Главная / Уход

Индукционное отопление своими руками. Индукционный котел отопления: принцип работы и устройство своими руками Индукционное отопление

Обилие рекламы и сложная техническая составляющая отопительного оборудования часто не помогают, а только затрудняют выбор. Что выгоднее, что удобнее, у какого производителя лучший сервис, насколько сложный и дорогой монтаж? На все эти и массу дополнительных вопросов предстоит найти ответы каждому, кто собирается ремонтировать старую или создавать новую систему отопления. В этой статье мы расскажем о том, что собой представляет индукционный котел отопления и рассмотрим, какими приемами пользуются маркетологи для достижения своей главной цели – продажи.

Статья будет интересна домовладельцам, которые решили модернизировать свою систему отопления и установить резервный котел, особенно тем, кто имеет один источник тепла – электричество и выбор стоит только за типом электрического нагрева. После прочтения вы сможете профессионально общаться с продавцами оборудования и монтажниками, и не позволите себя обмануть самоуверенным предпринимателям на рынке.

Что такое электрический нагрев

Давайте разбираться. Электрический нагрев – это искусственный процесс повышения температуры за счет подведенной извне энергии. Существует несколько способов перехода электрической энергии в тепловую: без контакта с нагреваемым предметом (индукция-теплоноситель) и при контакте с нагреваемым предметом (тэн-теплоноситель). Именно в сравнении с ТЭНовым котлом предприимчивым маркетологам удается «доходчиво донести» до потенциального покупателя информацию о «невероятном» индукционном котле. К слову, такой котел, используемый для бытовых нужд, вы не сможете найти ни в одной европейской стране.

Использование индукционного способа нагрева ограничено исключительно процессами нагрева металла и других токопроводящих материалов

Принцип работы индукционного котла

Индукционный нагрев осуществляется посредством энергии переменного магнитного поля, которую нагреваемый объект поглощает и преобразует в тепловую. Следовательно, это нагрев изделий из проводящих материалов. Для преобразования электрической энергии в тепловую необходимо иметь три составляющие:

переменный ток (стандартная электрическая сеть 220В, 50Гц);
индуктор, т.е. многовитковая цилиндрическая катушка (чаще медная);
сердечник из любого ферромагнетика (материала, к которому липнет магнит, чаще металл).

Схема устройства индукционного котла

Теперь поэтапно рассмотрим принцип действия индукционного нагрева:

Переменный электрический ток, проходя через индуктор, создает вокруг катушки магнитное поле;
Магнитное поле создает на поверхности сердечника вихревые токи Фуко, которые разогревают заготовку под действием джоулева тепла (закон Джоуля-Ленца);
Тепло от нагретого сердечника передается омывающему его теплоносителю за счет теплопроводности материала.

Если по-простому, то это понижающий трансформатор, который установили в трубу.

Таким образом, электрическая энергия передается только сердечнику, без использования контактов, а нагретый сердечник (стальная труба) все же контактирует с теплоносителем. И да, на поверхности сердечника тоже могут оседать частицы и ухудшать теплообмен. Маркетологи чаще говорят о кавитации (колебании) сердечника и, следовательно, затруднительном образовании “накипи”. На практике удостовериться в этом будет сложно, да и является ли это важнейшим преимуществом? Стальной сердечник имеет достаточную площадь поверхности для эффективного теплосъема даже при наличии отложений.

На видео продемонстрирован принцип работы водогрейного индукционного теплогенератора. Многие мошенники и неучи всучивают такие приборы доверчивым покупателям под видом СЕ нагревателей.

Как не стать жертвой обмана при покупке электрокотла для отопления

Безопасность теплогенератора

При выборе котла первостепенную роль играет его безопасность. В дешевых ТЭНовых теплогенераторах одной из основных проблем является утечка тока. Это происходит из-за некачественных ТЭНов. При использовании сертифицированных комплектующих, утечки токов сводятся к минимуму.

В индукционных котлах поражение током возможно при сбоях в электроснабжении теплогенератора и протечке системы, потому что любой способ прямого контакта теплоносителя (проводника) с током или магнитным полем небезопасен. Описывать сложные процессы не имеет смысла. Риск поражения током при использовании дешевых электрических котлов очень высок. Это главная причина, по которой стоит скептически относиться к индукционным котам.

