Индукционное отопление дома или как вам недоговаривают главного. Как сделать индукционный котел своими руками Котел электрический отопительный индукционный комфорт

Дата: 12.03.2020

В процессе планирования устройства отопительной системы на даче или в загородном доме многие пытаются решить проблему чрезмерных расходов на энергоносители путем установки индукционного котла отопления. Кроме экономии электроэнергии его устройство таково, что позволяет обходиться без вредных выбросов в окружающую среду и не представляет никакой опасности в процессе использования. Немаловажным аргументом в его пользу является и возможность его самостоятельного конструирования. В данной статье мы рассмотрим, что такое индукционный котел отопления: все про принцип работы + 2 варианта устройства своими руками. Кроме того, нам станут очевидны его преимущества перед обычными электрическими котлами и газовыми агрегатами.

Устройство индукционных котлов

В основу внутреннего устройства такого котла включен индуктор (трансформатор). Обычные бытовые индукционные котлы немного отличается от аналогичных промышленных с цилиндрической системой обмотки. В компактных котлах бытового назначения применяется медная обмотка тороидального типа.

Внешний корпус агрегата выполнен из окрашенного металла, затем идет толстый слой тепло- и электроизоляции, внутри которой находится сердечник с двойной стенкой. Он изготовлен из особой ферромагнитной стали и имеет толщину стенок не менее 10 мм. Тороидальная обмотка, которая намотана на сердечнике — это первичная обмоткой. Именно в ней происходит преобразование энергии электрического поля в магнитное, которое создает вихревые токи. Уже их энергия переносится на вторичную обмотку. В роли вторичной обмотки выступает корпус контура, который под действием этой энергии выделяет большое количество тепла, передающегося теплоносителю. Тороидальная обмотка позволяет создавать агрегаты с небольшим весом и габаритами.

Принцип действия индукционных котлов

В стандартную комплектацию обычно входит сам котел, совершенно необходимый полупроводниковый преобразователь, называемый инвертором, автоматические выключатели, терморегулятор электронный. Сам температурный датчик находится внутри корпуса котла.

Работа индукционных котлов базируется на принципе электромагнитной индукции. Его суть в том, что электроэнергия, потребляемая из сети, создает электромагнитное поле. Теплоноситель подается внутрь котла котел через водный патрубок, который приварен внизу. Переменный ток частотой 20 кГц поступает на котел через инвертор. При включении этого прибора ток протекает через тороидальную обмотку котла. При этом стальной сердечник всего за 7 минут нагревается до температуры 750 градусов.

Произведенное тепло передается теплоносителю, циркулирующему внутри контура. Быстрый нагрев жидкости создает конвекционные потоки. Это означает, что разогретый теплоноситель сильно расширяется и устремляется вверх по конструкции котла и далее в саму систему отопления. Часто этого бывает достаточно, чтобы происходила полноценная работа бытового котла, имеющего среднюю протяженностью отопительного контура. Такой метод позволяет достаточно быстро обогревать всю систему, но для лучшей циркуляции нужно дополнительно устанавливать обычный циркуляционный насос.

Благодаря применению принципа магнитной индукции, разогрев теплоносителя в таких котлах происходит гораздо быстрее, чем в агрегатах с тэнами, а потери тепла минимальны. На сердечнике почти не возникает накипь, какой бы жесткой и известковой не была вода.

Это происходит потому, что вихревые потоки вынуждают сердечник вибрировать, не позволяя образоваться накипи. Одновременно, вскипающие у его тела пузырьки, очищают поверхность сердечника. По причине герметичности всей системы, теплоноситель забирает максимальное (98%) количество выделяемой тепловой энергии. Таким образом, эти параметры очень сильно увеличивают КПД котла, что положительным образом сказывается на его экономичности и сроках эксплуатации.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционные котлы обладают рядом безусловных преимуществ перед обычными котлами на ТЭНах:

