Отопление в частном доме с помощью индукции. Вся правда про индукционное отопление: стоит ли игра свеч

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

Вариант индукционного отопления чаще всего рассматривают в том случае, когда газовая магистраль недоступна и приходится обогревать жилище с помощью дорогостоящего электричества .

Индукционный котёл обычно представляется продавцами более экономной и инновационной альтернативой привычным тэновым обогревателям.

Что собой представляет индукционное отопление

В основе работы лежит явление электромагнитной индукции . Внутри котла создаётся электромагнитное поле, которое нагревает сердечник из ферромагнетика. Он-то и отдаёт тепло воде в системе вместо привычного ТЭНа.

Когда продавцы и производители ВИНов (вихревых индукционных нагревателей) говорят о его экономичности, имеют в виду скорость нагревания элемента и передача тепла в систему.

Если ТЭН нагреет воду в системе отопления в лучшем случае через 20 , а то и 30—40 минут , то индукционный элемент на 10—15 минут быстрее.

Важно! В индукционном отоплении выбор теплоносителя довольно широк: это может быть не только вода, но и масло, этиленгликоль и любой антифриз.

Принцип работы и устройство индукционного электрокотла

Подобны трансформатору. Генератор индукционного тока состоит из первичной и вторичной короткозамкнутых обмоток. Первичная обмотка превращает электрическую энергию в вихревой ток, а вторичная обмотка служит корпусом индуктора.

Ещё проще объяснит работу устройства индукционного нагревателя следующий пример:

На трубу из диэлектрического материала (непроводящего электроток) наматывается катушка.
Внутрь помещается сердечник из мартенситной или ферритной стали (ферромагнетик).
Катушка под воздействием электричества создаёт магнитное поле.
Магнитное поле нагревает сердечник (до 750 °С ).
Сердечник нагревает воду, проходящую через трубу.

Справка. Несмотря на то, что индукционный котёл может нагреть быстро большое количество теплоносителя, а явление индукции само создаёт конвекционное движение носителя в системе, чтобы без проблем отопить двухэтажный дом, нужно поставить в систему насос.

Чаще всего индукционный котёл представляет собой довольно компактный, не слишком высокий (40 см ), но увесистый (до 23—30 кг ) широкий баллон-трубу. Поэтому, чтобы он не обрушился, его ставят на прочные дополнительные крепления. Иногда для усиления эффекта используют спаянную секцию из нескольких таких баллонообразных труб-котлов.

Фото 1. Индукционный котёл, подключенный к отопительному контуру. Представляет из себя баллон небольшого размера.

Реже встречаются конструкции в форме шкафчика .

Но в любом случае индукционный котёл состоит из:

Корпуса , состоящего из диэлектрического металла.
Электроизоляционного слоя.
Сердечника из ферромагнита (толщина до 7 мм ).
Температурного датчика в корпусе котла.
Входного и выходного патрубков соединения с системой труб и радиаторов.
Автовыключателей (в пульте управления).
Терморегулятора (электроника в пульте управления).

А вот так может выглядеть система отопления, где:

Насос для циркуляции теплоносителя.
Отопительные батареи.
Индукционный котёл.
Мембранный расширительный бак (для регулировки давления).
Шкаф пульта управления.
Запорный шаровой кран.

Внимание! Индукционный котёл годится только для закрытого контура отопления.

Немного о плите на индукции

Эта чудо-плита не похожа на обычные плиты тем, что:

Автоматически распознаёт подходящую посуду (только из ферромагнитных металлов и с плоским дном), а под неподходящей даже не включается.
Нагревает быстрее , чем газовая или электрическая, следовательно, блюда готовятся оперативнее.
Греет строго определённую зону , равную диаметру посуды. Остальная часть плиты остаётся холодной.

Схема такой плиты в разных брендах может существенно отличаться, но её принципиальное устройство одинаково для всех моделей:

Поверхность из стеклокерамики.
Под ней изоляционный слой.
Под изоляцией — индукционная катушка.
Под катушкой — Блок управления и Преобразователь частоты.

Первичный контур в таком трансформаторе — катушка внутри плиты, а вторичным контуром выступает сама посуда.

В интернете можно встретить даже забавные схемы самодельных отопительных систем с помощью индукционных плит. Но они не выдерживают никакой критики.