С целью снижения указанных рисков при выборе котла обратите внимание на качество электрического выключателя (автомата), терморегулятора, датчика температуры и протока. Если эти элементы китайского производства и даже их внешний вид не внушает доверия, рассчитывать на высокое качество сборки такого теплогенератора не стоит

Встретить на рынке теплового оборудования отечественные индукционные электрические котлы отопления, которые были бы оснащены автоматическими выключателями ABB, Moeller или Schneider, практически нереально. Об этом стоит призадуматься. Если у вас в доме качественная проводка, то у вас с производителем разные требования к качеству электрооборудования.

Если вы устанавливаете любой электрический прибор мощностью более 1,5 кВт, не пожалейте средств на приобретение отсекающего автоматического выключателя УЗО и обязательно сделайте заземление, что указано в инструкции любого электрического котла

Не лишней будет и покупка стабилизатора напряжения. Включение электрооборудования большой мощности влияет на параметры сети в доме, что может привести к сбоям в работе современных бытовых приборов и других девайсов. При использовании ”чудо-котлов” УЗО-выключатель срабатывает постоянно, это говорит о блуждающих токах и, конечно, о риске поражения током. Задумайтесь, нужен ли в вашем доме источник тепла сомнительного качества, который использует мощное магнитное поле?

При выборе отопительного оборудования предпочтение следует отдавать продукции известных компаний с международными стандартами, сервисным центром в вашем регионе и наличием юридической базы для реагирования на претензии клиента. В моей практике не было ни одного случая, при котором производитель “чудесных” котлов, “сделанных в СНГ”, нес бы реальную ответственность за бракованный товар. Цепочка перепродавцов, отсутствие реальной гарантии и сервисные центры на базе частных предприятий делают гарантийное обслуживание практически невозможным.

Заявленный и реальный КПД

Вся электрическая энергия передается практически со 100% КПД в любом электрическом котле и потери тепла могут быть только за счет плохого утепления корпуса котла. Производители индукционных котлов часто манипулируют показателями снижения КПД у ТЭНовых котлов, объясняя это появлением накипи на поверхности ТЭНа, но это абсолютная чушь. Во-первых, кальциевые отложения являются проводником тепла. Во-вторых, если рассматривать отложения как изолятор, то КПД будет неизменным, изменится лишь время нагрева теплоносителя до заданных параметров.

Самое главное, что нужно уяснить раз и навсегда: чудес не бывает! Нет никаких инновационных разработок научных институтов времен холодной войны и технологий подводных лодок с космическими кораблями, КПД которых превышает 100%

Обратите внимание! Любой электрический нагрев имеет КПД, приближенный к 100%. Не существует, например, электрических бытовых водонагревателей, использующих ”индукционный” способ нагрева. Связано это в первую очередь с защитой потребителя от поражения током. И если вам в очередной раз продавцы заученными фразами будут рассказывать об экономии до 30% и о высоком КПД, то спросите, куда денется неиспользуемая энергия, если КПД котла менее 100%. В газовых котлах тепло уходит через дымовую трубу, но что происходит с электрическим котлом? Легкий троллинг даст продавцу понять, что вы в теме, и он перестанет видеть в вас прогульщика физики в 9 классе.

Шум, компактность и вес

Все электрические котлы работают бесшумно, шум может появиться в следующих случаях:

кавитация (колебание) насоса,
перегрев котла,
заужение сечения трубопровода.

Все электрические котлы примерно одинакового объема. Индукционный электрокотел для отопления весит больше ТЭНового, поэтому необходимо предусмотреть для него правильный крепеж, не забывая про кавитацию теплогенератора.

