Індукційні котли: реальні переваги та недоліки. Чи варто купити електричний котел для опалення будинку? Скільки коштує підключити індукційний котел

У процесі планування пристрою опалювальної системи на дачі або в заміському будинку багато хто намагається вирішити проблему надмірних витрат на енергоносії шляхом встановлення індукційного опалювального котла. Крім економії електроенергії, його пристрій такий, що дозволяє обходитися без шкідливих викидів у навколишнє середовище і не становить ніякої небезпеки в процесі використання. Важливим аргументом на його користь є можливість його самостійного конструювання. У цій статті ми розглянемо, що таке індукційний опалювальний котел: все про принцип роботи + 2 варіанти пристрою своїми руками. Крім того, нам стануть очевидними його переваги перед звичайними електричними котлами та газовими агрегатами.

Влаштування індукційних котлів

В основу внутрішнього пристрою такого казана включений індуктор (трансформатор). Звичайні побутові індукційні котли трохи відрізняються від аналогічних промислових з циліндричною системою обмотки. У компактних котлах побутового призначення застосовується мідна обмотка тороїдального типу.

Зовнішній корпус агрегату виконаний з пофарбованого металу, потім йде товстий шар тепло- та електроізоляції, всередині якої знаходиться сердечник з подвійною стінкою. Він виготовлений з особливої ​​феромагнітної сталі та має товщину стінок не менше 10 мм. Тороїдальна обмотка, яка намотана на сердечнику – це первинна обмотка. Саме в ній відбувається перетворення енергії електричного поля на магнітне, яке створює вихрові струми. Вже їхня енергія переноситься на вторинну обмотку. У ролі вторинної обмотки виступає корпус контуру, який під впливом цієї енергії виділяє велику кількість тепла, що передається теплоносія. Тороїдальна обмотка дозволяє створювати агрегати з невеликою вагою та габаритами.

Принцип дії індукційних казанів

У стандартну комплектацію зазвичай входить сам котел, необхідний напівпровідниковий перетворювач, званий інвертором, автоматичні вимикачі, терморегулятор електронний. Сам температурний датчик знаходиться усередині корпусу казана.

Робота індукційних котлів виходить з принципі електромагнітної індукції. Його суть у тому, що електроенергія, яка споживається з мережі, створює електромагнітне поле. Теплоносій подається всередину котла через котел через водний патрубок, який приварений внизу. Змінний струм частотою 20 кГц надходить на казан через інвертор. При включенні цього пристрою струм протікає через тороїдальну обмотку котла. При цьому сталевий осердя всього за 7 хвилин нагрівається до температури 750 градусів.

Вироблене тепло передається теплоносію, що циркулює всередині контуру. Швидке нагрівання рідини створює конвекційні потоки. Це означає, що розігрітий теплоносій сильно розширюється і спрямовується до конструкції котла і далі в саму систему опалення. Часто буває достатньо, щоб відбувалася повноцінна робота побутового котла, що має середню довжиною опалювального контуру. Такий метод дозволяє досить швидко обігрівати всю систему, але для кращої циркуляції необхідно додатково встановлювати звичайний циркуляційний насос.

Завдяки застосуванню принципу магнітної індукції розігрів теплоносія в таких котлах відбувається набагато швидше, ніж в агрегатах з тенами, а втрати тепла мінімальні. На сердечнику майже не виникає накип, яким би жорстким і вапняним не була вода.

Це відбувається тому, що вихрові потоки змушують осердя вібрувати, не дозволяючи утворитися накипу. Одночасно бульбашки, що скипають у його тіла, очищають поверхню сердечника. Через герметичність всієї системи, теплоносій забирає максимальну (98%) кількість теплової енергії, що виділяється. Таким чином, ці параметри дуже сильно збільшують ККД котла, що позитивно позначається на його економічності та термінах експлуатації.

Плюси та мінуси індукційних котлів

Індукційні котли мають низку безумовних переваг перед звичайними котлами на ТЕНах:

• Стабільні показники ККД до 99% практично весь термін експлуатації.
• Відсутність елементів, що нагріваються, що значно продовжує термін застосування пристрою.
• Відсутність рухомих елементів, що повністю виключає механічне зношування та необхідність заміни комплектуючих.
• Відсутність роз'ємних внутрішніх з'єднань дає можливість виникнення течі.
• Повна доступність роботи навіть за постійного струму чи низькому напрузі у мережі.
• Дуже швидке нагрівання до потрібної температури теплоносія (5 – 7 хв).
• Досить високий ступінь електро- та пожежної безпеки, що відповідає класу II за рахунок використання сердечника, не пов'язаного безпосередньо з індуктором.
• Відсутність необхідності встановлення димоходу та надання під котел окремо розташованого приміщення. Для встановлення даної системи немає потреби у залученні висококваліфікованих спеціалістів.
• Нормативний термін експлуатації приладу до 25 років і більше. Він безпосередньо залежить від герметичності запаяного зовнішнього шва та від великої товщини металевих труб для осердя. Йому не потрібні жодні профілактичні роботи протягом усього терміну експлуатації.
• Котел може використовувати всі доступні рідкі теплоносії: масло, вода, антифриз, етиленгліколь без попередньої підготовки.
• Міняти відпрацювання теплоносія можна лише один раз на 10 років.
• Хороший захист від перегріву та різних аварій, безшумність під час роботи.
• На казанах встановлені електронні автоматизовані системи управління.
• Усередині контуру відсутній накип.
• Можливість підключення котла до будь-яких опалювальних систем закритого типу.
• Мінімально можливе прогрівання теплоносія - 35°С.

