Однако, по большому счету это рекламный трюк маркетологов, в который большинство поверили и в итоге никакой экономии не получили.
В реалии эти агрегаты имеют очевидные даже на первый взгляд недостатки:
- очень высокая цена
- большие габариты
- сложность в эксплуатации при подключении доп.оборудования (бойлер)
Производители громко рекламируют их положительные качества, но если разобраться с ними подробнее, то даже они покажутся весьма сомнительными.
Как же рекламщики рассказывают об этих преимуществах? Практически всегда они сравнивают его с тэновым котлом. Так как именно они занимают 90% рынка электро-котлов.
При этом выделяются недостатки (реальные или мнимые) для оборудования с тэном, и приводятся достоинства, что в индукционных такого и близко нет. А значит они лучше.
Давайте пройдемся по этим недостаткам и преимуществам поподробнее.
Отсутствие нагревательного элемента
Первое – в эл.котле индукционном, якобы нагревательных элементов нет. А вот в тэновом, их иногда более десятка, а значит высока вероятность их поломки, может и нескольких сразу.
Но если бы не было нагревательного элемента, то чем бы тогда котел нагревал воду? Та же самая катушка по сути и выполняет эту роль, только без соприкосновения с жидкостью. Поэтому данный элемент присутствует в любом таком агрегате.
А вот что касается высокой вероятности выхода ТЭНов из строя, то это напрямую зависит от той продукции и производителя, что вы покупаете.
Есть специалисты установившие за годы своей работы более 500 тэновых котлов, и не поменявшие по гарантии за все это время ни одного элемента.
Экономия на потреблении электричества
Потребление 2,5 кВт вместо 4–5 — прекрасный результат. Но его оказалось недостаточно для амбициозных и бережливых домашних мастеров. Но где взять дешёвую электроэнергию для плиты? Оказывается, ответ известен давно. Этот прибор называется инвертор, и он преобразовывает постоянный ток в переменный. С его помощью можно свести потребление тока для отопления практически к нулю.
Для уменьшения расхода энергии нам понадобится следующее:
- Два аккумулятора не менее 190 А·час (лучше 250 А·час).
- Инвертор на 4 кВт.
- Зарядное устройство для аккумуляторов (24 В).
- Трубы магистрали должны быть выполнены из немагнитного материала (пластик, алюминий, медь).
Аккумуляторы подключаем параллельно и ставим на постоянную «зарядку». Процесс, который происходит в электроцепи:
- В аккумуляторах образуется постоянный ток, который подаётся на инвертор.
- Инвертор преобразует постоянный ток в переменный 220 В.
- Ток с инвертора подаётся на индукционную печь, которая работает в обычном режиме (расход).
- Зарядное устройство постоянно подзаряжает аккумуляторы.
Таким образом, отопление квартиры обходится в оплату потребления зарядного устройства на 24 вольт, не считая расходов на работу циркуляционного насоса, который будет задействован в любом варианте.
Соединения и фланцы
Второй недостаток при сравнении – большое количество уплотнительных соединений (тэны, фланцы) и полное их отсутствие в котле индукционном. Здесь данные преимущества и недостатки можно даже поменять местами.
Ведь если ТЭН все-таки выйдет из строя, вы сможете его легко заменить. Либо просто кратковременно исключить его из схемы, поставить перемычки по другому и продолжить работу.
А вот если сгорит катушка (из-за межвиткового замыкания), то во сколько обойдется вам ремонт? И сможете ли вы обогреваться с такой поломкой и дальше?
Индукционный обогреватель своими руками
Из-за дороговизны прибора многие решают изготовить подобный нагреватель самостоятельно. В интернете можно встретить много статей, в которых описывается, как сделать индукционный котел – обогреватель своими руками. Мы опишем принцип изготовления простейшего типа устройства, чтобы с подобной задачей мог справиться любой хозяин.
Перед тем как приступить к работе, подготовьте следующие инструменты: кусачки, паяльник (если вы планируете делать сердечник из металлической трубы), отвертки.
- Нарежьте проволоку из нержавеющей стали диаметром 7 мм на кусочки приблизительно в 5 мм.
- Подготовьте пластиковую или металлическую трубу (сердечник), стенки которой должны быть толщиной не менее 3-5 мм, чтобы она смогла выдерживать высокие температуры.
- Заполните трубу доверху обрезками из проволоки.