Регулировка температуры

Если вы действительно хотите экономить электроэнергию, то обратите внимание на способ регулировки температуры в помещении. Специалисты рекомендуют регулировать не температуру подачи воды в радиаторы, а именно температуру в помещении. Для этого можно использовать выносной комнатный термостат или терморегуляторы на радиаторах. Обратите внимание на недельный программируемый термостат – хронотермостат, с помощью которого можно выставлять разный температурный режим в течении суток или на другой заданный промежуток времени. Экономичность системы отопления характеризует КИТ (коэффициент использования топлива), а не КПД котла. То есть помещение должно полноценно отапливаться только тогда, когда это действительно необходимо. Например, когда никого нет дома, температуру можно снизить до +16С.

Недостатки индукционных электрических котлов

Нужен ли вам в доме мощный источник магнитного поля

Преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовым

Повышенные требования к теплоносителю у ТЭНового котла. Действительно, воду для системы отопления, в которой используется ТЭНовый элемент, с целью продления срока службы ТЭНов необходимо подготавливать, снижать содержание кальция и магния, идеально пропускать через обратный осмос. На практике достаточно хорошего полипропиленового фильтра на 5 мкр.
Регулирование мощности (скачки напряжения) менее ощутимо в индукционном котле, но только при реостатной регулировке. Это преимущество значимо только в сравнении с дешевыми ТЭНовыми котлами отечественного или китайского производства, которые работают по принципу полностью ”ON” или ”OFF”. В развитых странах такое отношение к регулировке недопустимо, поэтому в современных котлах ТЭНы разбиты на группы и включаются поочередно.
Индукционный котел состоит из меньшего количества деталей и имеет более простую конструкцию, поэтому стоит дешевле и служит дольше. Минимум комплектующих и максимально простое устройство позволяет изготовить индукционный котел отопления своими руками.

Самодельный индукционный котел отопления: схема

Вывод

Индукционные котлы отопления потребляют столько же кВт тепла, сколько и ТЭНовые. Чудес не бывает. Индукционный способ нагрева имеет ряд преимуществ и широко используется только в промышленности.

Использование индукционного нагрева в бытовых условиях требует высокого качества комплектующих и сборки теплогенератора. Для этого необходимо повысить уровень производственных мощностей отечественных предприятий, занимающихся выпуском индукционных котлов, ввести международные стандарты и методики контроля качества

При покупке отопительного котла обратите внимание на наличие у производителя стандарта ISO 9001 – стандарт системы менеджмента качества и других международных сертификатов и международных наград

Обязательно поинтересуйтесь условиями гарантийного обслуживания теплогенератора. И не постесняйтесь задать вопрос о юридической ответственности в случае поражения током. Верить голословным заверениям продавцов в том, что подобного за 30 лет еще не было, не стоит. Вам нужны конкретные ответы на вопросы, кто несет ответственность и в каких документах это прописано. Не забывайте, что все разрешения на использование электронагревателя в пожароопасных помещениях должны подтверждаться соответствующими сертификатами.

Видео: индукционный котел

Индукционные электрические котлы отопления по многим характеристикам превосходят пока еще более распространенные котлы с . Открыл электромагнитную индукцию английский ученый Майкл Фарадей. Принцип его работы стали применять при производстве генераторов и электрических двигателей, трансформаторов.

Но только спустя некоторое время человеческая мысль дошла до того, что этот принцип можно применять и для . Только в девяностых годах XX века стали производить первые индукционные электрические котлы для отопления дома.

Конструкция котлов

Котлы этой разновидности имеют очень сложное строение. Конструкция представляет собой многослойный механизм.

Первым слоем в нем является наружный корпус , который изготавливается из металла.
Второй слой – это изоляция , сделанная в два слоя (теплоизоляция и электрическая изоляция).
Третий элемент такого котла – сердечник . Он состоит из двух стенок. Представляет собой ферримагнитные стальные трубы (две штуки) с толщиной стенок 10 мм. Эти трубы имеют разный диаметр и вставляются друг в друга. Внутреннюю трубу окружает обмотка, эта труба несет на себе функцию сердечника, а внешняя труба является нагревательным элементом.

Принцип работы

Теплоносителем в индукционных электрических котлах отопления чаще всего выступает вода. Она поступает в патрубок, который приварен к нижней части котла. Вода проходит по зазорам между внешней трубой и стенками корпуса котла. За это время она нагревается до нужно температуры, после чего поступает в сердечник (его внутренний диаметр). Затем вода поднимается вверх по трубе к наружным отопительным приборам.