Але індукційні котли мають недоліки, як перед іншими опалювальними приладами, так і за індивідуальними специфічними параметрами.

• Такі котли можна підключити тільки до закритого контуру опалення, часто з примусовою циркуляцією теплоносія.
• Достатньо велика вага котла за досить невеликих розмірів. Вага котла потужністю 2,5 кВт становить щонайменше 23 кг за повної висоті 45 див і діаметрі 12 див.
• Більша, ніж у інших котлів ціна, яка обумовлена ​​наявністю дорогої деталі – інвертора.
• Генеровані на відстань за кілька метрів від котла радіоперешкоди в довгохвильовому, середньохвильовому і навіть УКХ-діапазоні. Вони не впливають на людський організм, але їх добре відчувають домашні тварини та електронна апаратура.

Встановлення індукційного котла та системи керування до нього

Встановлення таких котлів можливе лише у закриту систему опалення. Це вимагає наявності розширювального бачка-експанзомату та насоса для примусової циркуляції теплоносія.

Згідно з інструкцією, індукційний котел виставляється вертикально. Після цього до нижнього патрубка введення підключається зворотна труба контуру опалення. Вихідний патрубок розташований у верхній частині пристрою (збоку або зверху). На нього кільце подає трубопровід.

Вага монтованого котла досить серйозна, тому кріпленням потрібно приділити особливу увагу. Вони повинні бути дуже надійними з урахуванням того, що при роботі котла його вага значно збільшиться за рахунок теплоносія, що поступає всередину. Бічна відстань від котла до навколишніх предметів та стін – 300 мм. Відстань до підлоги та стелі – 800 мм і не менше. Важливою та обов'язковою умовою при монтажі таких котлів є їхнє заземлення. З ним можна використовувати, як металеві, так і металопластикові труби.

Поруч із вивідним патрубком вбудовується група приладів безпеки: підривний клапан, манометр, відвідник повітря. Розширювальний бачок встановлюється на зручній ділянці зворотної труби системи. Запірна арматура переважно монтується вже після групи безпеки.

Монтаж всієї системи управління, а також самого котла потрібно проводити відповідно до існуючих правил і норм ПУЕ, схем та умов, що містяться в технічному паспорті, що є в комплекті.

Приклади саморобних конструкцій

Якщо ви не збираєтеся використовувати індукційний котел для здійснення головного опалення в приватному будинку, а хочете обладнати дачу або гараж, то ви можете спробувати сконструювати його самостійно. Існує два варіанти, як це зробити.

Перший варіант

Для його реалізації знадобляться шматки пластикових труб та зварювальний інвертор. Маючи елементарні знання в галузі фізики та вміючи користуватися кусачками, можна самостійно змайструвати елементарну індукційну модель. Для цього потрібно придбати вже створений високочастотний зварювальний інвертор з плавним регулюванням потужності струму до 15 ампер або навіть вище. Для обігріву великої площі краще вибрати набагато потужніший апарат. Також знадобиться катанка з нержавіючої сталі або стандартні відрізки сталевого дроту. Це потрібно для виконання ролі елемента, що нагрівається. Їхня довжина – близько 50 мм, при діаметрі 7 мм.

Важливою складовою є мідний дріт, який можна придбати без проблем у будь-якому тематичному магазині. Не слід використовувати обмотку зі старих котушок. Корпус, що є основою індукційної котушки, - це одночасно частина трубопроводу, тому його можна виготовити з пластикової труби з товстими стінками. Її внутрішній діаметр має бути 50 мм. До цього корпусу кріплять два вихідні патрубки для надходження холодного та віддачі гарячого теплоносія. Весь внутрішній простір корпусу потрібно повністю заповнити відрізками дроту та закрити металевою сіткою, щоб вони не висипалися.

Індукційну котушку роблять наступним чином: навколо раніше приготовленої пластикової труби поступово намотують покритий емаллю мідний дріт. Знадобиться приблизно 90 витків. Саморобний пристрій, що вийшов, потрібно підключити до трубопровідної мережі. З трубопроводу вирізують невелику ділянку труби, а замість нього встановлюють індукційний саморобний котел. Його підключають через інвертор та просто запускають воду.

