Индукционное отопление дома или как Вам недоговаривают главного

Индукционное отопление стало использоваться для обогрева частных домов сравнительно недавно

Принцип работы индукционного отопления

Работа прибора основана на эксплуатации вихревых токов, открытых очень давно. Современный индукционный электрический котел – это улучшенный трансформатор с катушкой, сердечником, обмотками первичного, вторичного типа. Обмотка вторичного типа в виде внутренней трубы с теплоносителем, как раз служит для передачи тепла по трубопроводу системы отопления.

Котел с ТЭНом и индуктором хорошо работает на любых площадях, удобно интегрируется в любую систему отопления и может служить основным или резервным источником тепла.

Устройство и принцип работы

Котлы этого типа функционируют по тому же принципу, что и обычные электрические приборы. Они преобразовывают электричество в тепловую энергию, за счёт чего и обогревается помещение. Вихревые котлы характеризуются особой конструкцией, что обеспечивает их производительность и высокую эффективность. Теплоноситель в системах с подобным оборудованием нагревается намного быстрее.

Выдровый котёл представляет собой индуктор с внутренней и внешней обмоткой. Внутри трансформатора образовываются вихревые токи, поступающие сразу на вторичную обмотку, которая являет собой короткозамкнутый виток. Постоянный приток электроэнергии, который поступает на вторичную обмотку, преобразовывается в тепло. Теплоноситель нагревается и циркулирует по трубам отопления.

Чтобы изготовить индукционный котёл своими руками, следует ознакомиться с механизмом работы такого отопительного оборудования.

  • Теплоноситель (это может быть вода, антифриз) поступает в устройство.
  • На внутреннюю обмотку подаётся электричество.
  • Энергия поступает на внешнюю обмотку, где нагревает сердечник.
  • После того как нагреется вся поверхность прибора, начинает нагреваться теплоноситель и транспортируется по отопительным трубам.

Горячая вода в системе постоянно отводится, что предупреждает перегревание прибора. Здесь не предусмотрены традиционные нагревательные поверхности, из-за которых часто отопительные системы выходят из строя.

Внутреннее устройство индукционного нагревателя и принцип его работы

Конструкция такого устройства, созданного для получения теплоэнергии, в простейшем виде аналогична трансформатору. Как и трансформатор, индукционный генератор состоит из короткозамкнутых обмоток – первичной и вторичной.

Первичная обмотка служит для преобразования электроэнергии в вихревые токи, создающие электромагнитное поле, направленное на вторичную обмотку. Вторичная обмотка одновременно является и корпусом индуктора, и нагревательным элементом, передающим полученную энергию в систему отопления. Теплоносителем может быть любая электропроводящая жидкость, начиная от обычной технической воды, до масла и антифриза.

Внутреннее устройство индукционного нагревателя и принцип его работы

Поскольку вихревой индукционный нагреватель (или просто вин) при работе не выделяет продукты разложения топлива, то он наиболее безопасен среди различных видов обогревательного оборудования, используемого для обеспечения теплом зданий различного назначения. Такая система отопления гарантирует благоприятный состав атмосферы, что означает сохранение её экологической чистоты.

Система отопления начинает работу сразу после подачи напряжения на внутреннюю обмотку. Возникающее электромагнитное поле направляет вихревые токи на поверхность сердечника, расположенную снаружи.

Их плотность практически моментально возрастает, нагревая поверхность сердечника, а затем и полностью весь элемент. Это тепло и служит для нагрева теплоносителя, циркулирующего в котле.

Зачем нужен теплообменник для системы отопления? Виды устройства, и принцип его работы.

Читайте также:  Котельная в частном доме своими руками схема

Стоит ли устанавливать терморегулятор на радиатор отопления? Как правильно выбрать изделие?

Внутреннее устройство индукционного нагревателя и принцип его работы

Следует иметь в виду, что устройство врезается в отопительную систему при помощи двух патрубков. Нижний из них служит для подачи охлаждённого теплоносителя. Он монтируется на входе в котёл, а через второй патрубок нагревшийся теплоноситель направляется в отопительную систему.

Подача нагретого теплоносителя осуществляется за счёт гидростатического напора. Поскольку теплоноситель постоянно циркулирует в системе, осуществляя отвод горячей жидкости в систему отопления, то возможность перегрева оборудования полностью исключена.

Преимущества индукционной схемы

В большинстве случаев, цена индукционных котлов заводского изготовления в среднем заметно выше, чем у ТЭНовых аналогов, и начинается от 20-25 тысяч рублей при 4-киловаттной мощности устройства.

