Индукционные котлы для отопления дома

Стоимость и содержание индукционных котлов отопления

Стоят индукционные котлы отопления в 2 раза дороже тэновых котлов. Несмотря на то, что они качественно ниже, как мы увидели из критического разбора их так называемых «преимуществ».

Весят тоже в 2 раза больше тэновых котлов, имеют большие громоздкие габариты, и вся электронная начинка находится снаружи. В то время, как в тэновых котлах она спрятана в самом котле. А здесь есть дополнительная коробка, которую иногда негде разместить, особенно, когда речь идёт об очень небольшом помещении для котельной.

В индукционных котлах нет автоматического выбора мощности, то есть только тэновый котёл может сам выбирать на какой мощности ему надо в данный момент работать.

При индукционном отоплении дома постоянно будут скачки напряжения и перенагрузка, а в тэновых котлах очень тихо работает реле. И Вы его сможете заметить лишь, как тихие щелчки, находясь рядом с работающим котлом.

Ещё в индукционных котлах полностью отсутствует термозащита по перегреву и по замерзанию, имеющаяся в тэновых котлах.

В индукционных котлах отопления нет датчиков низкого давления воды. Там нет индикации ошибок, которые позволяют точно установить неисправность, из-за которой он встал (на дисплее тэнового котла будет моргать соответствующий показатель).

Но самое главное, чего нет в индукционных котлах, это возможность подключения бойлера!

Виды индукционных котлов

Вышеописанный принцип работы отопительного оборудования используется в моделях с маркировкой SAV. Это обычные индукционные котлы. Производители предлагают вторую разновидность, которая называется вихревой и маркируется, как ВИН.

Особенностью последнего выступает материал, из которого изготовлен корпус прибора. Он ферромагнитный.

Электромагнитное поле воздействует и на стержень внутри индукционного котла, и на корпус, который изнутри омывается теплоносителем. Обе части нагреваются, что приводит к более интенсивному и быстрому нагреву воды.

Модели ВИН от SAV отличаются именно используемым металлом в производстве корпуса. За счёт этого вес приборы сильно увеличивается. Но за счёт более интенсивного нагрева теплоносителя размеры котла можно уменьшить. Отсюда и более выгодные условия установки.

Виды котлов

Производители выпускают 2 типа отопительных «индукционников». Первые получили маркировку SAV. Индуктор этих аппаратов представляет первичную обмотку. Он воспринимает ток частотой 50 Гц. Система короткозамкнутых труб, наполненная теплоносителем, представляет вторичную обмотку, совмещенную с теплообменником. Последний нагревается при воздействии вихревых токов. Ввиду ограниченности частот, отопители этого типа не делают мощнее 50 кВт. Подключают их в одно- и трехфазную сеть.

Второй тип электрокотлов — ВИН. Их теплообменник изготовлен из ферромагнитного сплава, способного отменно перемагничиваться, вызывая сильное нагревание. Кроме того, ток, поступающий в обмотку, является высокочастотным. Этим достигается большая эффективность и экономичность отопителя. Котлы этого типа изготавливают мощностью до 500 кВт.

Как сделать индукционный котел отопления своими руками для отопления дома

«Индукционники» различной производительности в свободном доступе представлены на рынке климатической техники, но стоимость их существенно завышена. Это вынуждает умельцев собирать отопители из доступных компонентов. Чтобы не паять сложные электронные схемы, делают индукционные котлы отопления своими руками из инверторов, сварочного аппарата или кухонных плит, работающих на принципе индукции.

Из индукционной плитки

Обычный кухонный прибор можно использовать для создания электрокотла. У мастера есть 2 способа, как реализовать проект. Тем, кто не хочет вникать в тонкости процесса и создавать сложные конструкции, подойдет использование электроприбора по прямому назначению. Для этого на него устанавливают закрытую нагревательную емкость со входным и выходным патрубками. Последние подключают к отопительному контуру, а нагрев будет происходить аналогично кипячению воды в кастрюле.