Почему стоит выбрать индукционный котел для отопления дома

Теплоноситель проходит двойной обогрев;
На стенах труб не образовывается накипь, потому что магнитная индукция создает вибрацию на высоких частотах. Котел прослужит очень долго;
Минимальное время обогрева даже в сравнение с ТЭНами. Это обусловлено меньшей степенью инерции;

Как выбрать индукционный котел

Существует два вида индукционных котлов:

однофазные,
трехфазные.

Многие устройства имеют специальный пульт управления. Он позволяет задавать параметры тепла помещения.

Выбирая котел определенной мощности, рассчитывать ее надо следующим образом: на один квадратный метр площади понадобится 60 ватт. Если в доме, где планируется установить котел, жильцы не живут постоянно, то данный показатель можно сократить.

На дом с площадью в 120 метров квадратных достаточно индукционного котла, с мощностью в 60 кВт.

Преимущества индукционных котлов отопления

Котлы не требуют специального помещения для установки и монтажа дымохода

Работает и от сети переменного, и от сети постоянного тока. Допускаются низкие показатели напряжения;
Нагревательные элементы, которые часто выходят из строя и требуют замены, в этом виде котлов отсутствуют;
Вероятность утечек минимизируется за счет общей конструкции котла. Она сварена герметично и надежно;
В котлах этого типа полностью отсутствует накипь;
Высокая категория пожарной безопасности, а также электрической безопасности. Не нужно устанавливать котел в специально помещение, не требует установления дымохода;
КПД 100% и с годами данный показатель не снижается;
Гарантия от производителей на сердечник составляет четверть века;
Теплоносителем может быть не только вода, а также масла, антифриз. Требования к качеству теплоносителя достаточно мягкие. Менять теплоноситель надо не чаще одного раза в десять лет;
Простой самостоятельный монтаж котла;

Недостатки индукционных котлов отопления

Высокий вес, котел диаметром 12 см и по высоте 45 см будет весить 23 килограмма;
Высокая цена. Это один из самых дорогих видов котлов для отопления домов;
Подходит лишь для закрытых систем отопления;
На расстояние нескольких метров этот котел может создавать волновые помехи. Не рекомендуется располагать рядом с бытовыми приборами;

Экономичность использования

По сравнению с ТЭНовыми котлами индукционные котлы стоят намного дороже. Но, необходимо понимать, что, чем холоднее на улице, тем быстрее новый индукционный нагреватель окупиться. ТЭНовые котлы, такого же качества и со схожими эксплуатационными свойствами, быстрее выходят из строя. Это связано с тем, что на ТЭНах будет образовывать накипь.

Накипь в полмиллиметра снижает теплоотдачу на 10%. Чем больше слой накипи, тем хуже будет теплоотдача котла.

Индукционные котлы способны сэкономить до 30% энергии

Если сравнивать мощность ТЭНовых и индукционных котлов в зависимости от времени эксплуатации, то первая категория за четыре года использования потеряет 40% мощности. Индукционные котлы относятся к энергосберегающему оборудованию, они способны снизить эксплуатационные расходы на 30% и даже более.

Индукционные котлы – отличное решение для отопления жилых домов. Несмотря на первоначальную дороговизну, эти приборы практически не могут выйти из строя. Потому что они не имеют элемента нагрева. А отсутствие разъемных соединений полностью исключит протечку системы.

Сегодня практически все только дорожает, и традиционные энергоносители – не исключение. Владельцы домов, жители квартир, хозяева предприятий – всем приходится искать более выгодный способ отопить помещения. И чтобы более рациональным образом распределить расходы и добиться максимального значения коэффициента полезного действия, многие ставят индукционный котел отопления своими руками.

Одним из основных преимуществ такого котла является то, что данная система может быть построена самостоятельно. Для этого вам понадобятся лишь минимальные знания и навыки. Нужно только подробно изучить, из чего состоит такой котел и как он работает.

