для изделий фирмы «Галан» теплоносителем служит жидкость «Аргус-Галан», которую каждые 5 лет нужно менять. Для других моделей подходят только дистиллированная вода или антифриз.
2. Промывка отопительной системы. Если трубы и радиаторы старые, то в них могут содержаться солевые отложения, от которых необходимо избавиться. Загрязнения меняют плотность теплоносителя, что может негативно сказаться на работе прибора. Промывать систему рекомендуется с использованием ингибитора «Протектор».
3. Делается заземление. Без него запрещается включать оборудование. PE-проводником в этом случае выступает медный провод с сечением 4 мм2 и сопротивлением не больше 4 Ом.
4. Оптимальный расход жидкости. На 1 кВт мощности достаточно 8 литров теплоносителя — это значение оптимально в целях экономии электроэнергии.
5. Стравливание воздуха. Для этой цели в верхней части системы устанавливаются: воздушник, манометр и обратно-предохранительный клапан.
6. Место установки. Запорную арматуру следует размещать за расширительным бачком.
7. Положение корпуса. Перекосов быть не должно, так как это негативно скажется на эффективности устройства. Правильное положение — вертикальное.
8. Материал радиаторов. Предпочтение стоит отдавать биметаллическим или алюминиевым моделям, так как в них меньше всего примесей. Чугунные батареи не подойдут, так как требуют большого расхода теплоносителя.
9. Увеличение мощности. Если нужно отапливать двухэтажный загородный дом, допустимо объединение нескольких обогревателей.

Виды

Такие котлы для отопления дома на сегодняшний день бывают двух видов: SAV и ВИН. Каждый из них имеет свои особенности.

SAV

На индуктор в таких агрегатах поступает электричество с частотой в 50 Гц. Вторичной обмоткой выступает замкнутая труба, внутри которой находится теплоноситель. Последняя также является теплообменником, в котором и осуществляется обогрев . Процесс индукции позволяет быстро повысить температуру лабиринта труб, что значительно увеличивает производительность агрегата. Такие устройства подключают к сетям 220В и 380В – все зависит от мощности.

Котел такого вида в 2,5 кВт способен выделять энергии на 2100 ккал/час, что дает возможность комфортно отапливать помещение, площадью до 30 кв. м. Средняя цена рынке вместе с автоматикой колеблется в районе 500 долларов.

ВИН

Электрокотлы ВИН или вихревые индукционные отличаются от предшественников тем, что поступающий на первичную обмотку ток, сначала проходит преобразователь. Этот процесс позволяет сделать его высокочастотным. За счет такого механизма удается добиться повышения общего напряжения электромагнитного поля. А это в свою очередь позволяет усилить возникающие вихревые токи.

Корпус и внутренняя часть агрегата создается специально из ферромагнитного сплава. В результате определенных процессов возникает сильный нагрев. В связи с этим теплообменником в котле выступает не только конструкция из труб, но и отдельные компоненты корпуса.

Подобные агрегаты с мощностью в 3 кВт выделяют до 2500 ккал/час. Это позволяет отапливать помещения, площадь которых доходит до 40 кв. м. Чаще всего такие установки продаются в комплекте с автоматикой, кранами и насосом. Их средняя цена рынке составляет порядка 580 долларов.

Как видно, котлы, работа которых основана на таком явлении, как электромагнитная индукция, обладают всеми преимуществами других электрических установок. Кроме того, они также имеют и дополнительные. Если правильно подключить и настроить систему, она сможет экономить до 30% энергоносителя по сравнению с теми же ТЭНовыми.

Индукционный электрический котёл своими руками

Простота конструкции позволяет домашним умельцам изготовить индукционный отопительный котёл вин самостоятельно. При изготовлении простейшего варианта такого нагревателя потребуется приобрести высокочастотный сварочный инвертор.

Желательно, чтобы он был снабжён устройством для плавной регулировки тока. От величины сварочного тока (не менее 15 ампер) зависит мощность конструкции.

Также следует подготовить следующие материалы:

• толстостенную пластиковую трубу, внутренний диаметр которой чуть менее 5 см;
• проволока из нержавейки 7 мм;
• переходники для подсоединения к отопительной системе;
• эмалированный медный провод;
• мелкая металлическая сетка.

Проволока нарезается на кусочки около 5 см. Затем берётся пластиковая труба, на дне которой закрепляется металлическая сетка, а затем к основанию крепится переходник. Эта труба будет выполнять одновременно две функции — станет участком трубопровода отопительной системы и основой индукционной катушки.

Внутренняя часть трубы полностью заполняется обрезками проволоки. Они послужат материалом, нагреваемым электромагнитным полем, а закреплённая сетка из металла не даст им провалиться в трубопровод. Затем на верхнюю часть пластиковой трубы также устанавливается переходник.