Второй способ более сложен в реализации. Для этого придется прибор полностью разобрать и извлечь необходимые элементы. Мастеру понадобятся медный сердечник для изготовления катушки и блок управления для питания силовой части. Однако такой прием имеет несколько недостатков:

1. Подбор величины индукции самодельной конструкции. Мастеру понадобится опытным путем определить количество витков, соответствующее оптимальному. Только в этом случае работа будет максимально эффективной.
2. Несоответствие системы управления. Контроллер плитки не рассчитан на работу в составе котловой автоматики. Он будет по времени отключать нагрев, даже если теплоноситель не достиг заданной температуры.

Из инвертора

Преобразователь постоянного напряжения в переменное может служить источником высокочастотного сигнала для сборки «индукционника». Прибор подбирают или изготавливают соответствующей мощности, способной генерировать достаточное количество тепла. Мастеру также понадобится первичная катушка и блок конденсаторов.

Обмотку изготавливают из медной трубы или проволоки в керамической изоляции. В первом случае по катушке можно пустить воду для охлаждения и дополнительного отбора тепла. Элемент сворачивают вокруг цилиндра подходящего диаметра. В зависимости от мощности прибора понадобится не менее 5-6 витков. Края катушки подключают к блоку конденсаторов и инвертору напряжения.

С питанием от сварочного аппарата

Функцию частотного генератора может выполнять современный сварочный агрегат. Он способен генерировать ток с частотой 20-50 кГц, что отлично подходит для создания «индукционника». Последовательность изготовления:

1. К отрезку пластиковой трубы диаметром 2 дюйма и длиной 0,6 м приклеивают полоски текстолита, на которые наматывают обмотку из 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Между отдельными кольцами оставляют не менее 5 мм.
2. В трубу насыпают куски нержавеющей проволоки.
3. С двух концов припаивают полипропиленовые переходники размером, соответствующим присоединительным фитингам отопительного контура.
4. Обмазывают катушку эпоксидкой для обеспечения надежной электроизоляции.
5. Края обмотки подключают к выводам сварочного инвертора. Их необходимо сделать самостоятельно, подключив проводники в точки, где напряжение еще не выпрямлено.
6. Все элементы устанавливают в шкаф, который закрепляют на стене. Выполняют все необходимые подключения.

Для автоматизации процесса нагрева можно подключить сварочный аппарат через силовое реле или контактор, управляемые термостатом. Такая связка позволит включать и отключать агрегат при достижении заданных температур.

Умягчение воды и накипь

Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.

Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.

А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.

“накипь” в газовом котле

Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.

Поэтому наличие примеси или ее отсутствие – это не недостаток или преимущество, а данность любой системы отопления.

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.

2 Устройство индукционных котлов

Сердечник может выполняться из стальных тонких трубок

Преимущества теплонагревателей:

• Высокая эффективность.
• Полная автоматизация.
• Безопасность эксплуатации.
• Возможность рационального использования доступной электроэнергии.
• Котёл способен обогревать большой по площади дом.
• В продаже можно найти одно- и двухконтурные установки.

Оборудование этого типа позволило решить характерную для электрических установок проблему, когда на нагревателе образуется накипь, снижающая теплоотдачу. Котлы на индукции в процессе работы еле заметно вибрируют, что предупреждает осаждение на внутренних элементах отложений. Это не только позволяет сохранить КПД, но и упрощает последующий уход за оборудованием.

Из недостатков техники этого типа выделяют разве что её высокую стоимость, а также необходимость использования специальной автоматики, которая следит за температурой котла, при необходимости прекращая подачу электроэнергии, регулируя тем самым нагрев теплоносителя. Без наличия таких модулей управления эксплуатировать индукционный котел становится попросту небезопасным, так как существует опасность перегрева замкнутого контура, что приводит к разрыву труб по причине увеличения давления.