Индукционные плиты работают на сверхвысоких частотах от 20 кГц до 60 кГц. Проводя замеры излучений, выявили, что частично они поглощаются самой плитой, а оставшиеся действуют строго в радиусе 30 см от центра плиты. Всё же, несмотря на доказанную безопасность, людям с кардиостимуляторами очень не советуют пользоваться такими плитами, во избежание остановки сердца. А как с вредоносными излучениями у индукционного котла? Ведь он также работает на частотах от 25 кГц и выше.

Вам также будет интересно:

Плюсы и минусы индукционного электрического котла

Минусы индукционного котла:

При справедливости утверждений о том, что такой котёл — экологичный и не выбрасывает в окружающую среду выхлопов, электромагнитное поле он по жилищу распространяет. На него реагируют и люди, и животные, и техника.
Безопасен только условно. Если случится утечка теплоносителя, электромагнитное поле не выключится автоматом, сердечник будет продолжать нагреваться вплоть до оплавления корпуса, а произойдёт это буквально за пару секунд. Поэтому очень важна для такого котла сложная и надёжная автоматика контроля, выключающая электропитание при утечках. Стоит она дорого. А на отечественных образцах индукционных нагревателей ради экономии чаще всего стоят дешёвые китайские образцы.
Стоит почти в 2 раза дороже ТЭНового. При этом его заявленная экономичность явно завышена и окупать себя будет долго.
В рациональности и экономии серьёзно уступает газовым и твердотопливным системам отопления.

Преимущества:

В некоторых моделях есть вариант удалённого управления с помощью электронного программатора по GSM-каналу. Это действительно бывает удобно — выставить температуру на 8—10 °С на время отсутствия людей в доме, уехав на недельку, не беспокоясь о промерзании жилища.
Нет промежуточных техосмотров , замены ТЭНа и прочих ремонтно-профилактических работ.

Кто придумал отопительный агрегат на индукции

Маркетинговый аргумент про инновацию индукционного котла не выдерживает никакой критики. Принцип индукции был открыт ещё в первой трети XIX века Майклом Фарадеем — исследователем, известным нам по школьному курсу физики.

А в самом начале XX века в Швеции была выпущена в мир первая плавильная индукционная печь для металлургической промышленности.

Конечно же, инженеры и учёные ещё тогда рассматривали индукцию для отопительных котлов в быту. Но, изучив за и против, сочли этот вариант нерациональным.

Индукционным нагревателем для дома и быта начали пользоваться на просторах СНГ в середине 90-х годов . До этого индукционные котлы высокой мощности применялись в СССР только в тяжёлой промышленности для плавки металлов.

Правда ли, что индукционные нагреватели энергосберегающие?

Экономичность данной разновидности котла достигается только первоначальной форой в 5—15 минут скорости нагрева. И то, по сравнению с ТЭНами. Потому что самая экономичная среди электрических систем отопления — «тёплый пол». Все рассужденияо 99 или даже 100% КПД — лукавство и расчёт на массовую безграмотность. Такое же КПД имеют все электронагреватели.

А утверждение, что часть тепла из системы рассеивается, не доходя до теплоносителя одинаково справедливо и для ТЭНовых, и для индукционных котлов. Учитывая высокую стоимость котла и обязательное дополнительное оборудование к индукционной системе за отдельную сумму, экономия в 30—50% на электроэнергии — не больше чем легенда и торговая уловка.

Долговечность. Как и всё на свете, сердечник тоже подвержен разрушению, но делать он это будет, в отличие от ТЭНа, намного дольше - лет 30 . Остальные составляющие также имеют хороший запас прочности. Производители дают 10-летнюю гарантию на службу индукционного котла, и они не врут. Если его оснастить качественными европейскими электронными контроллерами , свободно прослужит и до 30—40 лет.

Фото 2. Индукционный котёл, подключенный к закрытой системе отопления. Дополнительно оснащается контроллером, расширительным бачком и насосом.

Учитывая вышесказанное, владелец индукционного котла обнаружит экономию по сравнению с ТЭновым только в длительной перспективе — после пяти лет пользования системой. Но, по сравнению с первоначальными затратами на установку, она может оказаться несущественной.