Другий варіант

Цей варіант передбачає використання трифазного трансформатора з можливістю та фіксації. Крім того, знадобиться ще й зварювальний апарат. Для виготовлення пристрою потрібно зварити дві труби таким чином, щоб вони були схожі на бублик у розрізі. Ця конструкція виконує як провідникову, так і нагрівальну функції. Потім намотують обмотку, безпосередньо на корпус котла з метою його більш ефективної роботи, незважаючи на невелику вагу та розміри. Тут використовується стандартна схема нагрівання теплоносія: він одержує велику кількість теплової енергії при контакті з обмоткою.

Схема виготовлення такої конструкції дещо складніша, ніж у першому варіанті. Котел обладнується двома патрубками як для входу холодного теплоносія, так і для виходу нагрітого. Якщо придумати і самостійно спорудити захисний кожух, можна мінімізувати теплові втрати.

Особливості самостійної установки та експлуатації саморобних котлів

Як і у випадку котлів, вироблених на заводі, для монтажу індукційної саморобної установки може підійти тільки опалювальна система закритого типу. До її складу повинен входити відцентровий насос, який створює постійну циркуляцію теплоносія усередині опалювальної системи. Поширені сьогодні пластикові трубопроводи якнайкраще підходять для встановлення саморобного індукційного котла. Усі нормативи, що стосуються встановлення магазинних котлів, повинні дотримуватися повною мірою і в даному випадку. Якщо встановити на систему органи управління та прилади безпеки, то ваша саморобна установка мало чим поступатиметься своїм заводським побратимам.

Хоча виготовити такий прилад досить складно, і краще не братися за цю справу, не маючи прямих рук, експлуатувати її одне задоволення. Адже разом із зручністю експлуатації ми отримуємо ще й серйозну економію електроенергії.

Пристрій обладнання даної групи простий і мало чим відрізняється від аналогів з ТЕН. Основна різниця – у вигляді нагрівальних елементів. У таких котлах замість звичної спіралі в колбі встановлений блок електродів, поміщений в теплоізольований корпус (бак водогрійного котла).

Принцип дії заснований на перетворенні кінетичної енергії іонів солей, розчинених у рідині, теплову; що з більшою швидкістю вони переміщаються, то вище ступінь її нагрівання. Вона залежить не тільки від постійної зміни полюсів (~U 50 Гц), але і регулювання процесу напругою, що подається на електроди котла; Змінюючи його значення, користувач вибирає прийнятну температуру теплоносія на виході опалювальної установки. Принципова відмінність від роботи ТЕНового казана в тому, що вода є частиною електричної схеми; Струм проходить через неї.

Що це означає? Ел/опір рідини безпосередньо з температурою. Піднімаючи її, вдається досягти раціональнішого витрачання ел/енергії (75 0С – оптимальний режим). А специфіка процесу, що протікає в баку котла, унеможливлює тепловтрати.

Плюси електродних моделей

• Великий сортамент. Вибір способу підключення (1 або 3 фази) та потужності (в діапазоні 2–50 кВт).
• Проект на встановлення електродного котла, на відміну від газового обладнання, не потрібен.
• Високий ККД – до 98%.
• Компактність.
• Інертність до перепадів пром/напруги. Його нестабільність на роботі установки не відбивається.
• Інерційність електродного казана нульова. Вся теплова енергія витрачається підвищення температури води, а чи не попередній розігрів ТЕН.
• Універсальність експлуатації. У схемах опалення з електродними котлами може використовуватися вода або незамерзайка.
• Надійність. Весь пристрій - бак + металеві штирі; ламатися нема чому.
• Зручність монтажу. Електродному, як і будь-якому іншому ел/котлу, не потрібний; обмежень за місцем встановлення практично немає.
• Можливість автоматизації. Хоча дорогі моделі спочатку оснащені всім потрібним.
• Електродні котли здатні працювати у каскадних схемах. А це збільшення потужності + резервування.
• Для обслуговування, заміни електродів викликати спеціаліста не обов'язково.
• Демократичні ціни на обладнання.

Мінуси

• Вимоги до режиму. При перевищенні температури теплоносія значення 75 0С зростає енергоспоживання. Для опалювальних систем з великою довжиною складно вибрати казан відповідної потужності. Причини: ліміт постачання ен/ресурсу для приватного сектора, підвищене навантаження на лінію.
• Чутливість до якості рідини. Як і ТЕН, на електродах поступово відкладаються сольові освіти; необхідне регулярне очищення.
• Неухильне зниження потужності. Пов'язано з природним "стоншенням" електродів. Їх потрібно регулярно міняти, як і ТЕН у традиційних моделях.
• Надійне заземлення. У квартирі організувати складно, але це є обов'язковою умовою монтажу обладнання. Струм у баку проходить крізь теплоносій, і експлуатуючи незаземлений електродний котел, користувач ризикує відчути удар навіть при легкому дотику до радіатора опалення.
• Одна з умов економічної експлуатації – якісна автоматика. А вона коштує недешево.