Некоторые особенности индукционных котлов

Мы уже говорили, что электрическое отопление отличается дороговизной. И потребителям нужно быть готовым к большим расходам на электроэнергию. Но если нельзя построить отопление на котле другого типа, то с этим придется мириться. Отметим еще один факт – с покупкой индукционного котла сэкономить на отоплении не получится. Все дело в том, что никакой экономичности в 20-30%, по сравнению с ТЭНовыми агрегатами, у них нет. Поэтому расходы будут такими же – очень высокими.

Кроме того, индукционные котлы не могут похвастаться показателем КПД в 100% – такого просто не может быть. Если какой-либо производитель заявляет обратное, то он бессовестно лжет. Причем некоторые откровенно врут и про вышеуказанную экономичность – не поддавайтесь на эти маркетинговые уловки.

Производители прибегают и ко многим другим уловкам. Например, они уверенно заявляют, что их оборудование не шумит. Развеиваем миф – ТЭНовые агрегаты тоже работают бесшумно. Что касается компактности, то это правда. Но и ТЭНовые модели не отличаются большими габаритами.

Обогреватель из индукционной плитки

Индукционная плита

Зная этот принцип можно за пару часов соорудить полноценный обогреватель, который будет не только эффективным, но и экономным. Используя его можно сэкономить около 50% электроэнергии, если сравнивать с аналогичным калорифером, работающем на ТЭНах.

Что понадобится для изготовления

Вариант индукционного нагревателя

Для изготовления понадобится:

Плитка подойдёт самая дешевая, без встроенных программ для приготовления пищи. Стоимость около 1,2 тыс.рублей.

Продаётся в строительных магазинах, в отделе сантехника. Стоимость около 500 рублей.

• Два фитинга для соединения шланга
• Алюминиевый радиатор

Количество секций подбирается под отапливаемую площадь. Примерный расчет 1кВт на 10 м².

Делаем котёл отопления

Обязательно нужно закольцевать спираль, иначе она не будет нагреваться

1

Котёл отопления – ёмкость, где будет происходить нагрев теплоносителя, т.е. воды. Для его изготовления из гофрированного металлического шланга формируем спираль, как показано на рис.2. Для этого понадобится около 1 метра. Формировать спираль нужно таким образом, чтобы оставшихся концов шланга хватало для подключения к алюминиевому радиатору.

2

Полученную спираль нужно закольцевать, т.е. соединить окончание спирали с её центром при помощи медного отрезка трубки (см. рис.2). Это нужно для того, чтобы индукционная плитка распознавала котёл и нагревала его.

Можно сделать котёл и другой формы. Например, как показано на фото ниже.

Эта вариация тоже закольцована, соединена при помощи олова

Подсоединяем котел к радиатору

Верх – подача, низ – обратка, — система самотёка

При помощи фитингов подсоединяем оба конца к радиатору. Схема развязки вверх-низ, односторонняя.

Подключение к плитке и проверка работоспособности

Проверяем работоспособность на полной мощности

1

Теперь заливаем в систему теплоноситель. Откручиваем верхнюю гайку радиатора и наполняем его водой. Немного оставляем пустого пространства, которое нужно для расширения воды.

2

Помещаем спираль-котёл на индукционную плитку. И проверяем работоспособность системы. Если всё сделано правильно, то радиатор нагреется до 60 градусов в течение 5 минут.

Более компактное положение

3

Чтобы плитка не занимала место, её можно прикрепить к стене, т.е. вертикально.

Приборы управления и контроля

Параллельный тумблер

1

Для того чтобы организовать автоматическое управление индукционным отоплением без лишних затрат нужно включение плиты сделать механическим. Для этого разбираем плиту, и на плате находим клеммы включения и припаиваем к ним параллельный тумблер. Это нужно для того, чтобы плита начинала работать при подключении к электросети сразу же.

2

Теперь можно подключить различные регулировочные датчики. Например, датчик температуры.

Датчик температуры

3

Также можно настроить включение отопления по таймеру. С этой задачей справится обычный механический таймер, — минимальное значение 15 минут.

Бюджетный таймер включения

Как устранить запотевание пластиковых окон в квартире? Избавляемся от конденсата ??? и сохраняем тепло в доме!