Схема монтажа прибора для нагрева воды в отопительной системе

Первое, на что стоит обратить внимание — правильный расчёт мощности. Лучше, конечно, пригласить специалиста, но если делаете это сами, пользуйтесь формулой: 60 Вт мощности котла на каждый кв. м. жилища.

Вот ряд стандартных правил, обязательных при установке индукционного отопления:

Расстояние от котла до стены превышает 30 см.
Расстояние от котла до потолка и пола не меньше 80 см.
За патрубком вывода сразу обязательно должны быть вмонтированы манометр, автомат для отвода воздуха и подрывной клапан . Это безоговорочное условие безопасности.
Вслед за группой безопасности желательно соединить горячую подачу с обраткой, т. е. замкнуть малый контур . Это предохранительная мера от перегрева.
После групп безопасности вмонтировать запорные клапаны .
Котёл крепится к стене обязательно вертикально с использованием специальных крепежей или хомутов.

Индукционные электрические котлы сегодня считаются действительно актуальными. Это объясняется высоким КПД, благодаря которому потребление энергии минимально. Стоит отметить функционирование оборудование по принципу электромагнитной индукции, которая является действительно современной.

Современные агрегаты состоят из таких элементов:

Остальные элементы могут применяться для удобства использования электрического котла отопления. При этом в некоторых случаях в качестве сердечника выступает простая металлическая трубка с теплоносителем.

Функционирование индукционного котла отопления довольно простое. Так, поступает переменное напряжение, благодаря которому на катушке образуется электромагнитное поле. Оно замыкается, что приводит к низковольтному напряжению. Стоит отметить, что использование сердечника необязательно. Его применяют, чтобы увеличить площадь теплоотдачи. Благодаря переменному электромагнитному полю происходит образование вихревых токов , нагревающих металл. Вода забирает тепло и обогревает все жилище.

Достоинства и недостатки

Современные индукционные котлы отопления пользуются огромной популярностью благодаря своим многочисленным преимуществам:

Стоит отметить, что у индукционного котла отопления есть несколько важных недостатков:

необходимость подключения исключительно к закрытому контуру;
значительный вес устройства, который может достигать 23 кг при компактных размерах;
высокая цена, начинающаяся с 25–30 тыс. рублей, обусловленная наличием дорогого инвертора;
помехи в радиодиапазоне, которые оказывают влияние только на домашних животных.

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.

При покупке электрического котла отопления необходимо обращать внимание на мощность оборудования , которая не снижается в процессе эксплуатации. Стандартное соотношение составляет 60 Вт на 1 м². Чтобы правильно рассчитать мощность, стоит учесть габариты всех помещений. При недостаточной теплоизоляции необходимо взять более мощный котел отопления.

Современные индукционные агрегаты поддерживают невысокую температуру в помещениях, которые используются непостоянно. Соответственно, для дома достаточно использовать электрический котел на 6 кВт.

У некоторых индукционных моделей в комплекте идет блок электронного программатора. Благодаря такому устройство можно запрограммировать электрический котел на неделю. Также можно управлять отопительной системой удаленно.

Выбирая индукционное оборудование для отопления жилища, стоит учесть толщину сердечника. Если его стенки довольно толстые, то он в течение долгого времени будет устойчив к коррозии.

Стоит отметить, что производители дают гарантию на сам индукционный котел 3 года, а на комплект дополнительного электрооборудования – 1 год.

Многие покупатели ориентируются на цену электрического устройства. Как правило, индукционные котлы стоят довольно дорого, что объясняется небольшим выбором продукции. Отечественное устройство мощностью в 4 кВт можно приобрести за 30–35 тыс. рублей. Цена на европейские аналоги будет составлять не менее 35–40 тыс. рублей.

Самостоятельное изготовление индукционного котла отопления

Чтобы сделать электрическое оборудование своими руками, можно использовать несколько схем. В любом случае самый простой вариант предполагает применение толстой пластиковой трубы диаметром в 5 мм.

При самостоятельном изготовлении электрического индукционного котла важно помнить о том, что его включать можно только после заполнения водой системы отопления.

Установка котла

При установке индукционного котла важно помнить, что система отопления должна быть обязательно закрытой. Помимо этого, потребуется наличие расширительного бачка и насоса , обеспечивающего циркуляцию жидкости.