- Концы трубы закройте сеткой, чтобы исключить вероятность выпадения из неё обрезков во время работы прибора.
- Далее по всей длине трубы спиралью намотайте медную проволоку, сделав порядка 90 витков.
- Изготовьте котёл, вырезав прямоугольный участок трубы.
- В отверстие котла вставьте изготовленное устройство.
- Концы медной проволоки подключите к инвертору с высокой частотой действия. Купить его можно практически во всех магазинах, имеющих строительное направление.
Перед сборкой оборудования оцените свои силы и возможности. Не беритесь за изготовление нагревательного прибора, если ничего не понимаете в электричестве.
Умягчение воды и накипь
Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.
Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.
А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.
«накипь» в газовом котле
Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.
Поэтому наличие примеси или ее отсутствие – это не недостаток или преимущество, а данность любой системы отопления.
Принцип работы
Принципиальное отличие такой плиты от других видов в том, что нагревание посуды происходит не за счет открытого пламя (как в газовых) или металлического нагревательного элемента (как в обычных электрических). Посуда на индукционной варочной поверхности нагревается за счет движения электромагнитных токов, проходящих через магнитную катушку под стеклокерамической поверхностью.
Такой принцип работы позволяет сделать следующие выводы.
Нагреваться будет только та посуда, которая обладает ферромагнитными свойствами. Но это не значит, что нужно будет покупать что-то особенное. Старая может вполне подойти.
Как проверить, подойдет ли та или иная кастрюля или сковорода? Поднести к ее дну магнит или посмотреть обозначения. Как выглядит значок «индукция», смотрите на картинке ниже.
Используйте посуду с ровным дном, без вмятин и выпуклостей.
Нагреваться будет только та часть плиты, под которой стоит кастрюля. Стеклокерамическая поверхность плиты нагревается уже от горячей посуды, а если убрать с нее горячую кастрюлю, то она быстро остынет за несколько секунд. Благодаря этому меньше рисков получить ожоги (только если от горячей посуды во время готовки).
Данная особенность ее работы очень актуальна для семей с маленькими детьми. Даже если ребенок включит плиту, она не начнет нагреваться, пока на ней нет кастрюли с магнитным дном.
Экономнее расходуется электроэнергия из-за узконаправленного воздействия тепла, не пригорает попавшая на поверхность еда.
Индукционную печь легко мыть.
Посуда должна быть подходящего диаметра – не менее 12 см. Это значит, что случайно забытая вилка или ложка на плите не нагреется. Ну, и от обычной маленькой турки нужно будет отказаться. Взамен ей можно купит специальную или приобрести адаптер – металлический диск нужного для нагревания плиты диаметра.
Внимание! При использовании диска-адаптера не рекомендуется включать технику на полную мощность. Смотрите интересное видео о плюсах и минусах:
Смотрите интересное видео о плюсах и минусах:
Ослабление контактов
Клеммные контакты в тэновых моделях, причем их большая часть, могут находиться в режиме перепада температур. Нагрев при максимальной нагрузке, и остывание при отключении.
А это накладывает обязательства по их ревизии и подтяжке.
А в индукционных, якобы нет электрических контактов. На самом деле они есть всегда и везде, в том числе и в индукционных.
Но что касается первых, то в последние годы стали выпускаться экземпляры с качественными винтовыми зажимами.
Либо вообще могут присутствовать винтовые соединения с гроверной шайбой, которые не требуют обслуживания, или пружинные зажимы, также годами обходящиеся без контроля и ревизии.
Фактически это высосанные из пальца преимущества.
Совершенствуем теплообменник
Разумеется, теоретическая кастрюля — лишь промежуточный вариант теплообменника. На практике он должен быть надёжным, дешёвым и компактным, ведь речь идёт об отоплении квартиры (небольшой площади — до 50 кв. м). Количество агента не должно превышать 40 литров. Под все вышеперечисленные требования более всего подходит плоский металлический бак размерами примерно 500х600х50 мм. Такую ёмкость можно сварить из профильной трубы 50х50.
- Нарезать трубу 50х50 по 600 мм — всего 9–10 шт.
- Сварить отрезки между собой стенка к стенке, чтобы получился ряд трубок.
- Отрезок длиной в поперечный размер прорезать вдоль, изъять одну стенку из трубы.
- Установить и приварить поперечный отрезок на манер коллектора гребёнки.