Схема индукционного котла

Следующим этапом работы станет изготовление катушки. Вокруг основы из пластиковой трубы, заполненной обрезками проволоки, аккуратно наматываются 90 витков подготовленного медного провода. Провод должен быть расположен в средней части трубы.

Готовое устройство устанавливается с помощью переходников в разрыв трубопровода отопительной системы. Установка производится строго вертикально.

После монтажа катушку следует соединить с высокочастотным инвертором, а отопительную систему заполнить теплоносителем. Нагревательное устройство должно быть обязательно подключено к заземлению. Теперь можно начинать пользоваться нагревательным устройством, изготовленным собственноручно.

Для предотвращения потерь тепла и более эстетичного внешнего вида следует изготовить теплоизоляционный корпус.

Также смотрите видео о том, как сделать индукционное отопление своими руками:

Если посчитать средства, затраченные на приобретение составляющих для изготовления самодельного ВИН котла, то очевидно, что его стоимость будет намного меньше готового изделия, приобретённого в магазине.

Изучение потребительского спроса на рынке котельного оборудования говорит, что большая часть покупателей, использующих для отопления жилья электроэнергию, отдают предпочтение современным индукционным котлам заводского изготовления, оборудованными различными системами безопасности, мощными и экономичными. Такая обогревательная техника нового поколения с каждым годом становится более популярной.

Востребованные модели

Если вы хотите выбрать хороший индукционный электрический котел отопления, ознакомьтесь с дальнейшей информацией – мы расскажем вам про самые удачные и популярные модели. Что касается выбора по мощности, ориентируйтесь на площадь помещений. Помните, что на каждые 10 кв. м. площади требуется 1 кВт тепла.

Котлы ВИН-3

Перед нами самый простой вихревой индукционный котел, предназначенный для обогрева зданий небольшой площади. Его мощность составляет 3 кВт, отапливаемая площадь – до 30 кв. м (или от 90 до 140 кубометров обогреваемого объема). Он выполнен в виде трубы небольшого диаметра с боковыми патрубками для подключения системы отопления. В нижней части располагается контакт для подключения заземления. Блок управления подключается через контактную группу в верхней части корпуса.

Индукционный электрокотел предназначен для эксплуатации в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Он настолько мал, что не займет много места в помещении. Но настенное крепление должно быть надежным – вес агрегата составляет 30 кг. Для его питания используется однофазная сеть с напряжение 220 Вольт. Управляющий блок включает в себя защитные автоматы и отличается предельной компактностью.

Котел поставляется на рынок в нескольких комплектациях. Они включают в себя дополнительные узлы – управляющие блоки, регулирующую арматуру, датчики потока и многое другое, что может понадобиться для монтажа системы отопления.

Котлы Миратрон

Индукционные котлы Миратрон созданы для работы в системах отопления в зданиях площадью до 360 кв. м – на рынок поставляются модели мощностью от 6 до 36 кВт. Они выполнены в виде прямоугольных вертикальных шкафов со встроенными системами управления. Оборудование отличается своей информативностью – оно показывает количество работающих в данных момент секций, замеряет напряжение питания, отображает текущую мощность и температуру теплоносителя в подающей и обратной трубах.

Благодаря наличию продвинутой автоматики, котлы позволяют немного сэкономить за счет точного температурного контроля. А многосекционное исполнение снижает нагрузку на электросеть. Требуемый температурный режим работы отопления устанавливается с помощью кнопок, располагающихся на панели управления индукционных котлов. Здесь же мы увидим кнопку «Турбо», запускающую режим быстрого прогрева.

Котлы Sav PROF

Если у вас созрела необходимость купить малогабаритный индукционный котел для организации отопления в здании небольшого размера, обязательно обратите свое внимание на котлы Sav серии PROF. Они выполнены в аккуратных металлических корпусах, включающих в себя все необходимое для систем отопления – это пусковая автоматика, термоманометры, ручные спускники воздуха, датчики протока, модули управления и циркуляционные насосы

Из обвязки необходимо приобрести только расширительный бачок и предохранительный клапан.

Мощность индукционных котлов Sav PROF составляет 2.5, 3.5, 5 или 7 кВт – на выбор потребителя. Соответственно, обогреваемая площадь достигает 70 кв. м. при использовании самого мощного образца. Все модели питаются от однофазной сети с напряжением 220 Вольт. Благодаря компактному исполнению и наличию некоторых элементов обвязки, оборудование отличается предельной легкостью в монтаже – сборка отопления не отнимет у вас много сил и времени.

Представленные индукционные котлы обладают важным преимуществом – в них имеются контактные группы для подключения внешних элементов управления отоплением. К ним подключаются внешние температурные датчики, дополнительные пульты (в том числе с управлением по телефону и через интернет), а также программаторы.