Як недолік у ряді джерел вказується, що електродні котли підключаються лише до мережі змінної напруги; при U= відбувається іонізація теплоносія. У кожного хорошого господаря є резервний агрегат (дизельний або бензиновий), отже, мінус неактуальний.

Примітка. Для підвищення ефективності електродного котла потрібно грамотно готувати теплоносій, добиваючись оптимального опору питомого струму. Використовуються речовини, що у кожному будинку (наприклад, харчова сода) і дистильована вода. Але не всі препарати придатні для цього; деякі ініціюють корозію металу. Потрібно ще й грамотно визначити концентрацію розчину, інакше потужність опалювальної установки різко знизиться. Без консультації із професіоналом краще не практикувати!

Варіант індукційного опалення найчастіше розглядають у тому випадку, коли газова магістраль недоступнаі доводиться обігрівати житло за допомогою дорогої електрики.

Індукційний котел зазвичай є продавцями більш економною та інноваційною альтернативою звичним теновим обігрівачам.

Що являє собою індукційне опалення

В основі роботи лежить явище електромагнітної індукції. Усередині котла створюється електромагнітне поле, яке нагріває сердечник із феромагнетика. Він і віддає тепло воді в системі замість звичного Тена.

Коли продавці та виробники ВІНів (вихрових індукційних нагрівачів)говорять про його економічність, мають на увазі швидкість нагрівання елемента та передача тепла до системи.

Якщо ТЕН нагріє воду в системі опалення в кращому випадку через 20 , а то й 30-40 хвилин, то індукційний елемент на 10-15 хвилин швидше.

Важливо!В індукційному опаленні вибір теплоносія досить широкий: це можливо не тільки вода, але й олія, етиленгліколь та будь-який антифриз.

Принцип роботи та влаштування індукційного електрокотла

Подібні до трансформатора.Генератор індукційного струму складається з первинної та вторинної короткозамкнутих обмоток. Первинна обмотка перетворює електричну енергію на вихровий струм, а вторинна обмотка служить корпусом індуктора.

Ще простіше пояснить роботу пристрою індукційного нагрівача наступний приклад:

1. На трубу з діелектричного матеріалу (що не проводить електрострум) намотується котушка.
2. Всередину міститься осердя з мартенситної або феритної сталі (феромагнетик).
3. Котушка під впливом електрики створює магнітне поле.
4. Магнітне поле нагріває сердечник ( до 750 °С).
5. Серце нагріває воду, що проходить через трубу.

Довідка.Незважаючи на те, що індукційний котел може швидко нагріти велику кількість теплоносія, а явище індукції саме створює конвекційний рух носія в системі, щоб без проблем опалити двоповерховий будинок. необхідно поставити в систему насос.

Найчастіше індукційний котел є досить компактним, не дуже високим ( 40 см), але важкий ( до 23-30 кг) широкий балон-трубу. Тому щоб він не обрушився, його ставлять на міцні додаткові кріплення. Іноді для посилення ефекту використовують спаяну секцію з кількох таких балоноподібних труб-котлів.

Фото 1. Індукційний котел, підключений до контуру опалення. Уявляє собою балон невеликого розміру.

Рідше зустрічаються конструкції у формі шафки.

Але в будь-якому випадку індукційний котел складається з:

1. Корпуси, Що складається з діелектричного металу
2. Електроізоляційний шар.
3. Сердечниказ феромагніту ( товщина до 7 мм).
4. Температурний датчику корпусі котла.
5. Вхідного та вихідного патрубківз'єднання із системою труб та радіаторів.
6. Автовимикачі(У пульті управління).
7. Терморегулятори(Електроніка в пульті управління).

А ось так може виглядати система опалення, де:

• Насосдля циркуляції теплоносія.
• Опалювальні батареї.
• Індукційний котел.
• Мембранний розширювальний бак(Для регулювання тиску).
• Шафа пульта керування.
• Запірний кульовий кран.

Увага!Індукційний котел годиться тільки для закритого контуру опалення.

Трохи про плиту на індукції

Ця диво-плита не схожа на звичайні плити тим, що:

1. Автоматично розпізнає відповідний посуд(Тільки з феромагнітних металів і з плоским дном), а під невідповідною навіть не включається.
2. Нагріває швидше, Чим газова або електрична, отже, страви готуються оперативніше.
3. Гріє строго певну зону, рівну діаметру посуду. Решта плити залишається холодною.