Перед тем, как собирать индукционный котел отопления своими руками, следует понять, какие же принципы заложены в его функционировании, из чего он состоит и как работает.

Заметим, что такие устройства довольно схожи с ТЭНами, отвечающими за преобразование электрической энергии в тепловую.

Установка индукционного котла не требует от владельцев дома полной перестройки системы отопления.

Самые простые модели котлов функционируют по принципу электрического индуктора, который состоит из двух обмоток:

Первичной;
Вторичной.

Первичный контур, в основном, служит для того чтобы преобразовывать электрическую энергию в вихревой ток. Магнитное поле, которое создано ими, направляется на вторичную обмотку.

Вторичная обмотка – это нагревательный компонент, а также корпус котла, она вырабатывает тепло, которое передается жидкому носителю тепла, циркулирующему в отопительной системе.

В корпус входят следующие компоненты:

Сердечник;
Внешний контур;
Электроизоляция.
Теплоизоляция;

Заметим, что именно такой нюанс, как корпус котла – и является самым важным элементом, по которому различают самодельные и промышленные индукционные котлы отопления. Промышленные котлы имеют цилиндрическую обмотку, а самодельные – тороидальную. Она делается из медной проволоки, окружает корпус из ферримагнитной стали, толщина стенок – более 1 см. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить вес устройства и его линейные габариты, однако при этом – увеличить КПД.

Теплоноситель получает примерно 97% теплоэнергии, а это влияет на экономичность использования системы и на производительность.

Если мы сравним самодельный индукционный котел отопления и традиционный котел, который работает на газу или на жидком топливе, то следует выделить несколько нюансов:

Двойное нагревание теплоносителя;
Сокращение времени нагревания в два раза;
Низкий уровень инерции;
Магнитная индукция, которая появляется, не дает накипи образовываться на стенках;
Не требуется производить специализированную чистку и обслуживание.

Начинаем работать!

Итак, чтобы сделать самодельные индукционные котлы отопления, нужно сначала собрать все необходимое:

Рабочие инструменты;
Катанку или стальную проволоку диаметра до 7 мм;
Медную проволоку;
Пластиковую толстостенную трубу;
Сетку металлическую;
Сварочный инверторный аппарат.

Чтобы сделать корпус для нашего котла, нужно или купить, или найти дома толстостенную трубу из пластика, имеющую внутренний диаметр 5 см. Такая труба будет не только служить в качестве основы индукционной катушки, но и быть участком теплопровода.

Также вам очень поможет и схема отопления, которую лучше положить перед глазами. На основе такой схемы вы сможете определить дополнительные характеристики устройства.

В электромагнитном поле будут нагреваться кусочки стальной проволоки, нарезанные по длине около 5-7 см. Диаметр их не должен быть более 7 миллиметров.

Также вам понадобятся специальные переходники, именно они будут соединять ваш котел с системой труб. С одной стороны вовнутрь будет идти носитель тепла в холодном состоянии, а с другой – выходить теплым при помощи индукции.

Когда вы делаете индукционные котлы отопления своими руками, то первый переходник нужно обязательно приварить, а второй – можно просто посадить на резьбу.

Нарезанными кусочками проволоки заполняется полностью внутреннее пространство в трубе. После этого устройство нужно надежно закрыть из двух сторон.

Чтобы сделать индукционную катушку, которая будет служить в качестве основного элемента нагревания, следует подготовить медную эмалированную проволоку. На пластиковый корпус наматываем примерно 90-100 витков, но между участками нужно соблюдать одинаковое расстояние. Когда мы собрали такой вот самодельный индуктор, нужно подключить его к системе. Устанавливается такой котел в любом месте трубопровода.

Подключается катушка к высокочастотному инвертору. Помните, что ни в коем случае нельзя включать такое устройство, если в нем недостаточно носителя тепла внутри! Ведь пластиковый корпус может просто-напросто расплавиться из-за высокой температуры.

Так, индукционный котел, сделанный собственноручно, практически готов. Нужно только обезопасить его эксплуатацию. Для этого мы должны все открытые участки медной проволоки изолировать специальными материалами, которые имеют хорошую тепло- и электропроводность.

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.

