Однофазный индукционный котел отопления для частного дома

Виды индукционных котлов для отопления

Производителя выпускают два типа оборудования с подачей напряжения сети в 220 V это стандарт в 50 герц на первичную обмотку и с подачей напряжения через инвертор. Этот прибор отвечает за преобразование стандартного напряжения электросети в ток высокой частоты с показателем в 20 килогерц. Также инвертор гарантирует большую надежность, при этом электрокотел индукционный для отопления получает свойства экономичности, практичности, и оборудование с инвертором обладает компактными размерами.

Также различается индукционное отопление по материалам изготовления. В частности, котлы SAV оснащены стальными трубчатыми замкнутыми теплообменниками, а в вихревых котлах стоят теплообменники из материала с ферромагнитными сплавами.

Прежде чем начинать обустройство отопления, следует выбрать вид котла:

1. SAV – оборудование, не оснащенное инвертором, работает от сети электроснабжения на 50 герц (стандарт). В этом случае напряжение подается на индуктор. Прибор вторичной обмотки выглядит как сетка тонких труб из стали, такой теплообменник оперативно прогревается за счет токов Фуко. Подача теплоносителя в магистраль принудительная, работает циркуляционный насос, уже установленный в котел. Оборудование представлено двумя типами – с работой от напряжения в 220 V и 380 V.

1. ВИН. Этот тип вихревых котлов, для работы которых нужен инвертор. Оборудование стоит дороже, но при этом снижен вес и уменьшены размерные параметры. Теплообменник изготавливается из ферромагнитного сплава, магнитопровод и вторичная обмотка представляются как в виде теплообменника, так и корпуса самого котла. Комплектация дополнена блоком автоматического управления, насосным оборудованием приточного и циркуляционного типа.

Устройство и основные элементы котла

Если знакома схема индукционной плиты, то с устройством котла пользователь разберется без особых проблем.

Оборудование представляет собой набор основных и вспомогательных элементов:

• Индуктор. Это деталь типа трансформатора с парой обмоток, из которых первая дополняет сердечник, что объясняет возникновение электромагнитного поля для выделения вихревых потоков. Вторичная обмотка – корпус котла, который принимает токи и затем передает тепловую энергию теплоносителю.
• Нагревательный элемент. Деталь выглядит как труба увеличенного диаметра или несколько меньших по размеру труб и является сердечником катушки. Если нагреватель представлен множеством тонких трубок, то они параллельно соединяются между собой.
• Выходные патрубки. Детали применяются для соединения с магистралью отопления. Один патрубок нужен для подключения к тепловой сети прямого тока, второй – для обратки.
• Инвертор. Агрегат для преобразования постоянного электрического тока в высокочастотный.

Общая информация про индукционный котел отопления

Производство подобных агрегатов началось в 90-х гг. прошлого века. Многие модели имеют форму цилиндра, поэтому хорошо вписываются даже в малогабаритные помещения.

Предназначение инвертора

Самые дорогие модели оснащают электрическим преобразователем, который обрабатывает сетевой ток следующим образом:

• выпрямляет;
• снова делает переменным с частотой до 80 кГц вместо стандартных 50 Гц.

Инверторы оснащают электрическим преобразователем.

На первом этапе задействуют простой диодный мост. На втором – схему из быстросрабатывающих ключевых транзисторов и управляющего ими микропроцессора.

Повышение частоты тока приводит к аналогичному изменению генерируемого им магнитного поля. В результате в нагреваемом материале усиливается т. н. скин-эффект. Он состоит в том, что из-за взаимодействия постоянно меняющихся первичного и вторичного полей свободные носители заряда вытесняются в поверхностные слои изделия. В результате увеличивается плотность тока, а значит, и интенсивность нагрева, т. к., согласно закону Джоуля – Ленца, эти величины взаимосвязаны:

ω = j*E.

Температура в глубине материала повышается за счет теплопроводности. С ростом частоты магнитного поля индуктора толщина слоя уменьшается. Как результат, увеличивается плотность тока.

Технические характеристики и функциональные возможности

В паспорте прибора указывают следующие параметры:

• мощность;
• напряжение – 220 или 380 В (1- или 3-фазное);
• габариты и вес;
• способ установки – настенный или напольный;
• наибольшую температуру теплоносителя;
• максимальное давление в баке.

Индукционный котел имеет высокий КПД до 99%.

Часто обозначают и КПД. Но это маркетинговая уловка – любой электрокотел, независимо от принципа действия, работает с эффективностью 99%.

Вес установки мощностью 15 кВт составляет 15 кг (агрегат марки «Комфорт»), 5 кВт – 11 кг (ELC Indukcion).