Дабы не быть бездоказательными, приведем параметры нескольких устройств, присутствующих на русском рынке.

Модель Электрическая мощность, Вт Цена, рубли Производитель Площадь обогрева
ВИН-5 4250 27000 Россия 60-150
Индикатор 4000 18000 Украина 200
Эдисон-5 5000 35000 Европа 100-120
ИНЭРА SAV 4500 30000 Россия 50-80

В качестве обоснования более большой стоимости продавцы и производители приводят два аргумента:

  1. Индукционный котел более долговечен если сравнивать с ТЭНовым аналогом.
  2. Он снабжает большую (до 40-50%) экономию электричества, что разрешит затратам быстро окупиться.

Давайте попытаемся оценить правдивость обоих утверждений.

Долговечность

Утверждения о том, что индукционная конструкция только отказоустойчива и долговечна — полная правда.

Обстоятельства?

  • В котле нет движущихся частей. Раз так — всецело отсутствует механический износ конструкции.
  • Он избавлен от главной неприятности ТЭНов — известкования нагревательных элементов. Известковая накипь неспешно теплоизолирует трубчатые нагреватели и ведет к их перегреву.

Любопытно: при возбуждении в сердечнике индуктора вихревых токов он чуть заметно вибрирует, что содействует самоочистке поверхности.

Экономичность

Давайте отыщем в памяти базы физики.

  • С позиций сэра Исаака Ньютона, энергия никуда не девается и ниоткуда не берется. Вечный двигатель неосуществим; для нагрева фиксированного объема воздуха на 10 градусов необходимо израсходовать строго определенное количество тепловой энергии независимо от конструкции нагревателя.
  • При любых преобразованиях энергии любого типа она, в конечном итоге, или делает физическую работу (другими словами перемещает владеющий ненулевой массой объект против вектора гравитации), или употребляется для нагрева внешней среды.

Выделим: КПД любого электрического прибора прямого нагрева равен 100%.

Вся израсходованная электричество всецело преобразуется в тепло; на 1 КВт электрической мощности возможно взять 1 КВт тепловой.

Так, единственное, чем возможно было бы в теории растолковать якобы более высокую эффективность индукционного котла — меньшее рассеивание тепла в окружающей среде.

Данный аргумент не выдерживает никакой критики:

  1. При установке котла в отапливаемом помещении тепло, не поглощенное теплоносителем, все равно расходуется на обогрев.
  1. На 50% меньшие потери тепла при сопоставимой либо нехорошей теплоизоляции корпуса котла выглядят, мягко говоря, вызывающе большие сомнения.

Выводы очевидны:

  • Рыночная цена индукционных устройств неправомерно завышена.
  • Их экономичность — как сказал один из героев Булгакова, обычный случай так именуемого лжи. Электрическая мощность прибора подбирается из расчета стандартных 40 ватт на кубометр отапливаемого помещения. Попытка обогреть 4-киловаттным прибором 200-метровый дом приведет только к осознанию недавним клиентом того, что он был через чур наивен.

Вихревой индукционный котел своими руками

Схема подключения индукционного котла.

Для того чтобы соорудить такой вариант индукционного котла своими руками, вам понадобиться немного больше инструментов для его создания и хорошие навыки работы с трансформатором с тремя фазами и со сварочным аппаратом. Вихревой индукционный котел хорош тем, что в нем отсутствуют стандартные детали, которые не выдерживают интенсивной эксплуатации. Благодаря этому вероятность того, что котел сломается, снижена в несколько раз. То же самое касается разъемных соединений – их попросту нет. В результате о протечке можно не беспокоиться. Еще одним плюсом вихревого индукционного котла отопления является его тихая работа, что позволяет устанавливать его там, где вам только вздумается.

Как это работает?

Вихревой индукционный котел состоит из двух труб, которые нужно сварить сварочным аппаратом между собой так, чтобы получился круг. Этот круг исполняет роль сердечника и нагревательного элемента одновременно. Обмотку следует провести поверх пластикового корпуса, это сделает устройство эффективнее и производительнее. Для того чтобы предотвратить теплопотери и возможную утечку тока, поместите аппарат в надежный изоляционный чехол. Такой теплоноситель работает путем непосредственного контакта теплоносителя и все той же обмотки, которую нужно выполнить по схеме, предназначенной для обычных индукционных установок.

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.

Вин-котел: преимущества и недостатки

Вихревой индукционный котел  или просто вин стоит дороже обычного и достаточно сложен в эксплуатации. Есть и свои плюсы.