- Аналогичным образом установить противоположную стенку.
- Вварить в противоположные по диагонали плоскости фитинги на 1–1,5 дюйма.
- Тщательно обварить конструкцию — она должна быть герметичной и все камеры должны свободно сообщаться.
Замена ТЭНа
Срок службы тэнов зависит от качества теплоносителя. Как уверяют ”сравнители” – это всего 1000 часов работы, если не принять меры и не умягчить жесткую воду. Ну а если умягчили, то около 5000.
При использовании этих данных, перепутаны системы отопления и водоснабжения.
В замкнутых отопительных системах нет столько примесей, как в водоснабжении. Смягчение воды в большинстве случаев здесь попросту не требуется.
Это может относиться только к ГВС или центральному отоплению. Там оператор котельной не способен отследить утечки воды.
Если речь идет чисто о вашем доме, где все собрано и закольцовано без протечек и дыр, то никакой постоянной подготовки воды не требуется. Какие-то элементы в воде, конечно же будут содержаться, но однажды будучи налиты в систему отопления, они один раз прореагируют и более, им неоткуда будет взяться.
У индукционных, якобы низкая стоимость эксплуатации из-за очень редкой замены узлов. На самом деле, это в качественных тэновых образцах, элементы меняются крайне редко, о чем уже говорилось выше.
А вот если вам понадобится что-то поменять в индукционном, то вы крепко задумаетесь, прежде чем это сделать. Там все запечатано в герметичной колбе и без ее физического разрезания внутрь не подобраться.
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.
Снижение КПД электрокотла
Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.
Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.
Давайте разберем это поподробнее.
Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!
Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.
В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.
А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:
- этот слой не достаточно толстый
- он никоим образом не препятствует передаче тепла
Для примера, пусть на чистой поверхности греющего элемента, теплообмен условно происходит при t=60 градусов. Как только эта поверхность загрязнится отложениями, теплообмен никуда не исчезнет, а начнет происходить при больших градусах, допустим 75-80С.
А соответственно, свое изначальное КПД, котел никоим образом не теряет.
То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.
Что из себя представляют электрические индукционные котлы отопления
Для чего нужны и как применяются
Индукционные электрокотлы преобразовывают электрическую энергию в тепловую, еще с начала 80-х годов их начали использовать в промышленных целях. Относительно недавно их стали пропагандировать как экономичные и компактные котлоагрегаты для индивидуальных систем отопления в частных домах, что не совсем так.
КПД практически всех современных электрокотлов более 99%, не зависимо от их вида, что подразумевает практически одинаковую эффективность преобразования электроэнергии в тепло. Кроме того, автоматика, действительно позволяющая сэкономить за счет грамотного управления мощностью, в индукционных котлах не является выдающейся и уступает ТЭНовым, а иногда и электродным.
На практике преимущества в виде компактных размеров, большей надежности, более высокой скорости нагрева теплоносителя и более простого обслуживания несущественны для бытового использования и оправданы лишь в промышленной сфере, где необходимы котельные установки больших мощностей или того требуют определенные технологические процессы.
В редких случаях индукционники оправданы в индивидуальных СО, где в качестве теплоносителя планируется использование антифриза.
Устройство и принцип работы
В компактный металлический корпус помещена индукционная катушка, внутри которой находится сердечник из ферромагнетика (металлическая труба). С одной стороны в сердечник подается холодная вода (обратка), с другой стороны, обычно сверху, находится подача котла.
Принцип действия индукционных электрокотлов.
Поэтапно принцип работы электроиндукционного котла отопления выглядит так:
- На индукционную катушку подается переменный ток (220 В или 380 В в зависимости от мощности котла), вследствие чего вокруг катушки образовывается магнитное поле.
- Магнитное поле воздействует на сердечник посредством вихревых токов Фуко и разогревает сердечник до определенной температуры (в зависимости от подаваемого напряжения)
- Разогретый сердечник отдает тепло протекающему по нему теплоносителю.
Таким образом, на сердечнике практически невозможно образование накипи, особенно при длительном использовании отфильтрованного и умягченного теплоносителя. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но и антифриз, масло, теплоносители на основе этиленгликоля, что зачастую является весомым критерием в промышленной сфере.
Существующие типы
Всего существует два типа индукционных электрокотлов: стандартные индукционные (SAV) и вихревые (ВИН). Принцип действия первых описан выше, все они идут с маркировкой SAV.