Согласно инструкции индукционные котлы ставят вертикально , а затем к патрубку ввода, который находится в нижней части, подключают обратку. Выводной патрубок размещают сверху и подводят подающий трубопровод.

Поскольку электрический котел отопления большой, важно выбирать надежное крепление. Само оборудование ставят так, чтобы промежуток между агрегатом и стеной составлял минимум 300 мм, а до пола и потолка сохранялось расстояние в 800 мм.

Важное условие – заземление электрического котла. Для этой цели возможно использование металлических и металлопластиковых труб. Рядом с выводным патрубком необходимо установить манометр , а также воздухоотводчик и подрывной клапан. После этого наступает черед монтажа запорной арматуры.

Помимо этого, необходимо позаботиться об установке следующих элементов:

циркуляционный насос;
сетчатый фильтр;
фильтр-отстойник;
датчик потока.

При установке котла и системы управления важно помнить о нормах безопасности.

Индукционные электрические котлы, цена которых довольно большая, считаются лучшим вариантом для отопления помещения. У такого оборудования высокий КПД. Более того, его можно использовать при наличии любого теплоносителя , а стоимость котла частично окупится благодаря отсутствию необходимости сервисного обслуживания.

Любой дом должен быть теплым, уютным и комфортным для проживания. Обеспечить это можно с помощью многих факторов, в том числе, правильно организованной системы отопления. Выбирая из множества вариантов обогрева дома, следует остановиться на том, который обеспечит максимальную эффективность, безопасность и экономию. Здесь речь идет об индукционном котле, внедрение которого не требует глобальной перестройки уже имеющейся системы отопления.

Если принято решение соорудить индукционный котел своими руками, предварительно необходимо разобраться во всех тонкостях этого процесса.

Как устроен котел индукционного типа

Корпус такого оборудования состоит из нескольких слоев:

наружного;
тепло- и электроизоляционного слоя;
2-стенного сердечника.

В котлах, предназначенных для применения в промышленности, используется цилиндрическая обмотка, а в бытовых и самодельных – обмотка проводом из меди по тороидальному принципу. Ее осуществляют между ферромагнитными трубами, обладающими разным диаметром. Обязательное условие: толщина стенки трубы должна быть более 1 см. Внутренняя труба выступает в роли магнитопровода и называется сердечником.

Схема любого электрического индуктора состоит из первичной обмотки (помогает преобразованию электроэнергии в вихревой ток и магнитные поля), а также вторичной обмотки.

Она включает в себя непосредственно корпус котла и основной нагревательный элемент, призванный получить тепло для жидкого носителя, циркулирующего по системе отопления.

Кроме основных компонентов, в состав котла такого типа входят автоматические выключатели и встроенный в корпус теплодатчик.

Нагревательный элемент представлен индукционной катушкой, в которой вырабатывается ток (переменный или постоянный). Появляющиеся в результате этого вихревые потоки способствуют нагреванию стального сердечника. После подключения котла к сети ток, сопровождаемый высоким напряжением, переходит на первичную обмотку, в итоге образуется электромагнитное поле. Именно оно способствует выдавливанию токов в стальной сердечник. Затем все тепло переходит непосредственно к приборам отопления.

Схема индукционного котла позволяет снизить вес и размеры устройства, а также получить максимально возможный КПД. При этом в теплоноситель идет более 95% тепла, что влияет на производительность работы устройства, а также его экономичность. К примеру, нагревание сердечника до 75° С происходит примерно за 7 минут.

Преимущества котлов

Индукционные котлы обладают массой положительных характеристик, которые могут окончательно повлиять на решение о его приобретении или самодельном сооружении:

Минимальная вероятность протечки по причине отсутствия разъемных соединений.
Защита от накипи (объясняется влиянием высокочастотных вибраций от вихревых потоков).
Долговечность (по причине отсутствия элементов, которые могут подвергаться износу).
Возможность работы котла от сети с постоянным током или с низким напряжением.
Максимально быстрое нагревание.
Электро- и пожаробезопасность устройства (объясняется небольшой разницей температур между носителем тепла и сердечником).
Возможность экономии электроэнергии за счет низкой инерционности.
Бесшумность (отсутствие необходимости ставить котел в отдельном помещении дома).

При этом вероятность выхода из строя минимальна, а необходимость профилактических работ почти нулевая.