При монтаже и эксплуатации агрегата не нужны дымоход, вентиляция, прокладка газовых труб и уход за ними. Для стабильной работы вихревого индукционного котла нужна бесперебойная электросеть. Если таковой нет, понадобится  мощный транзистор.

Индукционные устройства отопления более безопасны, чем газовые.

Преимущества вихревых агрегатов:

  1. Внутренняя температура не может превысить 110оС – безопасно.
  2. Благодаря электропроцессам внутри устройства снижен уровень появления накипи.
  3. Из-за металлических деталей котла снижен до минимума шанс возгорания;
  4. Длительный срок эксплуатации, предусмотренный конструкцией и принципом работы – до 40 лет;
  5. КПД – 99%, так как практически все тепло направляется по назначению.
  6. Электрическое напряжение не проходит по самому теплоносителю.

Существуют и недостатки:

  1. Вес – от 30-50 кг – может выдержать не каждая стена.
  2. Довольно высокая цена.
  3. Монтаж возможен только в закрытые системы отопления дома.
  4. Некоторые модели нуждаются в дополнительной программе обслуживания.

Все котлы делятся на:

  • одноконтурное подключение;
  • двухконтурное подключение.

Одноконтурные предназначены только для одной функции – либо обогрева системы отопления, либо воды для бытовых нужд. Двухконтурные могут выполнять обе функции одновременно.

Инструменты для ремонта варочной панели

Ремонт варочной панели своими руками может быть выполнен только с помощью качественных инструментов. Для этой цели необходимо подготовить:

  • Набор отверток;
  • Бокорезы;
  • Плоскогубцы;
  • Мультиметр;

Для восстановления некоторых моделей также могут понадобиться торцовые ключи, если осуществляется ремонт индукционных варочных панелей, то не обойтись без мультиметра или тестера. Кроме инструментов может понабиться принципиальная электронная схема, особенно в тех случаях, когда производится ремонт электрических варочных панелей.

Положительные и отрицательные стороны инверторного котла

Выделяют целый ряд преимуществ, которыми обладают инверторные установки, среди которых:

  • увеличение эксплуатационных параметров в результате отсутствия нагревательных элементов;
  • небольшая инерционность при нагревании, таким образом, при наличии центробежного насоса, теплоноситель будет нагреваться быстрее;
  • на работу системы не влияет химический состав теплоносителя;
  • возможность установки устройства в любом месте.

Как и другие отопительные системы, инверторный котел имеет несколько недостатков:

  • достаточно высокая стоимость инверторного оборудования по сравнению с аналогичными приборами, работающими на ТЭНах;
  • имеет внушительные размеры и вес, а поэтому требует укрепление основания, на котором будет расположен котел;
  • прибор нуждается в электронной системе управления для последующей регулировки мощности.

Несмотря на мелкие недочеты, все же инверторные котлы пользуются огромной популярностью среди потребителей и спрос на них неустанно увеличивается.

Устройство инверторного оборудования

Простейший индукционный котел

Корпус

Простейший индукционный котел

Изготавливают из непроводящего ток материала, наиболее подходит для этого пластиковая труба. На нее навивают обмотку, которая будет служить источником магнитного поля. Этот корпус будет являться частью системы отопления, а внутри через сердечник циркулировать теплоноситель (антифриз, вода – не важно).

Обмотка

Простейший индукционный котел

Делается чаще всего из медного провода сечением 2 квадрата (Если такой нет, можно параллельно соединить несколько тонких, чтобы добиться необходимого сечения).

Подойдет и алюминиевый провод, но он должен быть в два раза толще.

Простейший индукционный котел

Важно убедиться в наличии хорошей изоляции, чтобы избежать межвиткового замыкания.

Для надёжности витки можно зафиксировать клеем на небольшом расстоянии друг от друга (5 – 10 мм – зависит от длины трубы).

Простейший индукционный котел

Медный провод на 2мм2 стоит довольно дорого. Чтобы сэкономить, его можно «раздобыть», например, в трансформаторе, выпрямителе или электродвигателе.

Сердечник

Простейший индукционный котел

Сердечник – это элемент, нагревающийся от магнитного поля, который будет передавать свою температуру теплоносителю. В нашем случае это нарубленные куски проволоки из черного металла (чтобы реагировали на магнитное поле).

Преобразователь питания

Простейший индукционный котел

Питает самодельный индукционный котел – сварочный трансформатор (инвертор).

Его мощности должно хватать на объем отапливаемого помещения (это от 15 Ампер и выше).

Простейший индукционный котел

При мощности свыше 7 кВт производят подключение на 380 Вольт.