Функциональные возможности:

1. Плавный запуск. Это исключает резкие колебания напряжения в домашней сети.
2. Регулировка мощности в широких пределах. Например, у отопителя номинальной производительностью 6 кВт имеется 3 ступени по 2 кВт.
3. Поддержание температуры теплоносителя в указанных пользователем пределах. Прибор автоматически выбирает нужный режим, при необходимости отключается.
4. Программирование. Пользователь задает график работы отопителя на каждый день недели. Например, в будни с 8-00 до 17-00. Когда дома никого нет, температуру теплоносителя устанавливают на минимум.
5. Комнатный термостат. С помощью выносного датчика прибор контролирует температуру воздуха в помещении и сам выбирает оптимальный режим работы.
6. Погодозависимое управление. Некоторые модели отслеживают еще и температуру на улице и при ее изменениях загодя корректируют производительность. Это позволяет избежать перерасхода энергии.
7. Удаленный контроль. GSM-модуль позволяет включать прибор и менять его настройки со смартфона.
8. Отображение рабочих параметров на экране. Есть модели с сенсорным дисплеем.

Многие модели укомплектованы расширительным баком и насосом.

Устройство

Прибор состоит из таких компонентов:

1. Корпуса с тепло- и электроизоляцией.
2. Котлового бака с сердечником.
3. Намотанной на него катушки из провода, залитой компаундом.
4. Блока автоматики.
5. Клеммной коробки для подсоединения кабеля.

Устройство индукционного котла.

Принцип работы

Функционирование котла основано на эффекте индукции. Часть совершаемой электротоком работы расходуется на создание магнитного поля вокруг проводника. Если тот собран в катушку, эта доля многократно увеличивается. Таким образом, обмотка котла выступает электромагнитом-индуктором, генерирующим переменное поле.

Аргументы «против»

Несмотря на всю уникальность и универсальность, было бы неправильным считать индукционные котлы совершенным оборудованием, – некоторые недостатки все же имеются и у них.

Одним из главных минусов индукционных котлов считается их солидный вес и значительные габариты. И действительно, масса различных моделей устройства колеблется от 20 до 80 кг.

С другой стороны, после установки оборудования, вряд ли кого-то из потребителей будет волновать его масса – эксплуатация индукционных котлов не требует их передвижения. Более того, использование современных технологий позволило наладить выпуск моделей компактных размеров, предусматривающих возможность их монтажа на стену, и таким образом, способствуя значительной экономии места для установки.

Второй, и достаточно серьезный недостаток индукционных котлов, – высокая стоимость. Это факт – среди альтернативных современных устройств электрического отопления, индукционное оборудование находится в списке самых дорогих.

Тем не менее, существует и другая сторона медали. Тогда как покупка индукционного котла чревата пусть высоким, но единоразовымфинансовым вложением, приобретение некоторых других видов отопительных устройств требует немало трат и усилий. К примеру, таких, как получение соответствующего разрешения на его установку и прокладку коммуникаций, а также, монтаж и ежегодное сервисное обслуживание.

Кроме того, в списке недостатков индукционных котлов числится их способность создавать волновые помехи. И хотя радиус действия таких помех составляет всего несколько метров, однако этот фактор может иметь большое значение для сохранения хорошего самочувствия у людей, склонных к восприятию магнитных волн. В подобных случаях, проблема решается, если индукционное оборудование установить в отдельном помещении.

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.

Характеристики индукционного котла

Данный вид отопительных котлов имеет ряд преимуществ перед традиционными тэновыми нагревателями, однако у него есть и недостатки, в том числе и специфичные только для таких котлов. Рассмотрим пристально плюсы и минусы индукционных котлов, начиная с положительных характеристик:

• полное отсутствие каких-либо нагревательных элементов, а также подвижных и высоконагруженных элементов, подвергающихся износу во время эксплуатации и требующих периодической замены;
• возможность работы от электросети с низким напряжением и с постоянным током, что обычно недопустимо для электрокотлов других типов;
• конструкция котла не содержит разъемных соединений, т.е. вероятность протечки полностью исключена;
• значительно более быстрый нагрев до рабочей температуры, по сравнению с любыми другими видами отопительных электрических котлов;
• защищенность от образования накипи *;
• высокая пожаро- (класс II) и электробезопасность, поскольку нагревательный элемент (сердечник) электрически не связан с индуктором (первичной обмоткой) напрямую, а разница температур между сердечником и теплоносителем не превышает 30°С;
• конструкция котла не требует установки дымохода;
• нет необходимости устанавливать индукционный котел в отдельном помещении;
• как и у любого электрического нагревателя, КПД такого котла близоко к 100%. Кстати, это значение не меняется с годами его эксплуатации, в отличие от котлов с тэнами и электродных;
• средний срок службы составляет 25 лет и выше (зависит от толщины металлических труб, образовывающих сердечник котла), причем никаких профилактических работ с этим оборудованием производить не требуется;
• позволяет использовать в отопительной системе практически любой теплоноситель (воду, антифриз, масло и т.д.), причем без какой-либо его предварительной подготовки;
• замена отработавшего теплоносителя в отопительной системе производится один раз в 10 лет;
• абсолютная бесшумность при работе;
• низкая инерционность, что позволяет экономить электроэнергию за счет эффективного управления работой котла при помощи электронной автоматики **. Следует отметить, что инерционность индукционных котлов ниже, чем у тэновых водонагревателей, однако более высокая, чем у электродных котлов;
• монтаж котла не требует привлечения специалистов высокой квалификации;
• допускается использование для любых закрытых систем отопления, в том числе для «теплого пола» и для плинтусного отопления — минимальный порог температуры нагрева теплоносителя составляет 35°С.