Несмотря на то, что данный вид котлов пока еще не входит в перечень традиционных, - на рынке представлено множество видов, которые различаются по цене. Бытовые модели могут стоить от 25 000 руб., промышленные – от 100 000 руб.

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.

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.

Индукционные котлы могут поддерживать стабильный температурный режим в зданиях, которые используются не постоянно.

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.

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.

Итоги

Итак, коэффициент полезного действия индукционных котлов составляет примерно 99%, работают они бесшумно, на любом жидком носителе тепла, им не требуется сервисное обслуживание, а также это безопасно и практично. Хоть такой котел стоит довольно дорого, такие затраты – окупаемы. А если создать его самостоятельно – это будет еще более выгодно.

Конечно, выбор за вами, а лучше – обратиться к специалистам, которые подскажут, подходит ли вам такое отопление. Но, в целом, индукционные котлы – это отличная альтернатива традиционным системам отопления.

В современности, обогрев дома при помощи индукционного котла завоевывает всё большую популярность среди потребителей. В первую очередь благодаря высокому коэффициенту полезного действия, и соответственно значительно меньшему потреблению электроэнергии, нежели другие котлы.

Некоторые пользователи индукционных устройств предпочитают изготавливать их своими руками, а не приобретать в магазине. Большинство потребителей познакомились с индукционной технологией используя одноименные плиты.

Индукционный котел работает по принципу электромагнитной индукции, что делает его новатором в использовании такой энергии в среде силовой бытовой техники. Кроме того, отсутствие необходимости в топливе, кроме электроэнергии, делает его практически независимым от внешних ресурсов. Отзывы пользователей котлов красноречиво говорят, что газообразное, жидкое и твердое топливо доступно далеко не во всех регионах страны.

Обогрев дома происходит вследствие изменения в устройстве силы магнитного поля, на которое, в свою очередь, влияет сила тока. Магнитное поле замыкается внутри слоев обмотки и его напряженность напрямую зависит от того количества витков, которым обмотка охватывает катушку.

Как только внутрь катушки помещается металлический предмет (в нашем случае – сердечник) – внутри катушки появляются вихревые токи, которые еще называют токи Фуко. Они воздействуют на электрическое сопротивление металла, вследствие чего происходит нагрев поверхности системы трубок.

Эффект нагрева может изменяться в зависимости от величины напряженности магнитного поля, а также зависит от типа катушки и свойств материала, из которого она изготовлена.

Теплоноситель (наиболее часто используется вода) поступает в патрубок, что размещен в нижней части котла, и поднимается по зазору между стенками котла и его внешней трубой, нагреваясь при этом процессе. Оттуда вода попадает в сердечник, а уже через него – непосредственно в отопительные устройства, что обеспечивают обогрев дома.

2 Достоинства и недостатки

Индукционный нагреватель имеет массу достоинств и положительные отзывы перед остальными типами котлов, позволяющие производить обогрев дома практически без потерь тепла.

Вот лишь немногие из них:

возможность работы от сетей разного типа тока, как переменного, так и постоянного, используя низкое напряжение;
нагреватель имеет долгий срок службы, элементы, нуждающиеся в регулярной замене – отсутствуют;
использует несложную технологию, подобную той, по которой работают индукционные плиты;
котел представляет собой монолитное и герметичное устройство, что существенно уменьшает возможность протечки;
конструкция и технология работы гарантирует отсутствие накипи;
имеет второй класс электро- и пожаробезопасности, кроме того в конструкции не предусмотрен дымоход, что уменьшает габариты изделия;

Электрические индукционные котлы отопления позиционируются как очень экономичные средства обогрева жилья. В этой статье мы попытаемся трезво оценить эти устройства: расход электричества, удобство использования и прочие особенности решения.

На фото — герой нашей статьи.

Что это такое

Индукционный отопительный котел, как вполне логично следует из названия, использует принцип электромагнитной индукции. Если намотать из толстой проволоки катушку и пропустить через нее достаточно большой ток — в ней и, отчасти, вокруг нее возникнет электромагнитное поле .