Стабильные показатели КПД до 99% практически весь срок эксплуатации.
Отсутствие нагревающихся элементов, что значительно продлевает срок применения устройства.
Отсутствие двигающихся элементов, что полностью исключает механический износ и необходимость замены комплектующих.
Отсутствие разъемных внутренних соединений не дает возможность возникновения течи.
Полная доступность работы даже при постоянном токе либо низком напряжении в сети.
Очень быстрый нагрев до нужной температуры теплоносителя (5 – 7 мин).
Достаточно высокая степень электро- и пожаробезопасности, соответствующая классу II за счет использования сердечника, не связанного напрямую с индуктором.
Отсутствие необходимости установки дымохода и предоставления под котел отдельно расположенного помещения. Для установки данной системы нет потребности в привлечении высококвалифицированных специалистов.
Нормативный срок эксплуатации прибора до 25 лет и даже более. Он напрямую зависит от герметичности запаянного внешнего шва и от большой толщины металлических труб для сердечника. Ему не нужны никакие профилактические работы в течение всего срока эксплуатации.
Котел может использовать все доступные жидкие теплоносители: масло, вода, антифриз, этиленгликоль без какой-либо предварительной подготовки.
Менять отработку теплоносителя можно всего один раз в 10 лет.
Хорошая защита от перегрева и различных аварий, бесшумность в ходе работы.
На котлах установлены электронные автоматизированные системы управления.
Внутри контура отсутствует накипь.
Возможность подключения котла к любым отопительным системам закрытого типа.
Минимально возможный прогрев теплоносителя — 35°С.

Но у индукционных котлов есть недостатки, как перед другими отопительными приборами, так и по индивидуальным специфическим параметрам.

Такие котлы можно подключить только к закрытому контуру отопления, очень часто с принудительной циркуляцией теплоносителя
Достаточно большой вес котла при довольно небольших размерах. Вес котла мощностью 2,5 кВт составляет не менее 23 кг при полной высоте 45 см и диаметре 12 см.
Большая, чем у других котлов цена, которая обусловлена наличием дорогостоящей детали – инвертора.
Генерируемые на расстояние в несколько метров от котла радиопомехи в длинноволновом, средневолновом и даже УКВ-диапазоне. Они не оказывают воздействия на человеческий организм, но их хорошо чувствуют домашние животные и электронная аппаратура.

Установка индукционного котла и системы управления к нему

Установка таких котлов возможна только в закрытую систему отопления. Это требует наличия расширительного бачка-экспанзомата и насоса для принудительной циркуляции теплоносителя.

Согласно инструкции, индукционный котел выставляется строго вертикально. После этого, к нижнему патрубку ввода подключается обратная труба контура отопления. Выходной патрубок расположен в верхней части устройства (сбоку или сверху). На него закольцовывается подающий трубопровод.

Вес монтируемого котла достаточно серьезный, поэтому креплениям нужно уделить самое особое внимание. Они должны быть очень надежными с учетом того, что при работе котла его вес значительно увеличится за счет поступающего внутрь теплоносителя. Боковое расстояние от котла до окружающих предметов и стен – 300 мм. Расстояние до пола и потолка — 800 мм и не меньше. Важным и обязательным условием при монтаже таких котлов является их заземление. С ним возможно использовать, как металлические, так и металлопластиковые трубы.

Рядом с выводным патрубком встраивается группа приборов безопасности: подрывной клапан, манометр, воздухоотводчик. Расширительный бачок устанавливается на удобном участке обратной трубы системы. Запорная арматура главным образом монтируется уже после группы безопасности.

Монтаж всей системы управления, а также самого котла нужно производить в соответствии с существующими правилами и нормами ПУЭ, схемами и условиями, содержащимися в имеющемся в комплекте техническом паспорте.

Примеры самодельных конструкций

Если вы не собираетесь использовать индукционный котел для осуществления главного отопления в частном доме, а хотите оборудовать им дачу или гараж, то вы можете попытаться сконструировать его самостоятельно. Существует два варианта, как это сделать.

Первый вариант

Для его реализации понадобятся куски пластиковых труб и сварочный инвертор. Имея элементарные знания в области физики и умея пользоваться кусачками, можно самостоятельно смастерить элементарную индукционную модель. Для этого нужно приобрести уже созданный высокочастотный сварочный инвертор с плавной регулировкой мощности тока до 15 ампер или даже выше. Для обогрева большой площади лучше выбрать гораздо более мощный аппарат. Еще понадобится катанка из нержавеющей стали либо обычные отрезки стальной проволоки. Это нужно для выполнения роли нагреваемого элемента. Их длина – около 50 мм, при диаметре 7 мм.

Важной составляющей является медная проволока, которую можно без проблем приобрести в любом тематическом магазине. Не следует использовать обмотку со старых катушек. Корпус, являющийся основой индукционной катушки — это одновременно часть трубопровода, поэтому его можно изготовить из пластиковой трубы с толстыми стенками. Ее внутренний диаметр должен быть 50 мм. К этому корпусу крепят два выходных патрубка для поступления холодного и отдачи горячего теплоносителя. Все внутреннее пространство корпуса нужно полностью заполнить отрезками проволоки и закрыть металлической сеткой, чтобы они не высыпались.