Вихревые индукционные котлы (ВИН) более современные, в них используется инвертор, преобразовывающий стандартную частоту переменного тока 50 Гц в сверхчастоты от 25 кГц и выше. Помимо сердечника теплоноситель омывает и ферромагнитный корпус (который также нагревается), что существенно увеличивает скорость нагрева и позволяет уменьшить размеры котлоагрегата с сохранением прежней мощности. За счет более сложной конструкции и более дорогого металла корпуса, вихревые котлоагрегаты в 1,5-2 раза дороже.
История появления отопительного оборудования
Предпосылкой для создания теплогенераторов такого типа стало открытие электромагнитной индукции, сделанное Майклом Фарадеем 29 августа 1831 г. До него это явление наблюдал Франсуа Жан Доминик Араго, но не смог объяснить и раскрыть его.
Индукция представляет собой возникновение электродвижущей силы в замкнутом проводнике при изменении проходящего сквозь него магнитного потока.
Ее можно добиться 2 способами:
- Варьированием параметров поля. Для этого меняют силу или направление тока, протекающего в катушке электромагнита.
- Движением проводника относительно поля или наоборот. Для этого, например, вращают постоянный магнит.
Позже данное явление подробно исследовал Жан Бернар Фуко. Объемные токи, возникающие в материале под действием переменного магнитного поля, он назвал вихревыми. Это обусловлено кольцевой траекторией движения зарядов. Также их именуют токами Фуко – по имени исследователя.
Согласно закону Джоуля – Ленца, наведенное магнитным полем электричество вызывает повышение температуры проводника. Этим воспользовался Е. Колби в своих опытах по бесконтактному нагреву стали. В 1900 г. в шведском городе Джайсинге построила первую индукционную плавильную печь мощностью 78 кВт. Руководителем проекта был инженер Ф. Кьеллин.
В 1900 году построили первую индукционную плавильную печь.
В дальнейшем технология получила развитие и стала применяться для решения широкого круга задач, в частности:
- сверхчистой плавки, пайки и сварки металлов;
- гибки и термообработки деталей машин;
- создания ювелирных украшений;
- дезинфекции медицинского инструмента;
- нагрева миниатюрных заготовок, для которых есть опасность повреждения при контакте с газопламенным и дуговым оборудованием;
- поверхностной закалки, в т. ч. изделий сложной формы;
- активации, тренировки и дегазации катодов при производстве вакуумных электронных приборов.
Из-за крупных размеров первых установок в быту данный метод поначалу не применяли.
Позже стали выпускать:
- кухонные плиты;
- водонагреватели;
- теплогенераторы.
Обзор известных производителей
*
- Эдисон – нагреватели индукционного типа мощностью от 4,7 до 500 КВт, выпускаемые новосибирским , для бытовых и промышленных нужд;
- Miratron – продукция российского производителя индукционного отопительного оборудования НПК Миратрон для бытового использования, отличающаяся передовым дизайном, позволяющим использовать оборудование без ущерба интерьеру помещения;
- Teco-House – индукционные котлы отопления с уникальной системой управления, производимые одноимённой украинской компанией по стандартам ЕС и Российской Федерации.
Основные виды
Разные типы котлов отличаются устройством теплообменника:
- Кожуховые. Аппарат состоит из 2 частей, расположенных внутри и снаружи катушки.
- Объемные или индуктивно-кондуктивные. Котловой бак находится внутри обмотки, в нем установлен ферритовый сердечник.
- Трубчатые. К этому виду относились первые индукционные отопители. Теплообменник представляет собой набор труб, огибающих обмотку.
Также агрегаты делятся на модели с инвертором и без него.
Правила эксплуатации
Безопасная эксплуатация индукционных котлов отопления, как и любых других технических устройств, обеспечивается выполнением ряда правил, касающихся как их монтажа, так и использования после установки:
- Заземление котла обязательно.
- Расстояние от устройства до стен по бокам должно быть не менее 30 см, от нижней точки котла до пола – 80 см, от верхней его точки до потолка – 80 см.
- Индукционные котлы устанавливаются только в закрытый контур с расширительным баком мембранного типа.
- Система должна включать в себя блок устройств обеспечения безопасности (манометр, воздушный клапан, клапан сброса избыточного давления, система автоматического отключения при перегреве).