Схема такої плити в різних брендах може суттєво відрізнятись, але її Важливе пристрій однаково всім моделей:

• Поверхня зі склокераміки.
• Під нею ізоляційний шар.
• Під ізоляцією – індукційна котушка.
• Під котушкою - Блок управління та Перетворювач частоти.

Первинний контуру такому трансформаторі — котушка всередині плити, а вториннимконтуром виступає сам посуд.

В інтернеті можна зустріти навіть кумедні схеми саморобних опалювальних систем за допомогою індукційних плит. Але вони не витримують жодної критики.

Індукційні плити працюють на надвисоких частотах від 20 кгц до 60 кгц.Проводячи виміри випромінювань, виявили, що частково вони поглинаються самою плитою, а ті, що залишилися, діють суворо у радіусі 30 см від центру плити.Все ж таки, незважаючи на доведену безпеку, людям з кардіостимуляторами дуже не радять користуватися такими плитами, щоб уникнути зупинки серця. А як із шкідливими випромінюваннями у індукційного котла? Адже він також працює на частотах від 25 кГц та вище.

Вам також буде цікаво:

Плюси та мінуси індукційного електричного котла

Мінусиіндукційного котла:

1. При справедливості тверджень про те, що такий котел екологічний і не викидає в довкілля вихлопів, електромагнітне поле він по житлу поширює. На нього реагують і люди, і тварини, і техніка.
2. Безпечний лише умовно.Якщо трапиться витік теплоносія, електромагнітне поле не вимкнеться автоматично, сердечник продовжуватиме нагріватися аж до оплавлення корпусу, а станеться це буквально за кілька секунд.Тому дуже важлива для такого котла складна та надійна автоматика контролю, що вимикає електроживлення при витоках. Коштує вона дорого. А на вітчизняних зразках індукційних нагрівачів заради економії найчастіше коштують дешеві китайські зразки.
3. Коштує майже вдвічі дорожче ТЕНового.При цьому його заявлена ​​економічність завищена і окупатиме себе довго.
4. У раціональності та економії серйозно поступається газовим та твердопаливним системам опалення.

Переваги:

1. У деяких моделях є варіант віддаленого керування за допомогою електронного програматора по GSM-каналу.Це справді буває зручно – виставити температуру на 8-10 ° Сна час відсутності людей у ​​будинку, поїхавши на тиждень, не переймаючись промерзанням житла.
2. Немає проміжних техоглядів, заміни ТЕНу та інших ремонтно-профілактичних робіт.

Хто вигадав опалювальний агрегат на індукції

Маркетинговий аргумент про інновацію індукційного казана не витримує жодної критики. Принцип індукції було відкрито ще у першій третині XIX століття Майклом Фарадеєм- Дослідником, відомим нам за шкільним курсом фізики.

А на самому початку XX століття у Швеціїбула випущена у світ перша плавильна індукційна пічдля металургійної промисловості

Звичайно ж, інженери та вчені ще тоді розглядали індукцію для опалювальних котлів у побуті. Але, вивчивши за і проти, визнали цей варіант нераціональним.

Індукційним нагрівачем для дому та побуту почали користуватися на теренах СНД у середині 90-х років. До цього індукційні котли високої потужності застосовувалися в СРСР лише у важкій промисловості для плавки металів.

Чи правда, що індукційні нагрівачі енергозберігаючі?

Економічністьданого різновиду котла досягається тільки первісною форою в 5-15 хвилин швидкості нагрівання.І те порівняно з ТЕНами. Тому що найекономічніша серед електричних систем опалення — «тепла підлога». Всі міркування про 99 або навіть 100% ККД - лукавствота розрахунок на масову безграмотність. Таке ж ККД мають усі електронагрівачі.

А твердження, що частина тепла із системи розсіюється, не доходячи до теплоносія однаково справедливо і для ТЕНових, і для котлів індукційних. Враховуючи високу вартість котла та обов'язкове додаткове обладнання до індукційної системи за окрему суму, економія в 30—50% на електроенергії — не більше ніж легенда та торговельний прийом.

Довговічність.Як і все на світі, сердечник теж схильний до руйнування, але робити він це буде, на відміну від Тена, набагато довше - років 30. Інші складові також мають добрий запас міцності. Виробники дають 10-річну гарантію на службу індукційного котла, і вони не брешуть. Якщо його оснастити якісними європейськими електронними контролерами, вільно прослужить і до 30-40 років.

Фото 2. Індукційний котел підключений до закритої системи опалення. Додатково оснащується контролером, розширювальним бачком та насосом.

Враховуючи вищесказане, власник індукційного котла виявить економію порівняно з Теновим лише у тривалій перспективі. після п'яти років користуваннясистемою. Але, порівняно з початковими витратами на установку, вона може виявитися несуттєвою.