Индукционную катушку делают следующим образом: вокруг уже ранее приготовленной пластиковой трубы постепенно наматывают покрытый эмалью медный провод. Понадобится примерно 90 витков. Получившееся самодельное устройство требуется подключить к трубопроводной сети. Из трубопровода вырезают небольшой участок трубы, а вместо него устанавливают самодельный индукционный котел. Его подключают через инвертор и просто запускают воду.

Второй вариант

Это вариант предусматривает использование трехфазного трансформатора с возможностью и фиксации. Кроме того, понадобится еще и сварочный аппарат. Для изготовления устройства нужно сварить две трубы таким образом, чтобы они были похожи на бублик в разрезе. Эта конструкция выполняет, как проводниковую, так и нагревательную функции. Потом наматывают обмотку, непосредственно на корпус котла в целях его более эффективной работы, несмотря на небольшой вес и размеры. Здесь используется стандартная схема нагрева теплоносителя: он получает большое количество тепловой энергии при контакте с обмоткой.

Схема изготовления такой конструкции несколько сложнее, чем в первом варианте. Котел оборудуется двумя патрубками, как для входа холодного теплоносителя, так и для выхода нагретого. Если придумать и самостоятельно соорудить защитный кожух, то можно минимизировать тепловые потери.

Особенности самостоятельной установки и эксплуатации самодельных котлов

Как и в случае котлов, произведенных на заводе, для монтажа самодельной индукционной установки может подойти только отопительная система закрытого типа. В ее состав должен входить центробежный насос, который создает постоянную циркуляцию теплоносителя внутри отопительной системы. Распространенные сегодня пластиковые трубопроводы как нельзя лучше подходят для установки самодельного индукционного котла. Все нормативы, относящиеся к установке магазинных котлов, должны соблюдаться в полной мере и в данном случае. Если установить на систему органы управления и приборы безопасности, то ваша самодельная установка будет мало чем уступать своим заводским собратьям.

Хотя изготовить такой прибор достаточно сложно, и лучше не браться за это дело, не имея «прямых рук», эксплуатировать ее одно удовольствие. Ведь вместе с удобством эксплуатации мы получаем еще и серьезную экономию электроэнергии.

Автономное отопление в частном доме – очень сложная и важная задача, которую можно решить применением электрических котлов. В настоящее время существуют не только модели на ТЭНах, но и более экономные изделия – электродные и индукционные. Индукционный электрокотел пользуется большой популярностью, благодаря высокому КПД, и соответственно меньшим количеством потребляемой энергии для обогрева помещения. Рассмотрим подробнее возможности индукционного котельного оборудования, его достоинства и недостатки.

Индукция – это физическое явление, основанное на вихревых токах, которое открыл и исследовал французский физик Ж. Б. Л. Фуко. Индукционное котельное оборудование в своей работе применяет токи Фуко, функционирующие по принципу той самой электромагнитной индукции.

На катушку поступает переменное напряжение, образуется электромагнитное поле, которое провоцирует появление вихревых токов, нагревающих металл. Вода нагревается в теплообменнике и, циркулируя по системе, обогревает помещения в частном доме.

Современные отопительные агрегаты на основе индукции состоят из следующих элементов:

теплообменник или сердечник;
клеммная коробка;
катушка индуктивности;
шкаф управления;
проводники;
входной и выходной патрубки.

Для удобства эксплуатации оборудования, в его конструкцию могут включаться дополнительные элементы. По сути, котел такого типа представляет собой катушку индуктивности, которая помещена в небольшой, но очень тяжелый корпус из железного сплава.

При этом вместо сердечника в некоторых устройствах монтируется обычная металлическая трубка с теплоносителем. Однако наличие сердечника увеличивает площадь теплоотдачи.

Подобная система обладает высокой степенью надежности, поскольку индукционная катушка прочно запаивается в герметичном корпусе, не контактируя напрямую с теплоносителем. Возникновение пробоин в витках практически невозможно, так как их не накручивают слишком плотно, и в дополнение заливают специальным изолирующим составом.

Все это заключено в толстостенный массивный корпус, что гарантирует длительный срок эксплуатации. Производители дают гарантию на 5-10 лет, но продавцы котельного оборудования заявляют, индукционный электрокотел может прослужить около 30 лет без технического обслуживания.

Конструктивные особенности двух типов котлов

Прежде, чем приобрести индукционный электрический котел для автономного отопления дома необходимо определиться, какой вид оборудования наиболее подходит в вашем случае.