Описание инверторного котла отопления

Инверторный котел стал доступен бытовому потребителю, в отличие от промышленных предприятий, сравнительно недавно. В основе устройства котла 2 основных цилиндра, помещенных во внешний. Вариант такого котла более безопасен. При правильном монтаже, пожаробезопасность на порядки выше, по сравнению с газовыми, угольными и дровяными котлами.

Принцип работы инверторного котла:

• Теплоноситель протекает во внутреннем цилиндре;
• Цилиндр, пропускающий через себя ток, обеспечивает нагрев теплоносителя;
• В роли теплоизолятора выступает внешний цилиндр;
• Основа работы котла – электромагнитная индукция.

Механизм инверторного котла практически исключает утечки теплоносителя. Важным качеством является то, что в качестве теплоносителя можно применить любой вариант (вода, антифриз, масло). Преимущество использования антифриза в том, что при отключении котла в зимний период, батарея не замерзнет и не лопнет. Модели инверторного котла небольшой мощности зачастую имеют возможность работать от аккумулятора, что значительно сокращает затраты на электроэнергию.

Инверторная система позволит быстро набрать нужную температуру, и обеспечит экономный расход электричества. Такие системы с успехом применяются в производстве сплит–систем. Кондиционер–инвертор имеет гораздо больший срок службы, чем стандартные сплит-системы.

Типы котлов

Несколько выше мы уже сказали, что электрические котлы могут быть:

• с ТЭНами (трубчатыми нагревателями);
• индукционные;
• ионные (электродные).

Котлы с трубчатыми нагревателями по своему строению напоминают многие бытовые приборы – чайник, утюг, бойлер. Модели пользуются большой популярностью и разнообразны: ТЭНов может быть 1 или несколько, а включаться могут одновременно или по очереди. К плюсам таких конструкций относят простоту, а также легкость в ремонте и надежность. Среди недостатков называют медленный нагрев котлов, высокую требовательность к качеству теплоносителя (возможна накипь, а потому желательна особая подготовка воды или вовсе особый теплоноситель).

Индукционные модели ценят за надежность, энергоэффективность и длительный срок службы. Устройства не боятся накипи, быстро разогреваются, а также радуют точной регулировкой. Среди недостатков моделей называют большую массу устройств, вибрационный шум во время работы, немалую стоимость, а также необходимость отдельной установки циркуляционного насоса, расширительного бака и группы безопасности.

Ионные котлы нагревают теплоноситель, благодаря подаче напряжения через электроды. Устройства могут находиться как в корпусе, так и без него. Возможна как небольшая конструкция для нагрева одной батареи, так и серьезная установка для отопления большого дома. Такие приборы быстро разогревают теплоноситель, дают возможность точной регулировки, не боятся перепадов напряжения, радуют невысокой стоимостью и высокой безопасностью. К недостаткам относят полную несовместимость со стальными и чугунными батареями, высокую требовательность к циркулирующей жидкости (советуют приобретать готовую отдельно), особые требования к контуру заземления, температура нагрева до 75°С, а также необходимость последующей замены электродов.

Обмотка

Для изолирования катушки индуктивности, нагревающейся от термопластичного полипропилена при подаче электропитания, обшивочную часть советуется обклеить текстолитовыми полосками.

Самым простым способом приклеивания является силиконовый герметик, он обладает необходимой адгезией к пластиковым сооружениям и т.п., а также хорошо выдерживает умеренный нагрев.

Катушку же нужно намотать эмалированным шнуром из меди, который имеет диаметр 1.5 мм и сечение 2.25 кв. мм. Вся длинна обмотки должна достигать 10-15 м. Витки накладываются с маленьким постоянным зазором.

Очень важно: наиболее пригодным вариантом герметика считаются от надежных. Герметики с низкой стоимостью имеют значительно худшую адгезию к проблемным плоскостям, которой является стенка полипропиленовой трубы

Основные типы индукционных котлов

Прежде, чем купить индукционный электрический котёл отопления для дома нужно выбрать, какой вид наиболее подходящий.