Уникальным является тот факт, что теплоноситель, циркулирующий по системе отопления, следует менять всего лишь 1 раз за 10 лет!

Недостатки устройства с индукционным принципом действия

Идеальных приборов не бывает, поэтому перед выбором типа котла стоит учесть некоторые его негативные стороны:

мощные индукционные котлы способны провоцировать возникновение УВК-волн, действующих в радиусе нескольких метров от котла (их влияние на человека почти отсутствует, но некоторые домашние животные могут улавливать подобные волны, что влияет на их самочувствие);
индукционные нагревательные устройства промышленного производства обладают высокой стоимостью, так что по карману далеко не всем.

Этапы создания индукционного котла своими руками

По утверждению опытных мастеров, самодельное изготовление индукционного нагревающего прибора под силу любому человеку, хотя бы минимально разбирающемуся в схемах и системах отопления. Состоит мероприятие из следующих этапов:

Изначально для основы котла следует приобрести необходимые материалы:

сварочный инвертор, обладающий возможностью регулирования тока;
проволоку или катанку толщиной около 7 мм, которую надо измельчить;
пластиковую трубу со стенками толщиной не менее 1 см и диаметром около 5 см.

Днище следует закрыть металлической сеткой с ячейками минимального размера и до самого верха засыпать мелкой проволокой. Верхнюю часть трубы закрывают решеткой, а затем фиксируют всю конструкцию с помощью сварочного аппарата.

После этого следует этап подготовки контура первичной обмотки. Для чего эмалированную медную проволоку наматывают, соблюдая дистанцию между витками, на пластиковую трубу.

Создание защитного кожуха, которое подразумевает прикрепление с помощью сварки стального или железного корпуса, обладающего тепло- и электроизоляцией, непосредственно к конструкции. Обмоточная проволока, выведенная наружу кожуха, способствует подключению катушки к электросети.

Затем к пластиковой трубе присоединяются 2 патрубка (входной и выводящий), помогающие циркуляции теплоносителя по прибору.

Особенности монтажа

Важно! Индукционные устройства эксплуатируют исключительно в отопительных системах закрытого типа, оснащенных насосом.

Монтаж осуществляется вертикальным способом.

Максимальную безопасность при эксплуатации котлов такого типа обеспечивают только системы отопления с пластиковой или полипропиленовой разводкой.

Желательно выдержать дистанцию между котлом и приближенными поверхностями: от стены – не менее 30 см, от пола – более 80 см.

Целесообразно вмонтировать подрывной клапан, который поможет сбросить воздух в системе в аварийном случае.

В процессе обогрева не выделяются вредные выхлопы и отпадает необходимость в работе дымохода. Отопление жилого дома с помощью индукционного котла – это современный, экологически чистый и экономичный подход, получивший распространение во всем мире.

Индукционные отопительные котлы появились в продаже недавно и сразу составили конкуренцию привычным электрокотлам с ТЭНами. При схожих размерах и потребляемой мощности индукционные нагреватели способны значительно быстрее прогреть систему, кроме того, они могут работать в системах с низким качеством теплоносителя и реже требуют обслуживания. Применив знания в электротехнике и смекалку, можно сделать индукционный котел отопления своими руками.

В основе действия индукционных котлов и других нагревательных приборов этого типа лежит способность токопроводящих материалов нагреваться под действием вихревых токов, создаваемых в результате электромагнитной индукции.

Источником индукции служит высокочастотный переменный ток, проходящий по первичной обмотке нагревательного прибора, выполненной в виде катушки. Нагревательный элемент, помещенный внутрь катушки, играет роль вторичной короткозамкнутой обмотки. В нем происходит преобразование электромагнитной энергии в тепловую.

Вихревые токи возникают и при промышленной частоте 50 Гц, но эффективность нагревателя при этом будет невысока, а работа прибора будет сопровождаться сильным гулом и вибрацией. При повышении частоты до 10 кГц и выше шум исчезает, вибрация становится неощутимой, а нагрев усиливается.

Устройство

Промышленный индукционный котел состоит из сердечника, роль которого играет теплообменник, вокруг которого намотана тороидальная обмотка, подключенная к высокочастотному преобразователю. При прохождении по обмотке тока создается переменное электромагнитное поле, в результате которого возникают вихревые токи, проходящие через сердечник.