Существует два вида электрокотлов на основе вихревых токов, используемых для нагрева теплоносителя, – SAV и ВИН (вихревые), которые обладают характерными отличиями.

Электрокотел SAV для своей работы не требует наличия инвертора. В этом случае напряжение из сети в 50 герц подается прямо на обмотку (кутушку). В результате вторичная обмотка, представляющая собой систему металлических труб теплообменника, разогревается токами Фуко, быстро нагревая воду. Теплоноситель при помощи циркуляционного насоса движется по контуру системы отопления принудительно.

Индукционные котлы типа SAV производятся для напряжений в 220V и 380V. Оборудование, обладающее мощностью 2,5 кВт, способно обогреть комнату площадью до 30 м2. Приобрести данный котельный электрический агрегат SAV вместе с автоматикой и блоком управления можно за 27 000 – 32 000 рублей.

Индукционные электрокотлы типа ВИН (вихревые). Это модели нового поколения, для работы которых нужен специальный инвертор, преобразующий частоту электрической сети. Данное техническое решение позволяет сделать конструкции менее габаритной и более легкой, чем оборудование типа SAV. В данном случае теплообменник изготавливают из ферромагнитного сплава, а магнитопроводом и вторичной обмоткой выступает не только теплообменник, но и корпус агрегата.

Индукционный котел типа ВИН с мощностью в 3 кВт легко обогреет помещение с площадью 40 м2. Электрический котел ВИН в полной комплектации с блоком автоматики, насосом и циркуляционным насосом стоит несколько дороже – от 37 000 до 40 000 рублей.

Достоинства электроиндукционных котлов для отопления

Продавцы котельного оборудования рассыпаются в похвале, говоря об исключительных характеристиках индукционных агрегатов. Часть слов действительно правдива, другая часть – выдумка. К примеру, консультанты заявляют, что индукционные устройства экономят до 30% электричества по сравнению с электрокотлами на ТЭНе. Однако утверждение несколько преувеличено.

Дело в том, что оба типа котельного оборудования потребляют примерно одинаковое количество электроэнергии. Но индукционные котлы нагревают теплоноситель быстрее, чем ТЭНовый, в том числе, благодаря меньшей инерционности системы. Поэтому, если вовремя отключать агрегат, когда помещение достаточно нагрелось, то действительно счета за электричество будут меньше. При этом лучше оснастить систему отопления автоматикой с блоком управления.

КПД индукционного котла действительно очень высокий и приближен к показателю в ±98%, как и у ТЭНовых или электродных устройств. Однако, индукционные электрокотлы для отопления частного дома стоят больше, чем обычные ТЭНовые агрегаты. Блок управления и автоматика, особый сплав корпуса и обмотка увеличивают стоимость оборудования. При этом, как и другие технические приспособления, индукционные котлы отопления имеют достоинства и недостатки.

Перечислим основные преимущества электроиндукционных котлов:

высокая надежность, однако нельзя допускать, чтобы в системе не было жидкости;
можно применять любой вид теплоносителя;
нет необходимости в замене каких-либо элементов устройства;
накипь не образуется, благодаря постоянной высокочастотной вибрации;
долгий срок службы котла до 30-35 лет;
экономия ресурсов до 25 %, благодаря скорости нагрева;
монолитный корпус из ферросплава исключает возможность протечки;
не требуют отдельного помещения и обустройства вентиляции;
малогабаритность – отрезок трубы от 40 см до 1 м в длину;
бесшумный в процессе работы;
не нуждается в сервисном обслуживании;
теплоноситель нагревается очень быстро – за 5-7 минут;
автономная система работы;
простой монтаж.

Недостатками данных агрегатов можно назвать большой вес при малых габаритах – от 30 до 40 килограммов, а также высокая стоимость оборудования. Кроме того, для коттеджей в 2-3 этажа потребуется установка дополнительного циркуляционного насоса большой мощности.

Особенности монтажа индукционных обогревателей

Нынешние индукционные электрические котлы для отопления должны монтироваться только с закрытым контуром с мембранным расширительным баком и циркуляционным насосом. Принудительная циркуляция нужна в первую очередь из-за того что интенсивный нагрев и малый объем теплообменника препятствуют созданию естественной циркуляции вода закипит до того как создадутся условия для гравитационной циркуляции.

В том случае, если индукционный отопительный электрокотел используется, как теплогенератор, тогда необходимо использовать в контуре пластиковые трубопроводы ли изолировать металлические трубы от котла монтажом пластиковых фитингов. Котел необходимо обеспечить обязательным и качественным заземлением.