Схема монтажу приладу для нагрівання води в системі опалення

Перше, на що варто звернути увагу, — правильний розрахунок потужності. Краще, звичайно, запросити спеціаліста, але якщо робите це самі, користуйтеся формулою: 60 Вт потужності котла за кожен кв. м. житла.

Ось ряд стандартних правил, обов'язкових під час встановленняіндукційного опалення:

1. Відстань від казана до стіни перевищує 30 см.
2. Відстань від котла до стелі та підлоги не менше 80 см.
3. За патрубком виведення відразу обов'язково мають бути вмонтовані манометр, автомат для відведення повітря та підривний клапан. Це беззаперечна умова безпеки.
4. Слідом за групою безпеки бажано з'єднати гарячу подачу зі зворотним, тобто. замкнути малий контур. Це запобіжний захід від перегріву.
5. Після груп безпеки вмонтувати запірні клапани.
6. Котел кріпиться до стіни обов'язково вертикальноз використанням спеціальних кріплень або хомутів.

Вирішивши обігрівати свій будинок за допомогою електроенергії або встановити додаткове електричне джерело тепла, домовласники задаються питанням, - обігрівач якого типу задіяти? Тут вибір невеликий, на ринку пропонуються електричні теплогенератори трьох типів: ТЕНові, електродні та вихрові (індукційні). Останні становлять найбільший інтерес, оскільки декларуються виробниками як нове і найекономічніше обладнання. З'явилися індукційні котли порівняно недавно, тому варто досліджувати їх докладніше.

Влаштування вихрового індукційного котла

Насправді це технічне рішення далеко не нове, явище електромагнітної індукції, за рахунок якої функціонують електричні індукційні котли опалення, відкрито М. Фарадеєм далекого 1831 року. Просто завдяки сучасним матеріалам та технологіям явище взято за основу та реалізовано у водогрійних установках відносно нещодавно.

Нагрівання води відбувається за рахунок вихрових струмів (струми Фуко), що з'являються в осерді котушки. Утворюються вони під впливом змінного електричного поля, створюваного витками котушки змінним струмом частотою 50 Гц. Серце виконано у формі труби, через неї і протікає теплоносій при нагріванні. По суті, апарат є індукційним перетворювачем електричної енергії в теплову з ефективністю близько 98%. Діаметр дроту, з якого виконана котушка, кількість витків та розміри сердечника розраховані таким чином, щоб нагрівати воду до максимальної температури 95 ºС і при цьому не допустити перегрівання обмотки.

Водонагрівачі типу «ВІН»

Серце агрегату - це котушка, що складається з великої кількості витків ізольованого дроту, і вертикально поміщена в циліндричний корпус у вигляді посудини. Всередину котушки введено стрижень із металу. Корпус зверху та знизу герметично закритий привареними кришками, назовні виведені клеми для приєднання до електричної мережі. Всередину судини через нижній патрубок надходить холодний теплоносій, яким заповнюється весь простір усередині корпусу. Нагріта до необхідної температури вода йде у систему опалення через верхній патрубок.

Через свою конструкцію при підключенні до мережі теплогенератор постійно працює на повну потужність, тому що постачати опалювальну установку додатковими пристроями регулювання напруги нераціонально. Набагато простіше використовувати циклічний підігрів та задіяти автоматику відключення/вмикання з датчиком температури води. Потрібно тільки виставити необхідну температуру на дисплеї виносного електронного блоку і він буде виробляти нагрівання теплоносія до цієї температури, відключаючи індукційний водогрійний елемент при її досягненні. Після закінчення часу і остигання води на кілька градусів автоматика знову ввімкне нагрівання, цей цикл повторюватиметься постійно.

Оскільки обмотка теплогенератора передбачає однофазне підключення з напругою живлення 220, опалювальні агрегати індукційного типу не виробляються з великою потужністю. Причина - занадто велика сила струму в ланцюзі (понад 50 ампер), під неї потрібно прокладання кабелів великого перерізу, що дуже дорого. Щоб наростити потужність, достатньо укласти три водогрійні установки в каскад і застосувати трифазне приєднання з напругою живлення 380 В. До кожного апарату каскаду підключити окрему фазу, на фото показаний приклад роботи індукційного опалення.

Конструктивні особливості нагрівачів типу «Сибтехномаш»
Використовуючи той же ефект електромагнітної індукції, інше підприємство розробляє і виробляє водогрійні апарати дещо іншої конструкції, що заслуговує на увагу. Справа в тому, що електричне поле, створюване багатовітковою котушкою, має просторову форму і поширюється від неї на всі боки. Якщо в агрегатах "ВІН" теплоносій проходить усередині котушки, то пристрій індукційного котла "Сибтехномаш" передбачає спіралеподібний теплообмінник, що знаходиться зовні обмотки, як показано на малюнку.