Обмотка подключена к высокочастотному преобразователю, в котором сигналом с блока управления создается ток необходимой частоты. Современные котлы имеют высокий уровень автоматизации, позволяющий не только создать оптимальный режим нагрева теплоносителя, но и отключить устройство в случае аварийной ситуации.

Внутри сердечника-теплообменника находится теплоноситель. Под воздействием вихревых токов он нагревается до высоких температур. За счет разницы между температурой теплоносителя на входе и на выходе, из котла циркуляция теплоносителя по системе происходит непрерывно, даже без подключения насоса. Поэтому индукционные котлы можно использовать в системах с принудительной и естественной циркуляцией.

Теплоносителем может быть как вода, так и антифриз, тосол, масло. Качество жидкости при этом не имеет значения: постоянная вибрация системы, неощутимая человеком, делает невозможной осаждение накипи и других примесей на стенках теплового контура.

Внешняя оболочка - металлический корпус, оснащенный системой тепловой и электрозащитной изоляции.

Форма котла может быть любой, как и способ его установки: благодаря отсутствию бака внутри котла его размеры обычно невелики, а масса не превышает 50 кг.

Индукционный котел нельзя даже кратковременно включать в работу без заполнения системы теплоносителем! Может произойти перегрев котла и выход из строя его элементов!

Достоинства:

Высокий КПД. Большинство производителей называют цифры 95-98%;
Большой выбор моделей различной мощности на однофазное напряжение ~220 В или трехфазное ~380 В;
Быстрый прогрев системы отопления при запуске;
Могут работать с любым теплоносителем;
Контур, по которому внутри котла проходит теплоноситель, абсолютно герметичен, что исключает протечки и связанные с ними неисправности;
Длительная работа без образования накипи и отложений. Именно это явление со временем снижает эффективность котлов с ТЭНами и служит частой причиной их поломки из-за перегрева нагревательных элементов;
Срок службы, заявленный производителями - от 25 до 30 лет.

Не лишены нагреватели и недостатков, наиболее значимый из которых - высокая цена. Этот фактор обычно побуждает рачительного хозяина собрать самодельный индукционный котел из подручных материалов и приборов. Несмотря на сложность процессов, происходящих в котлах такого типа, возможно создать конструкцию, не отстающую по основным параметрам от котла промышленного изготовления, и сделать индукционный котел своими руками.

Котел с питанием от сварочного инвертора

Конструкция такого самодельного котла довольно проста. Наиболее сложный для самостоятельного выполнения блок, требующий знаний основ электроники и электротехники - высокочастотный преобразователь. Его функцию отлично выполняет сварочный инвертор современного типа, способный выдавать выходной сигнал с частотой 20-50 кГц.

Кроме этого для монтажа потребуются:

медная проволока в эмалевой изоляции диаметром 1-1,5 мм;
изолированный провод с клеммами для подключения обмотки к инвертору;
обрезки проволоки из нержавейки диаметром 3-5 мм, длиной 5 см;
мелкая сетка из нержавейки;
отрезок водопроводной трубы из шитого полиэтилена или полипропилена для систем ГВС и отопления с диаметром 50 мм и толщиной стенки 8,4 мм, длина - 1 м;
переходники с трубы 50 мм на трубы, задействованные в существующей или проектируемой системе отопления, тройник для подключения аварийного клапана и два шаровых вентиля;
полосы текстолита для крепления обмотки;
эпоксидный клей для изоляции обмотки;
корпус самодельного котла, его можно сделать из распределительного металлического или пластикового шкафа, в который можно установить инвертор и закрепить нагревательный элемент.