Требования по установке, как и для всех электрических котлов: от поверхности пола или потолка — 80 см, от стены — 30 см Монтаж блока безопасности в состав которого входит манометр, воздушный и предохранительный клапаны, является обязательным как и для всех закрытых систем отопления. В частных домах, обычно используют типовую систему подключения.

Установка индукционных котлов должна проходить согласно инструкции или требованиям, указанным в техническом паспорте. Прибор должен располагаться строго в вертикальном положении, нижний патрубок ввода подключается к обратке, верхний соответственно к подаче. Для этого должны использоваться только металлические или металлопластиковые трубы.

Если принято решение самостоятельно установить электрический котел, необходимо помнить о заземлении. В непосредственной близости необходимо установить группу безопасности шкаф управления, на вводе — фильтры и датчик потока.

Во время приобретения нужно внимательно смотреть на мощность оборудования, которая не падает в процессе использования. Оптимальным соотношением является 60 Вт на 1м2. Для того чтобы рассчитать эту характеристику, необходимо учитывать габариты всех помещений.

Если недостаточно теплоизоляции, нужно взять более мощный котел отопления. Нынешние индукционные агрегаты могут поддерживать невысокую температуру в редко используемых помещениях. Соответственно для дома вполне подойдет электрический котел на 6 кВт.

Таким образом, наиболее простым и оптимальным решением для отопления является установка электрического котла. Они действительно более экономичные из-за меньшей инерции системы, надежности (если использовать продуманную технологию и качественные материалы) и хорошей работы автоматики, которая включает в себя только систему для поддержки температуры. Данное оборудование монтируется как резервное в частных домах и для обогрева офисов и торговых павильонов.

Ощутимую конкуренцию газовым и ТЭНовым отопительным приборам создают индукционные котлы отопления. На рынке они позиционируются как одни из самых экономичных. Начали их использовать еще в восьмидесятые годы в промышленных целях. Бытовые модели впервые были представлены в середине 90-х, а за более чем тридцатилетнюю историю они претерпели множество изменений.

Первое знакомство

Индукционный котел в работе

Само название говорит о том, что в основу работы котла заложен принцип электромагнитной индукции. Чтобы понять суть процесса, достаточно через катушку из толстой проволоки пропустить большой ток. Вокруг устройства обязательно возникнет сильное электромагнитное поле. И если поместить в него любой ферромагнетик (металл, который притягивается), то он довольно быстро нагреется.

Самый простой пример индукционного источника тепла - катушка, намотанная на трубу из диэлектрика. Нужно только внутрь поместить стальной сердечник. Подключенная к источнику электричества катушка будет греть металлический стержень. Теперь осталось подсоединить устройство к магистрали, по которой циркулирует теплоноситель, и примитивный индукционный котел начнет генерировать тепло.

Весь принцип работы можно описать несколькими предложениями. Электрическая энергия генерирует электромагнитное поле. Под действием электромагнитных волн нагревается металлический сердечник. Избыточное тепло от стержня передается теплоносителю (этиленгликоль, масло или вода).

Интенсивный нагрев жидкости порождает конвекционные потоки. Горячий теплоноситель стремится вверх, и его силы достаточно для работы небольшого контура. В магистралях большой протяженности необходимо устанавливать циркуляционный насос.

Правда и мифы

В специализированных магазинах нередко можно услышать удивительные характеристики, которые приписывают данному отопительному оборудованию. К сожалению, не все они соответствуют действительности. Ради увеличения продаж менеджеры отделов иногда лукавят. Самое время рассмотреть основные тезисы, которыми они оперируют.

Новизна

Утверждение: передовая инновационная разработка на основе физических принципов.

Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году.
В промышленности со второй половины ХХ века индукционные печи успешно использовались для плавления стали.

Никаких новшеств, а тем более новаторских технологий с той поры не реализовано. Это хорошо известный принцип, который нашел свое новое применение и помог производителям занять доселе свободную нишу.

Экономичность

Вихревые индукционные нагреватели

Утверждение: индукционные котлы используют на 20-30% меньше энергии, чем другие электрические аналоги.

Любой нагревательный прибор 100% используемой энергии превращает в тепловую - при условии, что он не выполняет механической работы. Коэффициент полезного действия может быть и меньше. Все зависит от рассеивания тепла вокруг прибора отопления.
Время достижения необходимой температуры теплоносителя напрямую зависит от эффективности работы нагревательного элемента. Всякие высказывания о том, что индукционные модели потребляют меньше электричества, являются не чем иным, как уловками. Закон сохранения энергии незыблем. Для получения одного киловатта тепла необходимо истратить не меньше 1 кВт электричества.
Часть тепла неизбежно будет расходоваться вхолостую. К примеру, греется сама катушка, поскольку сопротивление проводника не нулевое. Впрочем, потери в любом случае остаются в доме, а не улетают через дымоходные каналы.

Выводы вполне очевидны - делающий подобные заявления менеджер занимается откровенным надувательством, или сам введен в заблуждение.

Долговечность

Утверждение: оборудование безотказно работает не меньше четверти века. Его надежность несопоставима с иными электрическими аналогами.

Механический износ котлов данного типа невозможен в принципе, поскольку на них нет подвижных деталей.
Медная обмотка имеет приличный запас прочности. При условии надлежащего охлаждения она может прослужить неограниченно долго. Пробои изоляции для нее тоже не страшны. Дело в том, что витки наматываются не впритык, а через небольшие промежутки.
Сердечник будет постепенно разрушаться в любом случае. На него могут воздействовать агрессивные примеси, не придает прочности и постоянный цикл «нагревание-остывание». Однако данный процесс настолько растянут во времени, что до его завершения может пройти не один десяток лет.
Схема управления включает несколько транзисторов. Вот они-то и определяют срок безотказной работы всего оборудования. Производители комплектующих, как правило, декларируют десятилетнюю гарантию. Впрочем, нередки случаи, когда они беспроблемно отрабатывали 30 и больше лет - все зависит от технологического процесса.

Таким образом, индукционные котлы в любом случае будут работать намного дольше ТЭНовых аналогов. Нагревательные элементы последних могут потребовать замены уже через несколько лет.

Незаменимость характеристик

Котлы индукционные нового поколения

Утверждение: приборы с традиционными нагревательными элементами теряют в мощности через образование накипи. Здесь этот процесс отсутствует, и технические параметры не меняются десятилетиями.

Влияние накипи несколько преувеличено. Во-первых, сам по себе слой извести не характеризуется высокими теплоизолирующими качествами. Во-вторых, в замкнутом водовороте образование большого количества известковых отложений маловероятно.
Относительно сердечника индукционного котла содержание тезиса справедливо. На нем невозможно образование накипи даже при условии, что теплоноситель перенасыщен известковыми включениями.

Отложения попросту не могут удержаться на поверхности, которая постоянно вибрирует под воздействием электромагнитного поля. К тому же на сердечнике регулярно образуются пузырьки воды, которые разрушают всякую накипь. Очевидно, что данное утверждение правдиво в отношении индукционных котлов, но не справедливо для других электрических нагревательных приборов.

Бесшумность

Утверждение: при работе индукционного оборудования абсолютно отсутствует шум. Этим он выгодно отличается от других электрических аналогов.

Вихревой индукционный котел

Любой электрический бойлер не шумит при нагреве воды, потому что попросту отсутствуют акустические колебания.
Шум могут создавать только циркуляционные насосы. Впрочем, если работа системы отопления основана на использовании конвекционных потоков, то и этот шум будет исключен.
Если же гидравлическое сопротивление вынуждает прибегнуть к принудительной циркуляции, то на рынке сегодня существует множество бесшумных насосов для отопительных систем. Так что заявления продавцов в этом случае вполне справедливы.

Компактность

Утверждение: размеры индукционных котлов невелики, что позволяет устанавливать их в любом помещении.

Реалии: на самом деле так оно и есть. Устройства представляют собой отрезок трубы, не требующий отдельного места. Тезис ничуть не искажает действительность.

Безопасность

Утверждение: котел абсолютно безопасен.

Реалии: в случае утечки теплоносителя электромагнитное поле автоматически не исчезнет. Нагрев сердечника будет продолжаться, и если не прекратить электроснабжение, то крепление и корпус оплавятся через несколько секунд.

Поэтому при монтаже необходимо предусмотреть автоматическое отключение котла в такой ситуации. Так что безопасность котла находится на таком же уровне, как и в ТЭНовом оборудовании.

Приняв решение обогревать свой дом с помощью электроэнергии либо установить дополнительный электрический источник тепла, домовладельцы задаются вопросом, - отопитель какого типа задействовать? Здесь выбор невелик, на рынке предлагаются электрические теплогенераторы трех типов: ТЭНовые, электродные и вихревые (индукционные). Последние представляют наибольший интерес, поскольку декларируются производителями в качестве нового и самого экономичного оборудования. Появились индукционные котлы сравнительно недавно, поэтому стоит изучить их подробнее.

Устройство вихревого индукционного котла

В действительности данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счет которой функционируют электрические индукционные котлы отопления, открыто М. Фарадеем в далеком 1831 году. Просто благодаря современным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водогрейных установках относительно недавно.

Нагревание воды происходит за счет вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Образуются они под воздействием переменного электрического поля, создаваемого витками катушки переменным током частотой 50 Гц. Сердечник выполнен в форме трубы, через нее и протекает теплоноситель при нагреве. По сути, аппарат представляет собой индукционный преобразователь электрической энергии в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого выполнена катушка, количество витков и размеры сердечника рассчитаны таким образом, чтобы нагревать воду до максимальной температуры 95 ºС и при этом не допустить перегрева обмотки.

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.

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.

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.

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.

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97-98%.
Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Мифы об индукционных котлах

Один из самых популярных мифов создают торговые представители, продающие индукционные электрические котлы. Суть в том, что эти котлы якобы на 20-30% эффективнее прочих нагревательных электроустановок, особенно ТЭНовых. Данная информация не соответствует действительности, поскольку все теплогенераторы, преобразующие электроэнергию в тепло, работают с эффективностью не ниже 96% в соответствии с физическим законом сохранения энергии. Неоспоримым является лишь факт, что ТЭНы разогревают теплоноситель несколько дольше по причине своей многослойной структуры. Вольфрамовая спираль прогревает сначала кварцевый песок, потом материал трубки, а потом уже воду. При этом энергия никуда не теряется, а КПД ТЭНового агрегата составляет 98%, как и вихревого.

Пример системы отопления

Другой миф гласит о том, что индукционный электрический котел совсем не требует обслуживания, поскольку переменное магнитное поле не дает отложениям оседать на греющих элементах. Этот вопрос зависит от качества воды и накипь на сердечнике катушки появляется точно так же, как и в ТЭНовых нагревателях, если теплоноситель не обессолен. Поэтому хотя бы 1 раз в 2 года сам теплогенератор и система отопления должны проходить процедуру промывки.

Вопреки заверениям продавцов, водонагреватель нельзя ставить в любом помещении. Причины две: опасность поражения током и наличие электромагнитного поля вокруг аппарата. Его лучше поместить в техническом помещении с ограниченным доступом (котельной).

Заключение

Отопительные установки, использующие для нагрева вихревые токи, действительно обладают многими достоинствами, особенно среди них привлекают скорость нагрева, компактность и долговечность. Насколько эти преимущества оправдывают высокую стоимость изделия – решать придется каждому домовладельцу в индивидуальном порядке.

Люди избалованы цивилизацией и не мыслят существования без ее благ. К ним, бесспорно, относится и отопление зданий. Системы обогрева постоянно совершенствуются и становятся все более эффективными и удобными для использования.

Но этого мало. Согласитесь, совсем неплохо, чтобы отопительное оборудование было еще и экономичным. И это желание вполне осуществимо – можно изготовить индукционный котел отопления своими руками. Он способен не только обеспечивать необходимый уровень обогрева помещения, но и весьма экономно расходовать при этом энергоресурсы.

Более того, такое оборудование при желании соберет даже начинающий мастер. А как это правильно сделать и какие материалы понадобятся для изготовления – эти вопросы мы детально разберем в нашей статье. Предварительно рассмотрим устройство и принцип работы оборудования, а также плюсы его использования.

Прежде, чем заняться самостоятельной сборкой индукционного котла, предстоит разобраться с его устройством и принципом работы. И только уяснив эти моменты можно приступать к изготовлению самоделки.

Как работает индукционный котел?

Чтобы понять, как работает индукционное оборудование, нужно познакомиться с принципом его действия. А потому вспомним школьный курс физики.

Когда через токопроводящий материал проходит электрический ток, он выделяет тепло. При этом количество полученного тепла будет прямо пропорционально напряжению и силе тока. Эту закономерность открыли Джоуль и Ленц, в честь которых и назван физический закон.

Галерея изображений

Впрочем, индукционные котлы, хотя и работают от электричества, достаточно экономичны.

Галерея изображений

На пластиковую трубу с отрезками металлической проволоки внутри аккуратно наматывается медный провод

Только после этого можно тестировать новое устройство. В нем обязательно должна быть жидкость.

Если включить индукционный котел «на сухую», пластиковый корпус расплавится от высокой температуры. Это приведет к частичному разрушению отопительной системы, что недопустимо.

Еще один важный момент – грамотное обустройство заземления отопительного прибора, без чего невозможна его безопасная эксплуатация.

Особенности вихревого индукционного котла

С принципом работы индукционного отопительного прибора мы уже знакомы. Существует его разновидность: вихревой индукционный котел или ВИН, действующий несколько иначе.

Отличительные черты ВИН

Как и индукционный аналог, он работает от высокочастотного напряжения, поэтому обязательно оборудуется инвертором. Особенность ВИН устройства заключается в том, что вторичная обмотка у него отсутствует.

Ее роль выполняют все металлические детали прибора. Их обязательно изготавливают из материалов, которые проявляют ферромагнитные свойства. Таким образом, когда на первичную обмотку устройства поступает ток, резко возрастает напряженность электромагнитного поля.

Оно в свою очередь генерирует ток, сила которого стремительно увеличивается. Вихревые токи провоцируют перемагничивание, в результате которого все ферромагнитные поверхности очень быстро, почти мгновенно, разогреваются.

Вихревые устройства достаточно компактны, но за счет использования металла, их вес велик. Это дает дополнительное преимущество, поскольку все массивные элементы корпуса принимают участие в теплообмене. Таким образом КПД агрегата приближается к 100%.

Эту особенность устройства нужно учитывать, если принято решение самостоятельно изготовить котел ВИН. Он может быть выполнен только из металла, пластик использоваться не должен.

Необычная модель индукционного прибора

Эта модификация индукционного котла может показаться очень необычной, тем не менее, вполне имеет право на существование.

Более того, практика показывает, что такое устройство намного экономичнее стандартного ТЭНового котла. На обогрев стандартной «трешки» будет уходить порядка 1,8-2,5 кВт в час, тогда как электрокотел потратит как минимум 6 кВт.

При изготовлении самодельных индукционных котлов для намотки на сердечник используется только специальная обмоточная медная проволока

Собственно, котел представляет собой врезанный в отопительную систему теплообменник, который нагревается от индукционной электроплитки.

Важное звено конструкции – теплообменник, он должен быть компактным, надежным и по возможности дешевым. Расчеты показывают, что для обогрева квартиры площадью около 50 кв. м будет достаточно устройства, работающего с 40 л теплоносителя.

То есть понадобится плоский металлический бак, размеры которого варьируются в пределах 50х600х500 мм. Такую емкость вполне можно изготовить самостоятельно, сварив из профильных труб 50х50.

Работы выполняются в следующей последовательности:

Труба 50х50 нарезается на отрезки длиной 600 мм. Всего должно получиться 9-10 штук.
Полученные отрезки привариваются один к другому по принципу «стенка к стенке» так, чтобы получился сплошной ряд из труб.
От трубы отрезается еще два отрезка так, чтобы их длина была равна ширине получившейся заготовки.
Из обоих полученных фрагментов трубы отрезается одна стенка.
Деталь устанавливается срезанной частью на сваренные вместе трубы так, чтобы получилась заготовка, напоминающая коллектор. Фрагмент приваривается к теплообменнику.
Аналогично устанавливается второй отрезок трубы с противоположной стороны.
В противоположные по диагонали участки теплообменника ввариваются патрубки для соединения с отопительной системой.
Конструкция тщательно обваривается, поскольку должна быть полностью герметичной.

Теплообменник готов, его можно устанавливать на место и подводить под него источник тепла. Практика показывает, что лучше всего установить такую систему в санузле, выполнив вертикальный монтаж.

Теплообменник вваривается в отопительную систему, а плитка располагается между ним и стеной.

Домашние мастера утверждают, что если подключить к такому устройству инвертор, его энергопотребление существенно уменьшится.

После прочтения инструкций вам изготовление самодельных котлов кажется сложным и опасным занятием? Вы сомневаетесь, что самоделка будет экономнее расходовать электроэнергию для подогрева теплоносителя в системе отопления? В таком случае покупка готового нагревательного агрегата станет лучшим решением.

На нашем сайте есть полезные материалы по выбору лучшего электрокотла и рейтинг самых популярных среди покупателей моделей. А также рекомендуем ознакомиться с особенностями расчетов энергопотребления котлом и другими вариантами электрического отопления в доме:

Чтобы купить такое устройство в магазине придется потратить значительную сумму, поэтому домашние умельцы научились изготавливать их самостоятельно .

Вы используете в качестве отопительного прибора самодельный индукционный котел? Поделитесь фотографией свой самоделки и рекомендациями по сборке в блоке комментариев.

А может вы только собираетесь заняться изготовлением котла и у вас остались нерешенные вопросы после прочтения нашей статьи? Не стесняйтесь их задать – мы постараемся вам помочь.