* — отложения накипи на внутренних поверхностях трубы-сердечника не образуются за счет малой разницы температур между нагревателем и теплоносителем, не превышающей 30°С, а также из-за высокочастотных вибраций, вызванных вихревыми токами, отталкивающих ионы солей от внутренних стенок трубы.

** — электронное управление индукционным котлом обеспечивает меньшее энергопотребление за счет поддержания температуры на строго заданном уровне, т.е. при ее нарастании электропитание котла немедленно отключается и возобновляется лишь при снижении температуры ниже заданной пользователем.

Следует отметить, что максимально допустимое давление в отопительной системе с нагревом теплоносителя от индукционного котла не должно превышать 0,3 МПа.

Минусы индукционных котлов:

• значительные размеры и вес. К примеру, однофазный котел мощностью 2,5 кВт, при высоте в 450 мм и диаметре 121 мм, весит 23 кг;
• высокая стоимость — от 30000 руб. и выше. Отчасти цена индукционных котлов объясняется присутствием в системе управления инверторного пускателя, который сам по себе недешев;
• установка только в закрытые отопительные системы;
• при работе, в зависимости от мощности котла, генерируются помехи в длинноволновом, средневолновом и УКВ-радиодиапазоне на дистанции нескольких метров от его местоположения, полностью экранировать которые невозможно. Впрочем, на человеческий организм это не оказывает никакого воздействия, лишь домашние животные (собаки, кошки) способны почувствовать их.

Самый простой индукционный котел – доступен каждому

Следует отметить, что создавать такие устройства, как индукционные котлы отопления бюджетного типа – это очень просто. Вам не потребуется наличие особого образования или глубоких познаний в отопительной технике. Однако следует заранее подготовить набор материалов и инструментов, которые потребуются вам для работы.

Для материала, который будет нагреваться в электромагнитном поле, лучше всего выбрать отрезки стальной проволоки или катанки. Диаметр не должен превышать 7 миллиметров, а длина – 5 сантиметров. Чтобы сделать корпус котла, который также будет служить в качестве участка трубопровода для носителя тепла и основы катушки индукции, можно взять обычную трубу из пластика, которая имеет толстые стенки (диаметр внутри должен быть не больше 5 сантиметров).

Один из этапов изготовления индукционного котла

Индукционный электрический котел отопления будет подключаться к системе отопления с помощью специальных переходников. Через них будет идти холодный носитель тепла, а выходить – уже нагретый с помощью индукции. Стоит заметить, что первый переходник приваривается к основанию корпуса устройства. На дно трубы из пластика, которая подготавливается заранее, укладывается металлическая сетка – именно она будет в качестве барьера для отрезков металлической проволоки. Далее засыпаются кусочки порезанной по 5 сантиметров проволоки, их должно быть столько, чтобы заполнить все пространство трубы внутри. После этого закрывают верхнюю часть прибора.

Делается она из эмалированного медного провода. На корпус из трубы из пластика наматывают 90 витков провода. Но нужно смотреть, чтобы все было сделано аккуратно, — то есть, между участками должно быть одинаковое расстояние. После того, как такой индуктор готов, можно подсоединять его к отопительной системе.

Индукционный котел подключенный к системе отопления

Индукционные котлы отопления электрические являются компактными устройствами, а в плане конструкции они фактически элементарны. Такой аппарат можно сделать в любом участке трубопровода. Нужно будет лишь вырезать часть трубы из отопительной системы, затем переходниками установить индуктор в этот разрез. Касательно электрической сети, катушка индукционного котла подключается к высокочастотному инвертору. Но помните, что включать такое устройство можно только в том случае, если в системе есть носитель тепла, так как корпус может просто расплавиться от высоких температур.

Частые поломки и ремонт индукционных котлов

К типичным неполадкам оборудования с наличием ТЭНов относят поломку обогревательных элементов, систем контроля и управления. В этом случае придется менять тепловой электронагреватель или электроды. Однако такой дефект встречается в изделиях по причине заводского брака, неправильной эксплуатации, неверного подключения системы и нарушения эксплуатации.