Обмотка створює навколо себе змінне електричне поле, вихрові струми нагрівають витки труби теплообмінника, у яких рухається вода. Котушки зі змійовиками зібрані в каскад по 3 штуки та прикріплені до загальної рами. Підключення кожної з них здійснюється до окремої фази, напруга живлення – 380 В. Конструкція «Сибтехномаш» має кілька переваг:

• індукційні нагрівачі мають окрему розбірну конструкцію;
• в зоні дії електричного поля знаходиться збільшена площа поверхні, що гріє, і більша кількість води за рахунок спіральної схеми, що підвищує швидкість нагрівання;
• трубопроводи теплообмінника доступні для промивання та обслуговування.

Незважаючи на відмінності у конструкції теплогенератора, ефективність його роботи становить 98%, як і в нагрівачах типу «ВІН», це значення ККД декларує сам виробник. Довговічність агрегатів у тому й іншому випадку визначається працездатністю котушок, а точніше терміном служби обмотки та електроізоляції, цей показник заводи – виробники встановлюють у межах 30 років.

Переваги і недоліки

Реальні переваги, які мають індукційні котли для опалення будинку або виробничої будівлі, полягають у наступному:

1. Висока, як й у всіх водогрійних установок, ефективність роботи, що у межах 97-98%.
2. Довговічність, обумовлена ​​відсутністю рухомих частин та простотою конструкції.
3. Малі габарити, що дозволяють помістити опалювальне обладнання у приміщення будь-яких розмірів.
4. Висока швидкість нагрівання теплоносія та відсутність інерції при його відключенні.
5. Комфорт при експлуатації, індукційний електрокотел не вимагає постійної уваги господаря будинку, а частота його обслуговування цілком залежить від якості води, що застосовується в системі.

Вихрові нагрівачі поставляються з комплектами автоматики керування, що дає змогу зв'язати теплогенератори з іншими кліматичними системами будинку.

Нагрівач у розрізі

Є у цього обладнання та недоліки. Головний із них – висока вартість, особливо у теплогенераторів типу «Сибтехномаш». Якщо використовувати ці агрегати для промислових цілей цілком прийнятно, індукційне опалення приватного будинку може виявитися невиправдано дорогим.

Досвід практичного використання вихрових нагрівачів домовласниками та обслуговуючим персоналом сервісних компаній поки що не надто великий, але на даний момент істотних нарікань на обладнання немає.

Міфи про індукційні котли

Один із найпопулярніших міфів створюють торгові представники, які продають електричні індукційні котли. Суть у тому, що ці котли нібито на 20-30% ефективніші за інші нагрівальні електроустановки, особливо ТЕНові. Ця інформація не відповідає дійсності, оскільки всі теплогенератори, що перетворюють електроенергію на тепло, працюють з ефективністю не нижче 96% відповідно до фізичного закону збереження енергії. Безперечним є лише факт, що ТЕНи розігрівають теплоносій дещо довше через свою багатошарову структуру. Вольфрамова спіраль прогріває спочатку кварцовий пісок, потім матеріал трубки, а потім воду. При цьому енергія нікуди не втрачається, а ККД ТЕНового агрегату становить 98%, як і вихрового.

Приклад системи опалення

Інший міф говорить про те, що індукційний електричний котел зовсім не вимагає обслуговування, оскільки змінне магнітне поле не дає відкладенням осідати на елементах, що гріють. Це питання залежить від якості води і накип на сердечнику котушки з'являється так само, як і в ТЕНових нагрівачах, якщо теплоносій не знесолений. Тому хоча б 1 раз на 2 роки сам теплогенератор та система опалення повинні проходити процедуру промивання.

Попри запевнення продавців, водонагрівач не можна ставити в будь-якому приміщенні. Причини дві: небезпека ураження струмом та наявність електромагнітного поля навколо апарата. Його краще помістити у технічному приміщенні з обмеженим доступом (котельнею).

Висновок

Опалювальні установки, що використовують для нагріву вихрові струми, дійсно мають багато переваг, особливо серед них привертають швидкість нагріву, компактність і довговічність. Наскільки ці переваги виправдовують високу вартість виробу – доведеться вирішувати кожному домовласнику в індивідуальному порядку.

На сьогоднішній день незамінними є індукційні котли для опалення приватного будинку: ціни на енергоносії зростають безперервно. Модернізація існуючих генераторів не завжди дає очікуваний результат, тому нові методи обігріву цікавлять багатьох.

Як працює індукційний котел

Індукційний котел за своєю суттю - це безліч трубок з наконечником, що є індуктором. Принцип дії такого апарату полягає у перетворенні електроенергії на електромагнітне поле. При нагріванні сердечника пристрою відбувається передача надлишкового тепла носію, в ролі якого можуть виступати будь-які рідини: вода, антифриз (на основі етиленгліколю) або масло. Такий вибір особливо важливий для районів з великими перепадами температур, де часто аномально холодні температурні періоди.