Если поместить в катушку сердечник из любого ферромагнетика (говоря попросту — металла, к которому липнет магнит) — в нем возникнут вихревые токи, которые неизбежно заставят частицы металла двигаться быстрее. Нагреют.

А теперь давайте намотаем катушку на трубу из диэлектрика, а внутри любым способом закрепим стальной сердечник. Осталось вставить получившуюся конструкцию в контур отопления — вот, собственно, и готов, сделанный своими руками индукционный электрический котел отопления.

Принцип работы прост и понятен:

Потребляемая электроэнергия преобразуется в электромагнитное поле.
Его энергия тратится на нагрев сердечника.
Сердечник отдает избыточное тепло теплоносителю — воде, маслу или этиленгликолю.
Быстрый и сильный нагрев воды или другой жидкости в определенной области порождает в ней конвекционные потоки. Нагревшийся теплоноситель расширяется и стремится вверх. Создающийся перепад достаточен для работы контура умеренной протяженности; если нужно ускорить циркуляцию теплоносителя — используется обычный .

Обратите внимание: конструкция позиционируется как инновационное сверхэкономичное решение, позволяющее расходовать на 20-30 процентов меньше электроэнергии.

Мифы и реальность

Любой продавец заинтересован в продаже своего товара и ради того, чтобы его покупали, вполне способен исказить факты. Давайте проанализируем все основные тезисы, упоминающиеся в рекламе этого типа нагревательных устройств.

Новизна

Тезис: перед нами инновационная разработка, основанная на новом физическом принципе.

Реальность:

Явление индукции было открыто Майклом Фарадеем почти два века назад — в 1831 году.
В металлургии индукционные плавильные печи массово применяются со второй половины 20-го века.
Ни новые материалы, ни какие-то высокие технологии при изготовлении индукционных котов не применяются.

Вывод: давно известный принцип работы используется лишь для того, чтобы создать и занять новую рыночную нишу.

Экономичность

Тезис: индукционные котлы для отопления дома позволяют экономить электричество, потребляя при той же теплоотдаче на 20-30 процентов меньше аналогов.

Реальность:

Любой электрический прибор прямого нагрева, не совершающий механической работы (то есть не перемещающий никакой массы против вектора гравитации), преобразует 100% потребляемой электрической мощности в мощность тепловую.
КПД может различаться лишь за счет рассеивания тепла вокруг котла вместо нагрева теплоносителя.

Заметьте: если котел размещен в отапливаемом помещении — это тепло не теряется, а опять-таки идет на подогрев воздуха.

Эффективность нагрева теплоносителя определяется температурой нагревательного элемента. В случае ТЭНа ее приходится искусственно ограничивать; монолитный сердечник может разогреваться почти до точки плавления.
В рекламных заявлениях часто приводятся результаты эксперимента, в котором индукционный котел нагрел фиксированный объем теплоносителя до определенной температуры за 3 часа, в то время как ТЭНовому на это понадобилось шесть. При этом затраты электроэнергии были незначительно меньше, нежели у индукционного.
Авторы эксперимента демонстративно игнорируют тот факт, что за 6 часов любой контур отопления рассеет намного больше тепла, чем за 3. Законы физики просты: чтобы получить киловатт-час тепловой энергии методом прямого нагрева с помощью электричества, нужно потратить киловатт-час электроэнергии. Точка.

Большое количество тепла неизбежно будет выделяться на самой индуктивной катушке — просто потому, что она представляет собой проводник с ненулевым сопротивлением и текущим в нем большим током.
Нецелевое рассеивание тепла будет определяться качеством внешней теплоизоляции котла. Впрочем, если он расположен в доме — опять-таки тепло пойдет на его обогрев.

Выводы: мы имеем дело с манипулированием информацией ради подъема продаж.

Долговечность

Тезис: срок безотказной службы устройства превышает 25 лет. Оно крайне надежно по сравнению с традиционными отопителями и не нуждается в обслуживании.