Чтобы не столкнуться с выходом оборудования из строя, важно вовремя делать профилактику. Работы сводятся к тестированию системы перед запуском в регулярную работу при наступлении холодного сезона, визуальному обследованию на целостность соединений, проверке фильтров и чистке воздуховодов

Вихревой индукционный нагреватель

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) представляет собой некую разновидность индукционной плиты. Он состоит из катушки, магнитопровода и теплообменника. Переменный ток, протекающий по катушке, образует переменное магнитное поле. Если в это поле поместить токопроводящий материал, то он будет разогреваться. Основное преимущество ВИН в том, что температура индуктора не превышает 140град.С. Кроме того, переменное магнитное поле противодействует образованию накипи. В отличии от вихревого теплогенератора, принцип действия ВИН вписывается в законы физики. КПД вихревого индукционного нагревателя близок к 100%, что дает ему право на применение в системах отопления и иных системах нагрева жидкостей.Однако, что нам обещают продавцы вихревых индукционных нагревателей? А вот здесь начинаются чудеса. Обещают экономию до 50% по сравнению с обычными ТЭНами. Тоесть, либо КПД ТЭНа равен 50%, либо КПД ВИНа равен 200%. Попробуем разобраться. Ваш покорный слуга не поленился и позвонил в несколько компаний продающих вихревые индукционные нагреватели. Самый главный вопрос, который был задан — какое преимущество я получу, заплатив достаточно большие деньги за этот прибор? Вот какие ответы я получил:

У нас очень много продаж и все довольны

Фантастическая надежность и долговечность

Экономия до 50% по сравнению с ТЭНами

Отсутствие шума

Ну, с первым и вторым утверждениями можно поспорить. По поводу шума — ТЭНы тоже не шумят. А, вот, с экономией — это интересно. Оказывается (по утверждению продавцов), образование накипи на ТЭНе снижает его КПД. Соответствено, экономичность ВИНа обусловлена постоянным КПД по сравнению с ТЭНами. Но позвольте, каким образом накипь снижает КПД ТЭНов? Вспомним про закон сохранения энергии. Допустим, подвели мы к ТЭНу 1кВт электрической мощности. Соответственно, мы должны получить 1кВт тепловой энергии. Если тепла получаем меньше, то оставшаяся энергия должна выделяться в каком-то ином виде. Что-0то я не припомню, чтобы ТЭНы в воде светились или выделяли, скажем, электромагнитные волны. Несомненно, накипь снижает теплоотдачу ТЭНа, но это никак не влияет на его КПД. При снижении теплоотдачи, повышается температура самого ТЭНа, а, следовательно, повышается его электрическое сопротивление. При повышении электрического сопротивления, понижается мощность, потребляемая этим ТЭНом. На самом деле, изменение температуры и потребляемой мощности настолько незначительны, что рядовой пользователь этого даже не заметит. Закипит чайник через минуту или через минуту и 5 секунд — имеет ли это значение? При этом, количество электроэнергии, необходимой для подогрева чайника с водой, останется неизменным. Однако, продавцы ВИНов пытаются перевернуть ситуацию с ног на голову и говорят о снижении КПД.

Таким образом, ВИН может быть альтернативой ТЭНам, но никакого выигрыша в экономии он не даст. Чудес на не бывает А что касается «фантастической надежности», за те деньги, которые стоит ВИН, можно купить несколько электрических котлов и устроить резервирование. Надежность будет в несколько раз выше.

Основные типы нагревателей

Работа котла зависит от вида оборудования. Компании поставляют электрические агрегаты с 3 типами нагревательных элементов.

По этому критерию выделяют следующие аппараты:

1. Снабженные ТЭНами (такие элементы расположены в кварцевой засыпке и оболочке – специальном корпусе). Ток проходит через проволоку из вольфрама и разогревает ее. Тепло, которое выделяется, повышает температурный показатель циркулирующей внутри бака воды. Последняя поступает в отопительную систему – в трубы и радиаторы, либо применяется для ГВС.
2. Оснащенные электродами. Цилиндрический корпус из стали имеет подсоединенный «нулевой» провод. Внутри конструкции расположен сам электрод с подключенной «фазой». При помощи циркуляционного насоса недистиллированная жидкость начинает движение в системе. Поскольку для воды в такой конструкции характерно электрическое сопротивление, как только ток проходит через жидкость, температура последней увеличивается.
3. Оборудованные индукционной катушкой с расположенным внутри металлическим сердечником. Дополнительно элемент обмотан проводом. При прохождении электричества по катушке возникают вихревые, нагревающие деталь. Поскольку она находится в жидкости, происходит повышение температуры воды.