Індукційні обігрівачі дорожчі за тенові, проте, окупність у суворих температурних умовах відбувається в рази швидше. Часта експлуатація тенів веде до відносно швидкого згоряння, серйозно знижується тепловіддача через накип. Наприклад, товщина шару 0,5 мм зменшує тепловіддачу приблизно на 10%, а з часом цей показник тільки збільшується. Потужність тенового механізму падає на 40% за чотири роки використання, тоді як останні покоління індукційних котлів є енергозберігаючими. Подібні агрегати знижують витрати на експлуатацію на 30% та вище.

Цікаво! При обігріванні приміщення в 200 кв. метрів ефективність індукційного котла опалення через п'ять років зменшиться на 0%, а відсоток ефективності обігрівача тену - в 3 рази.

Види електричних індукційних котлів

Перш ніж вибрати індукційний котел для обігріву, слід ознайомитись з його різновидами та особливостями. На сучасному ринку пропонуються два варіанти – для опалення та гарячого водопостачання SAVі ВІН(вихрові індукційні):

1. На власне індуктор перетворювачів SAVнадходить струм, що має частоту 50Гц. Як вторинна обмотка і теплообмінник таких котлів виступає замкнутий ланцюг патрубків, наповнених теплоносієм. Індукційний струм дуже швидко нагріває теплоносій у переплетенні труб, що дозволяє максимально збільшити продуктивність котла. Котли запитуються від електромережі потужністю 220V та 380V. Установка SAV виділяє теплову енергію 2100 ккал/год і здатна обігрівати приміщення площею 25-30 кв.м. Ціна в комплектації з автоматичним блоком – близько 30 тисяч рублів.
2. Індукційні котли ВІНвідрізняються від першої групи тим, що струм вже на первинній обмотці перетворюється на високочастотний, завдяки чому суттєво зростає загальна напруженість магнітних полів. Корпус та внутрішня частина котла виготовляються із спеціального сплаву, що провокує суттєве нагрівання. У такій конструкції як теплообмінник виступає не тільки сукупність труб, але і всі корпусні деталі. ВІНи здатні виділяти до 2500 ккал/год для прогрівання площі близько 30-40 кв. Ціна в комплекті з блоком автоматики, циркулярним насосом та арматурою – приблизно 36-38 тисяч рублів.

Індукційний котел своїми руками

Нині економії кожен прагне знайти раціональніший спосіб вкладення коштів, і є винятком із цього правила. Заощадити гроші можна, виготовивши індукційний вузол самостійно. Для цього не знадобиться глобальне перепланування будинку та спеціальні знання – достатньо мінімальних навичок та елементарного ознайомлення зі структурою обігрівача.

Простіші моделі індукційних агрегатів влаштовані за принципом індукторної котушки, що складається з двох обмоток – первинної та вторинної. У первинній обмотці електроенергія перетворюється на вихровий потік, вторинна є нагрівальний елемент і оболонку котла, за допомогою яких виробляється тепло. Корпус є сердечником, зовнішнім контуром, електроізоляцією і теплоізоляцією.

Для самостійного збирання індукційного котла знадобляться такі матеріали:

• Інструмент професійний;
• Шматки мідного та сталевого дроту діаметром до 7 мм;
• Труба із пластику товстостінна;
• Металева сітка;
• Зварювальний апарат інверторного типу.

Пластикова трубка, що має внутрішній діаметр 50мм, використовується не тільки як індукційна котушка, а й у ролі теплопровідника. В електромагнітне поле містяться шматочки сталевого дроту, які попередньо нарізаються на шматочки довжиною 50-70мм. Спеціальні перехідники служать для з'єднання механізму із системою патрубків, де з одного боку носій тепла входить холодним, а з іншого боку – виходить нагрітим під впливом індукції.

Важливо! При самостійному виготовленні індукційного котла перший перехідник обов'язково приєднується з допомогою зварювання, а другий можна садити на різьблення.

Внутрішнє місце трубки заповнюється нарізаними шматочками дроту, після чого конструкція надійно закривається з двох сторін. Для виготовлення індукційної котушки на пластиковий корпус намотується близько 100 витків мідного дроту, причому відстань між ними має бути однаковою. Після збирання саморобного індуктора проводиться установка та підключення його до системи обігріву.

Увага! Щоб зробити використання котла абсолютно безпечним, всі видимі ділянки мідного дроту слід ізолювати відповідними матеріалами з високою тепло- та електропровідністю.

Порівняння цін на індукційні котли опалення

На ринку теплових вузлів представлені пристрої індукційного типу брендів: SAV, Він, Miratron. Російські виробники пропонують моделі з наступними характеристиками та орієнтовними розцінками.