Последовательность сборки и монтажа элементов:

На отрезок полипропиленовой трубы диаметром 50 мм с помощью эпоксидного клея крепят 4 полосы из текстолита шириной 8-10 мм, отступив от концов трубы по 70-100 мм. На них будет намотана обмотка. Для закрепления крайних витков обмотки в текстолите можно сделать пазы.
Наматывают 50-100 витков медной проволоки в эмалевой изоляции. Витки должны располагаться примерно через 0,3-0,6 мм на равном расстоянии. Точное количество витков зависит от диаметра используемого провода и его удельного сопротивления, а также выходных параметров инвертора.
При установке самодельного котла в жилом помещении рекомендуется выполнить тороидальную обмотку для снижения внешнего электромагнитного поля. Тороидальная обмотка состоит из одинакового количества встречно направленных витков, при этом электромагнитные потоки взаимно компенсируются и проходят только по внутреннему контуру.
Внутрь трубы с одного ее конца вставляют сетку из нержавейки и плотно набивают ее с другой стороны отрезками нержавеющей проволоки - она будет нагреваться под воздействием вихревых токов. Нержавейку рекомендуется использовать для того, чтобы со временем не произошло коррозионное разрушение проволоки, но теоретически подойдет любой токопроводящий металл, в том числе проволока-катанка. Второй конец трубы также закрывают сеткой.
На оба конца трубs напаивают полипропиленовые переходники на диаметр, используемый в системе отопления. На них устанавливают шаровые вентили, позволяющие перекрыть циркуляцию и снять теплообменник для ревизии.
Со стороны верхнего выходного переходника устанавливают аварийный клапан для сброса давления.
Обмазывают обмотку эпоксидным клеем для обеспечения качественной электроизоляции обмотки. Изготовление клея рекомендуется выполнять с небольшим отступлением от инструкции, добавив на 10-15% меньше отвердителя. Это сделает изоляцию менее хрупкой.
Крепят к выводам обмотки провода в изоляции с помощью обжимных клемм. Второй конец провода должен быть оснащен клеммами для подключения к инвертору. Диаметр проводов должен выдерживать максимальный выходной ток инвертора.
Устанавливают теплообменник в шкаф, закрепив его на кронштейны из термостойкого не проводящего ток материала. Можно использовать текстолит.
Подключают нагреватель к системе и заполняют ее водой.
В нижнюю часть шкафа ставят инвертор. Подключают к нему клеммы и включают его в сеть. Производят запуск котла и настройку режима.

Корпус шкафа из металла необходимо обязательно заземлить!

Из индукционной плитки

Индукционный котел можно сделать также на основе индукционной плитки. Для этого разбирают нагревательный элемент плитки и используют медный провод для намотки на сердечник, изготовленный указанным выше способом.

Блок управления плиткой используют для питания полученной обмотки, выставляя необходимую мощность на сенсорной панели управления.

Однако, этот способ имеет существенные недостатки:

Для успешной работы такого самодельного котла нужно рассчитать параметры индуктивности вновь собранной катушки. Они могут не совпасть с теми, на который рассчитана электроника плитки, в результате чего блок управления может выйти из строя. Для расчетов нужно обладать неплохими знаниями в области электротехники и уметь разбираться в схеме подключения;
Большинство моделей плит оснащено автоматическим отключением через 2-3 часа после начала работы конфорки. Это приведет к регулярному отключению котла;
Плитки индукционного типа обычно имеют мощность не более 2,5 кВт, поэтому пригодны только для переделки на котел малой мощности.

Ошибки в устройстве индукционного котла из плитки показаны в видеоролике:

Более простой вариант использования индукционной плитки , исключающий разборку устройства и монтаж новой схемы - установить на неё герметичный бак из нержавейки подходящего размера с входным и выходным штуцером и подключив его в качестве котла в систему отопления. С такой схемой подключения справиться практически каждый.

При наличии необходимых знаний и умения разбираться в схемах можно последовать примеру автора видеоролика и собрать функциональный индукционный котел из плитки, доработав его схему.

Нагреватель сухого типа

Принцип работы индукционного котла предполагает использование воды или другой жидкости не только в качестве теплоносителя, но и для охлаждения сердечника. Но нагрев вторичной обмотки, роль которой в этом устройстве играет труба с водой, произойдет и в том случае, если она будет состоять только из металла.
Степень нагрева в этом случае зависит от соотношения силы электромагнитного поля, создаваемого обмоткой, и массы металла сердечника. Произведя расчеты, можно создать сухой индукционный нагреватель своими руками из металлических труб и медной обмотки, как это показано в видео.

Использование индукционного котла обходится дешевле, чем обычного электрокотла с ТЭНами, и самодельная конструкция позволит значительно уменьшить затраты на его установку. Аналогично можно собрать водонагреватель проточного типа для установки на даче, подобрав устройство необходимой мощности.