В продаже имеются две разновидности – индукционные котлы SAV и вихревые (ВИН), имеющие характерные отличия.

Индукционные отопительные котлы SAV

Котлы этого типа не требуют применения инвертора. Напряжение сети 50 герц подается на обмотку (индуктор). Вторичная обмотка в виде системы металлических труб теплообменника очень быстро нагревается токами Фуко. Нагретый теплоноситель движется в контуре принудительно с помощью циркуляционного насоса. Выпускаются котлы для напряжений в 220V и 380V. Котел мощностью в 2,5 кВт обогревает помещение до 30 м2, и купить индукционный электрический котел отопления в комплекте с блоком управления и автоматики можно за цену около 30 тысяч рублей.

Индукционные котлы ВИН (вихревые)

Это индукционные котлы нового поколения для их работы необходим инвертор – преобразователь частоты электрической сети. Такое техническое решение позволило сделать прибор компактным и более легким, чем котлы типа SAV. Теплообменник изготовлен из ферромагнитного материала, а магнитопроводом и вторичной обмоткой является не только теплообменник, но и корпус котла.

Котел типа ВИН, имеющий мощность 3 кВт может обеспечить теплом 40 м2.

В комплект входит блок автоматики, насос и циркуляционный насос, поэтому на электрический индукционный котел отопления цена самая высокая около 38 тысяч рублей.

Что говорят производители индукционного отопления?

Чаще всего производители индукционные котлы отопления сравнивают с традиционными, а традиционные – это 99% всех электрических котлов на рынке.

Сравнивают котлы всегда по такой схеме: выделяются мнимые недоработки котлов тэновых и положительные качества индукционного отопления дома.

Например, такие показатели:

Весьма много элементов нагрева; Что якобы может один или даже несколько тэнов выти из строя; Утверждают, что котёл может потерять свою рабочую способность; Особое внимание они уделяют накипи, которая может появится в виде отложения прямо на самой поверхности элементов нагрева; Сложность и громоздкость конструкции обусловлена достаточно большим количеством электрических контактов; Создатели индукционных котлов утверждают, что их котлы служат больший срок за счёт того, что могут умягчать воду; Абсолютно необоснованное и голословное утверждение, что требуется периодическая замена прокладок, тэнов и ристеров

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.

Принцип действия индукционного котла

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.

Принцип работы

Принцип электромагнитной индукции в 1831 году обозначил английский физик Майкл Фарадей. В начале двадцатого века его постулат был внедрён в производство в виде нагревательного элемента для расплавки металлов. Получается, что индукционные котлы стали известны очень давно, и ими пользовались, но только на уровне производства.

Принцип действия электромагнитной индукции основан на формировании электромагнитного поля, которое нагревает любой ферромагнитный материал (к которому прилипает магнит), если поместить его в центр этого поля. Создать электромагнитное поле несложно. Для этого необходима катушка, лучше из медной проволоки, на которую подаётся напряжение. Именно внутри катушки и образуется магнитное поле.

Внутри установлена труба из диэлектрика (не пропускающего электрический ток), вокруг намотана катушка, внутрь установлен стальной стержень.

Если в неё установить, к примеру, стальной стержень, то он обязательно будет нагреваться до высоких температур. Именно на этом принципе построена конструкция индукционного отопительного котла.

И по внутренней полости трубы, омывая стержень, протекает теплоноситель (вода или антифриз). Нагреваемый электромагнитным полем стержень передаёт тепло теплоносителю.

Есть в принципе работы индукционных котлов один тонкий момент, который зацикливается на законе Джоуля Ленца. Если увеличить сопротивление стержня, то можно увеличить его нагрев. А увеличение проводится двумя способами:

• увеличить длину и уменьшить сечение;
• изготовить его из металла с большим удельным сопротивлением, к примеру, из нихрома.

Справка! Эти методы используют или по отдельности, или в комбинации. Именно таким способом контролируется мощность котла.