Достоинства и недостатки индукционных котлов

Электрическое отопление является простейшей альтернативой традиционному отоплению с газовыми котлами. Правильно смонтированная система порадует потребителей теплом, а индукционное отопительное оборудование позволит рассчитывать на отсутствие проблем. Давайте рассмотрим основные преимущества индукционных агрегатов:

• Компактность – данные котлы действительно очень маленькие, по своему внешнему виду они напоминают трубу большого диаметра с патрубками меньшего диаметра (к патрубкам подключается система отопления). Хотя некоторые образцы промышленного назначения нельзя назвать компактными;
• КПД, близкий к 100% – почти вся электроэнергия превращается тепло. Тем не менее небольшие потери все-таки есть, так как ничего идеального в мире нет;
• Продолжительный срок службы – производители заявляют, что он составляет не менее 20-25 лет. И это действительно так, ведь здесь отсутствуют традиционные ТЭНы;
• Возможность работы с любыми видами теплоносителя;
• В индукционных котлах не образуется накипь – этим они выгодно отличаются от ТЭНов, на которых все-таки образуется незначительное количество известковых отложений;
• Повышенная надежность – индукционная катушка отличается приличным межвитковым расстоянием, а от сердечника витки отделяются надежной изоляцией. Поэтому ломаться тут особо нечему. Может выйти из строя разве что система питания, включающая в себя электронные компоненты;
• Возможность самостоятельного монтажа – в этом нет ничего сложного. Да и каких-либо настроек здесь нет.

Есть и определенные недостатки:

Правильно и качественно смонтированный индукционный котел – это не только приятная глазу картина, но и залог долгой и надежной работы всей системы.

• Дороговизна – в домашней системе отопления индукционный котел станет самым дорогим узлом. Но затраты того стоят;
• Высокое потребление электроэнергии – обеспечивает большие расходы на эксплуатацию отопления;
• Более сложная конструкция – здесь присутствует схема питания, которая отсутствует в ТЭНовых и электродных агрегатах.

Главный недостаток – это высокие цены на оборудование, хотя ничего сложного в нем нет.

Кроме того, если вы будете использовать индукционный котел мощностью более 7-к кВт, то вам потребуется трехфазная электросеть – это справедливо не только для индукционных, но и для любых других электрических отопительных агрегатов.

Водонагреватели типа «ВИН»

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

Схема нагрева теплоносителя

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

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

Отопление индукционными котлами

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

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

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

Пример подключения индукционного котла

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

Как выбрать прибор отопления

При выборе инверторного котла для отопления стоит учесть множество факторов

Прежде всего, необходимо обратить внимание на его мощность. На протяжении всего срока эксплуатации котла этот параметр остается без изменения

В расчет берется то, что для обогрева 1 м2 необходимо 60 Вт. Сделать вычисление очень легко. Необходимо добавить площадь всех помещений и умножить на указанное число. Если дом не утеплен, то лучше выбрать более мощные модели, так как будут присутствовать значительные теплопотери.

Немаловажным факторов являются особенности эксплуатации дома. Если он используется только для временного проживания, то здесь нет потребности постоянного поддерживания температуры в помещениях на заданном уровне. В таких случаях можно вполне обойтись агрегатом с мощностью не более 6 кВт.

При выборе стоит обратить внимание на комплектацию котла. Удобным является наличие электронного программного блока с диодным терморегулятором

С его помощью можно настроить работу агрегата на несколько дней и даже неделю вперед. Помимо этого, при наличии такого блока есть возможность управлять системой на расстоянии. Это дает возможность заранее прогреть дом до прибытия.

Важным параметром является и толщину стенок сердечника. От этого будет зависеть устойчивость элемента к коррозии. Таким образом, чем толще стенки, тем выше защита. Это основные параметры, которые стоит учесть при выборе устройства и сооружении отопительной системы. Если цена не приемлема, то можно воспользоваться аналогами или же соорудить котел самостоятельно. Для этого нужно просто обладать определенными знаниями и навыками.

Механизм действия индукционного котла

По конструкционному исполнению такие котлы представляют собой своего рода электрические индукторы, в состав которых входит две короткозамкнутые обмотки.

Так, внутренняя обмотка отвечает за преобразование поступающей электрической энергии в специальные вихревые токи. В агрегате образуется электрическое поле, которое в дальнейшем поступает на вторичный виток. Последний одновременно выполняет функции нагревательного элемента отопительного агрегата и корпуса котла.

Схема индукционного вихревого агрегата для отопительной сети

Вторичная же обмотка отвечает за передачу образующейся энергии непосредственно на теплоноситель системы отопления. В качестве теплоносителя в подобных установках используются специальные масла, незамерзающие жидкости или чистая вода.

Внутренняя обмотка нагревателя подвергается воздействию электроэнергии. В результате появляется некоторое напряжение и образуются вихревые токи. Созданная энергия отдается вторичной обмотке, после чего начинается нагрев сердечника. По достижению нагрева всей поверхности, теплоноситель начнет давать тепло радиаторам, а они — обогреваемым помещениям.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin