Использование электромагнитной индукции для отопления дома

Еще один вариант индукционного котла

Существует еще один вариант создания индукционного котла своими руками. Такие индуктивные котлы отопления, конечно, обойдутся немного дороже, однако эффективность их работы будет выше.

Сделать такой котел будет немного сложнее, чем предыдущий вариант. Вам понадобятся навыки работы со сварочным аппаратом, наличие трехфазного инвертора, который бы желательно крепился стационарно, а также – некоторых инструментов.

Самодельный индукционный котел

Отметим, что конструкция данного варианта индукционного котла будет состоять из двух труб, которые будут вварены друг в друга. Если смотреть со стороны торца, то такая конструкция напомнит вам бублик. Одновременно устройство будет и сердечником, который будет создавать электромагнитное поле, и нагревательным элементом.

Медная обмотка наматывается прямо на корпус котла. Благодаря этому будет достигнута повышенная производительность, сохранятся относительно небольшие размеры и вес устройства. Чтобы подводить и отводить носитель тепла, в индуктор ввариваются специальные патрубки.

Когда вы собираете такие индукционные котлы для отопления дома, следует учитывать несколько рекомендаций и требований к монтажу:

• Такое устройство, как индукционный котел, можно монтировать только в закрытые системы отопления, которые оснащены насосом циркуляции.
• Прибор может быть монтирован также в такие системы, которые используют пластиковые трубы.
• Между системой индукционного отопления и стенами (или же предметами мебели, бытовой техники) должно быть не менее, чем 30 сантиметров свободного места. А от потолка и пола такие устройства размещают на расстоянии 80 сантиметров.

Конечно же, над таким вариантом котла вам придется поработать несколько больше и сложнее, однако эффект, который будет достигнут в дальнейшем, вас порадует. Такой индукционный котел, как показывают отзывы, является действительно производительным устройством, которое способно не только обеспечить вам качественное отопление жилья, но и еще прослужит вам не меньше 25-ти лет без обслуживания.

Самодельный индукционный котел, подключенный к системе отопления

Использование индукционных котлов отопления предоставляет пользователям массу преимуществ. Среди них следует отметить несколько:

• Прежде всего, это возможность работать с переменным и постоянным током.
• В таком устройстве просто-напросто нет таких нагревательных элементов, которые будут изнашиваться.
• Конструкция прибора предельно проста.
• Не требуется для установки брать отдельное помещение. Все индукционные котлы относятся к 2-му классу, согласно пожарной безопасности.
• Коэффициент полезного действия как самодельных, так и фабричных индукционных котлов, составляет практически 100% (обычно 98-99%). Если сравнивать с традиционными отопительными системами – это просто отличный результат.
• Можно использовать несколько типов носителей тепла, при этом индукционный котел не потерпит никакого вреда. Так, можно применять не только воду, но и работать с маслом и антифризом.
• Сделать индукционный котел самостоятельно не составит большого труда для вас, а по стоимости это получится очень дешево.

Таким образом, современные индукционные котлы – это устройства, которые относятся к технике нового поколения. Это не только практичные приборы, но и мощные, экономичные. Они способны обогреть не только обычный дачный дом, но и производственное помещение большой площади. При всем при этом – вы не тратитесь на сложный монтаж и обслуживание таких устройств.

Преимущества и недостатки

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

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97—98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. 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.

Стоит ли их использовать для отопления частного дома: разбираем известные заблуждения

Как мы уже говорили ранее, использование индукционных электрокотлов оправдано лишь в промышленности. Однако стоит подтвердить слова разобрав детальнее все известные мифы.

КПД и экономичность

Пример компактной обвязки электроиндукционного котла в системе отопления частного дома.

Несмотря на уверения продавцов о высоком КПД, у всех современных электрокотлов он около 99%. Это значит, что, например, при максимальной нагрузке котел, производящий 9 кВт тепловой энергии будет потреблять 9,091 кВт электроэнергии. Тем не менее, со временем, за счет образования накипи, КПД ТЭНовых моделей снижается до 90 или даже 80%, поскольку для обеспечения сквозь слой накипи прежней теплоотдачи необходимо больше времени и мощности. В индукционных котлах накипь не образовывается и КПД сохраняется неизменным.

Но даже в ТЭНовых моделях можно практически полностью решить проблему:

• фильтруя заливаемый теплоноситель;
• установив умягчающие фильтры;
• используя один и тот же теплоноситель, не сливая его каждый сезон. Минералы единожды осядут на ТЭНах и превратятся в несущественный слой накипи, практически не влияющий на эффективность нагрева, после чего им будет просто неоткуда браться.

С ней мы еще разберемся далее, а пока можно сделать вывод, что КПД у всех современных электрокотлов +- одинаковый, а отсутствие накипи не стоит переплаты в более, чем 50%.

Надежность

Еще одним частым аргументом в пользу электроиндукционников является их надежность: максимально простая конструкция, а значит в ней попросту нечему ломаться.

Это действительно так, но относится абсолютно ко всем качественным электрическим котлам, поскольку, в отличие от тех же газовых, единственным элементом, который при должных условиях эксплуатации может выйти из строя, является ТЭН. Но даже они при очищенном и мягком теплоносителе служат не менее 5-7 лет.

Безопасность

С безопасностью даже у современных моделей все непросто, поскольку мощные индуктивные электрокотлы создают серьезную нагрузку на электрическую сеть, искажают синусоиду. Подключать котлоагрегат необходимо только при условии отличного состояния проводки, желательно через стабилизатор напряжения. Кроме того, магнитное поле никак не изолировано, что может негативно влиять на работу находящейся рядом электроники.

Автоматика и регулировка температуры

Типичный шкаф управления индукционным котлом.

Управление индукционным электрическим котлом производится с помощью отдельного пульта управления, который имеет довольно точные настройки, но не подразумевает программирование работы котла на ближайшие сутки или неделю.

В известных ТЭНовых моделях температура регулируется более точно: поградусно, благодаря датчику температуры. Кроме того, во многих моделях возможна установка комнатного термостата, что позволяет более эффективно и правильно регулировать работу котла по температуре воздуха в помещении, а не теплоносителя на выходе.

Вес и габариты

Пример использования нескольких электрокотлов малой мощности в одной системе.

Размеры индукционных котлов действительно небольшие, что позволяет установить их практически в любом месте дома. Тем не менее, это не столь существенное преимущество перед и так компактными ТЭНовыми моделями или крайне небольшими электродными котлами размером чуть более магистральной трубы.

Отличия между ТЭН-котлами и индукционным оборудованием

Подобные устройства преобразовывают электрическую энергию в тепловую. При этом их КПД приближается к 100%. Именно по такой причине многие потребители затрудняются сделать выбор.

Нередко люди обращают внимание на дороговизну индукционных агрегатов. Однако они не учитывают тот факт, что за 5–7 лет регулярной эксплуатации затраты на оборудование кажутся одинаковыми

Это объясняется тем, что ТЭН-котлы нуждаются в регулярном ремонте, а именно замене перегоревших элементов.

На самом деле сделать выбор между такими видами оборудования непросто, ведь они нагревают помещение за идентичное количество времени. Однако индукционные агрегаты считаются более предпочтительными, ведь здесь не образуется накипь, а также есть возможность использования различных теплоносителей. При этом вы можете не бояться шумной работы и не беспокоиться о необходимости регулярного сервисного обслуживания.

Преимущества индукционного котла отопления

• Низкие эксплуатационные расходы (до 30% ниже по сравнению с традиционными котлами).
• Высокий КПД, который за все время службы не снижается и достигает 98%.
• Возможность использования любого теплоносителя (вода, масло, глицерин, антифриз…).
• Замену теплоносителя необходимо осуществлять раз в 10 лет.
• Отсутствие ТЭНов.

Примечание! В электрических котлах ТЭНы требуют обслуживания и замены.

• Экологичность системы (отсутствуют выбросы продуктов горения).
• Нет необходимости обустраивать специальную котельную и склад для хранения топлива.
• Отсутствие накипи.
• Высокая степень пожаро- и электробезопасности.
• Нет необходимости устанавливать систему вентиляции и дымоход.

Достоинства и недостатки индукционного котла

Индукционные котлы обладают следующими достоинствами:

1. Высокий КПД;
2. Отсутствие расходных элементов, надежность конструкции;
3. Малые габаритные размеры;
4. Простота монтажа и эксплуатации;
5. Высокая скорость нагрева;

Котлы индукционного типа имеют коэффициент полезного действия до 99 %, превосходящий КПД ТЭНовых и электродных агрегатов. Экономичность котла в 20 – 30 %, заявляемая производителями, противоречит принципам закона сохранения энергии.

Но некоторая экономия все же может быть достигнута за счет отсутствия накипи. Дело в том, что сердечник при воздействии электромагнитной индукции не только нагревается, но и приобретает устойчивую микровибрацию. Образование отложений и накипи в таких условиях практически невозможно.

 В ТЭНовых и электродных котлах образование накипи – стабильный постоянный процесс. Известковые отложения имеют определенное термическое сопротивление и снижают коэффициент теплопередачи от нагревательного элемента к теплоносителю. Накипь толщиной 0,5 мм ухудшает теплопередачу на 8 – 10 %. В индукционных котлах такое препятствие отсутствует и электрическая энергия расходуется более рационально.

Наличие явления вибрации также позволяет использовать в системе отопления воду даже с высоким содержанием солей жесткости. Вообще в качестве теплоносителя при работе котлов-индукторов может использоваться неподготовленная вода, антифризы, даже масло – то есть отсутствуют требования по химическому составу, которые присущи другим электрокотлам.

Индукционные котлы не имеют в своей конструкции быстроизнашивающихся элементов (ТЭНов, электродов). Срок службы оборудования заявляется в 25 лет (при гарантии в 2 года). Не требуется регулярная замена нагревательных элементов – это снижает расходы на эксплуатацию оборудования.

Бытовые котлы обладают малыми габаритами (высота не превышает 1 метра), могут располагаться в любом помещении. Установка изделия не требует получения каких-либо разрешений, монтаж можно произвести самостоятельно. Обязательным условием монтажа является заземление устройства для предотвращения поражения электрическим током.

О самостоятельном изготовлении котла индукционного типа следует сказать отдельно. Реализация этой задачи возможна при наличии сварочного аппарата и определенных умений. Но обязательным условием является знание электрического оборудования и устройств, ведь для любого сложного оборудования требуется серьезная система безопасности, контроля и управления. Самостоятельная сборка блока управления и систем безопасности не всякому по силам.

Индукционные котлы можно назвать многофункциональными. Их можно использовать не только для отопления, но и для производства горячей воды в режиме проточного водонагревателя.

Каких-либо серьезных недостатков индукционные котлы практически не имеют. Можно лишь отметить, что по отзывам пользователей наблюдаются жалобы на шум изделия при работе. Это вызвано наличием вибрации. Этот негативный фактор в принципе можно устранить – котел следует крепить с амортизирующими вставками (из резины и т.д.), которые будут препятствовать передаче вибрации строительным конструкциям.

Также можно отметить, что серьезную опасность представляет неконтролируемая утечка теплоносителя. При выходе из строя системы контроля протока оборудование будет разрушено и станет неремонтопригодным. И еще один весомый недостаток, присущий всему электрическому отопительному оборудованию – очень высокая стоимость электрической энергии.

Индукционные котлы отопления – качественное и эффективное оборудование с технической точки зрения. По своей конструкции они более совершенны, чем ТЭНовые и электродные электрокотлы. При отсутствии иных энергоносителей, кроме электроэнергии, оборудование этого типа со временем может стать более популярным для отопления частных домов и дач.

(Просмотров 277 , 2 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Автономное водяное отопление частного дома

Каскадное подключение котлов

Самостоятельная замена унитаза

Замена радиатора отопления в квартире

Электрический котел для отопления частного дома

Устройство водоснабжения частного дома из скважины

Монтаж простой схемы

1. На дно пластиковой трубы уложить металлическую сетку.
2. Все пространство корпуса заполнить стальными отрезками и сверху закрыть отрезком сетки.
3. На пластиковую трубу равномерно спиралью намотать медную проволоку. Всего должно получиться от 90 до 100 витков с одинаковым расстоянием между ними.
4. Получившийся индуктор установить в отопительную схему с помощью переходников. Для этого нужно удалить часть трубы из общей системы и поместить катушку в образовавшийся разрез. Первый переходник припаять к корпусу.
5. Окончания медной проволоки подключить к высокочастотному инвертору.
6. Заполнить систему водой и запустить ее.

Для повышения безопасности работы самодельного теплогенератора желательно заизолировать открытые участки катушки

Выбирая материал для защиты медной проволоки, нужно принимать во внимание его электро- и теплопроводность

Рассмотренная схема индукционного котла, сделанного собственноручно, обходится изготовителю недорого и способна существенно увеличить скорость нагревания воды в отопительной системе. К недостаткам можно причислить небольшой размер оборудования и невзрачный внешний вид.

Или все-таки лучше купить

На современном рынке отопительного оборудования вы можете найти множество моделей индукционных котлов. Если вы не хотите самостоятельно возиться с его созданием, просто приобретите индукционный котел для отопления своего жилья или промышленного помещения.

Если такая стоимость вас пугает, то просто сделайте индукционный котел самостоятельно. Ведь большинство компонентов и материалов, необходимых для этого, всегда в наличии у хозяина и домашнего мастера.

Промышленный индукционный котел

Если исследовать отечественный рынок индукционных котлов, то они представлены такими производителями, как SAV, ВИН. Что касается мощности, то однофазные котлы имеют диапазон от 2.5 кВт до 7 кВт, а более мощные трехфазные – до 60 кВт.

Следует помнить, что когда вы выбираете необходимые параметры индукционного котла, мощность устройства на протяжении всего срока работы не будет снижаться. Стандартным соотношением является 60 Вт на 1 кв.м площади, которая отапливается. Но чтобы более точно подсчитать мощность, требуется учитывать и параметры помещения, то есть, того места, где этот котел расположен. Если теплоизоляция оставляет желать лучшего, утепление – тоже, то расчетное соотношение должно быть больше. Именно поэтому лучше всего такой расчет доверить специалистам.

Так, вам не потребуется слишком мощная модель, нужно будет поставить котел на 6 кВт для помещения на 100 кв.м и для температуры примерно 15 градусов. Максимально допустимым давлением в системе будет давление не более 0.3 МПа.

Стоит заметить, что к основной комплектации также может дополнительно поставляться блок электронного программатора рабочих режимов. Такое устройство программирует работу индукционного котла на срок на неделю, или же применяется для того чтобы удаленно управлять всей отопительной системой.

Программатор котла

При выборе котла нужно также обратить внимание на такую вещь, как параметры толщины сердечника из стали. Чем больше толщина стенок, тем дольше он не будет подвержен коррозии

Водонагреватели типа ВИН

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

Схема нагрева теплоносителя

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

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

Отопление индукционными котлами

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

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

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

Пример подключения индукционного котла

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

Раскрываем главный миф индукционного отопления

Последнее время уже перестали говорить, что КПД при индукционном отоплении выше, чем КПД тэнового котла 2-3 раза. Но сторонники индукционного котла утверждают, что тэновый котёл быстро теряет свои свойства и выходит из эксплуатации, потому что на нём вырастает накипь!

Утверждают, что в течение года мощность тэнового котла уменьшается на 15-20%. Так ли это на самом деле?

Да, отложения не тэне действительно присутствуют, но никогда нельзя путать систему отопления и систему водоснабжения. Например, в системе водоснабжения действительно образуется накипь, точно также, как она образуется в чайнике, который мы видим на кухне каждое утро. Никогда нам это не мешает в трудовой деятельности, мы знаем, и это не подлежит сомнению, что в чайнике вода закипает в любом случае.

Напротив, в известной для нас системе отопления примеси нечасто поступают в воду. Слой отложения очень тонкий и не является сколько-нибудь значимым препятствием для передачи тепла.

Если энергия куда-то ушла из сети, никуда она полностью не исчезает. Она превращается в абсолютное тепло и нагревается теплоноситель, который, в свою очередь, нагревается точно с одним и тем же КПД, как он нагревался раньше и как он будет нагреваться всегда. Если бы было не так, то тэн разорвало бы излишками энергии.

Как только появляется накипь, теплообмен совершается при более высокой температуре. Ни о каком снижении КПД речи быть не может, какая бы температура ни была в тэне.

Плюсы и минусы индукционных котлов

Индукционный котел заводской сборки

Действительно ли этот тип теплоснабжения насколько эффективен, как его рекламируют производители? Читая отзывы об индукционном отоплении нельзя сделать однозначный вывод. Многие потребители жалуются на большой расход электроэнергии, некоторые самодельные модели котлов явно опасны в эксплуатации.

До того, как делать индукционный котел отопления своими руками, подбирать для него компоненты и комплектующие – рекомендуется детально ознакомиться с плюсами и минусами этого типа теплоснабжения.

• Быстрое повышение температуры теплоносителя до требуемого уровня. В отличие от работы ТЭНов индукционный нагрев воды для отопления не требует дополнительных изоляционных материалов. Т.е. тепловая энергия от стержня передается непосредственно теплоносителю;
• Долгий срок службы. Это обусловлено отсутствием движущихся частей и высокой надежностью материалов изготовления;
• Небольшие размеры конструкции;
• Не происходит формирование накипи на внутренних стенках. Это связано с небольшой вибрацией стержня во время его работы. Однако если читать отзывы об индукционных котлах отопления, то никто не жалуется на высокий уровень шума.

Но наряду с этим нужно учитывать и отрицательные моменты эксплуатации отопительных котлов этого типа:

• Высокая стоимость заводских моделей. По-настоящему качественные электрические индукционные котлы отопления делаются с применением современных материалов, стоимость которых в большей степени и обуславливают высокую цену. Поэтому самодельные модели значительно уступают по качеству и техническим параметрам заводским;
• Для установки котлов мощностью более 7 кВт потребует обустроить электросеть 380 В. В противном случае нагрузка не позволит работать оборудованию в нормальном режиме;
• В случае отсутствия воды во время работы индукционной печи отопления произойдет перегрев и выход ее из строя. Поэтому в конструкцию должны входить датчики давления, которые соединяются с автоматическим выключателем. При падении давления будет выполнено автоматическое отключение устройства.

Определившись, что все-таки необходимо делать индукционное отопление самостоятельно – можно приступать к выбору оптимальной схемы котла и расчету его параметров.

Индукционный принцип нагрева уже не один десяток лет применяется в сталелитейной промышленности для нагрева металла. Именно из этой отрасли и пришли индукционные отопительные котлы.

Зачем нужен инвертор

Многие люди еще помнят цветные ламповые телевизоры, вес которых достигал 60 килограмм. Уменьшить их габариты и вес удалось благодаря применению инверторов в блоках питания. Инвертор преобразовывал напряжение сети с частотой 50 герц, в напряжение высокой частоты в несколько десятков килогерц. Это напряжение поступало на трансформатор, отличительной особенностью которого являлся сердечник из специального ферромагнитного сплава. Физические свойства примененного ферромагнитного материала позволили в разы уменьшить габариты и вес силового трансформатора. Преобразование сетевого напряжения 50 герц в высокочастотное применено в вихревых индукционных котлах – это котлы индукционные нового поколения для отопления жилищ.

Напряжение на них подается с инвертора, катушка трансформатора – обмотка на центральной трубе из ферромагнитного сплава, а вторичная короткозамкнутая обмотка – труба и корпус индукционного котла. Такое техническое решение позволило сделать котел компактным, надежным и экономичным. Но с другой стороны использование дорогостоящей меди для обмотки и специальных сплавов для теплообменников, блока автоматики и инвертора сделали себестоимость изделия высокой. Поэтому на любой индукционный котел цена будет значительно выше, чем на электрический ТЭНовый котел.

(голосов пока нет)

Загрузка...