Реальность:

Котлы этого типа не содержат ни одной подвижной детали. Механический износ отсутствует как класс.
Медная обмотка достаточной толщины при должном охлаждении теплоносителем будет служить неограниченно долго. Межвитковый пробой из-за плохой изоляции ей тоже не грозит: катушка наматывается не виток к витку, а с небольшими промежутками между ними.
Сердечник при нагреве неизбежно будет подвергаться эрозии водой и пузырьками пара, постепенно разрушаясь. Однако при его достаточной толщине это очень долго не станет проблемой.
Схема управления котлом должна содержать несколько довольно мощных транзисторов (ей придется управлять большими токами).
Срок службы полупроводников редко превышает 10 лет; впрочем, он в большой степени определяется тонкостью техпроцесса.

Грубо говоря, транзисторы, произведенные 30 лет назад, живут в несколько раз дольше нынешних. Здесь все зависит от примененной элементной базы.

Выводы: отопительные индукционные котлы вполне могут быть куда более долговечными по сравнению, как с традиционными ТЭНовыми устройствами с их ограниченным сроком службы нагревательных элементов, так и с электродными, в которых анод неизбежно растворяется в воде за несколько лет.

Неизменность характеристик

Тезис: для традиционных котлов характерно падение мощности благодаря накипи на нагревательных элементах. Здесь же характеристики неизменны.

Реальность:

Реклама несколько переоценивает вред от накипи. В замкнутом контуре большому количеству известковых отложений неоткуда взяться; да и теплопроводность слоя отложений не настолько низка, чтобы серьезно теплоизолировать ТЭН.
Применительно к сердечнику индукционного котла, однако, утверждение представляет собой чистую правду: накипь на нем практически не образуется даже в том случае, если вода богата известью.

Вихревые токи заставляют сердечник вибрировать, да и вскипающие у его поверхности мельчайшие пузырьки воды (при максимальной мощности, разумеется) разрушают любую накипь.

Эта каноническая фотография ТЭНа после нескольких лет эксплуатации — явное преувеличение проблемы.

Бесшумность

Тезис: устройство работает абсолютно бесшумно, выгодно отличаясь этим от альтернатив.

Реальность:

любого типа не издает при своей работе громких звуков. Просто в силу своего устройства: нагрев воды не требует никаких акустических колебаний.
Бесшумным индукционный нагреватель будет лишь в том случае, если для циркуляции воды используется порождаемая им конвекция. С другой стороны, ТЭНовые котлы всегда снабжаются насосами, которые вовсе не беззвучны.
Если в контуре с нагревателем интересного нам типа большое гидравлическое сопротивление вынуждает применить насос — уровень шума будет таким же, как у ТЭНового котла.

Компактность

Тезис: индукционные отопительные котлы имеют небольшие размеры, благодаря которым могут монтироваться в любом помещении.

Реальность: при разумной мощности это действительно так. Устройству не нужна сколь-нибудь большая емкость, в которой нагревательные элементы греют теплоноситель: он представляет собой всего лишь отрезок трубы с намотанной на него катушкой.

Нюанс: в ТЭНовых электрических котлах существенную часть объема корпуса занимают циркуляционный насос и расширительный бак.

Выводы: в целом заявление абсолютно правдиво.

Безопасность

Тезис: устройство абсолютно безопасно.

Реальность: при утечке теплоносителя сердечник, оставшийся без охлаждения, расплавит крепление и корпус в считанные секунды. Положиться можно только на автоматическое отключение при перегреве или датчик давления.

Выводы: в плане безопасности эксплуатации конструкция ничем не отличается от конкурирующих решений.

Общая оценка

Перед нами удобное и компактное устройство для обогрева без каких-либо конструктивных недостатков. Цена котла этого типа примерно вдвое превышает стоимость ТЭНового нагревателя. При этом ни реальной экономии, ни каких-либо других чудес ждать от него не приходится.

Инструкция по монтажу вполне стандартна:

В контуре должен присутствовать расширительный бачок;
Для приборов мощностью от 7 КВт нужны 380 вольт;
В системе с естественной циркуляцией котел монтируется строго вертикально;
Для приборов большой мощности или в контуре с высоким гидравлическим сопротивлением обязательна .

Как обычно, некоторое количество дополнительной информации об индукционных нагревателях вы найдете в видео в конце статьи. Теплых зим!