На рынке бытовой техники индукционный котел отопления остается новинкой, хотя популярность такого инновационного решения стремительно растет. Среди электрических окотлов на долю индукционных моделей приходится около 30%. Чем же отличается этот агрегат от своих конкурентов с обычным ТЭН-ами или электродами?
Мы расскажем все о принципе действия и уникальных преимуществах оборудования, работа которого основана на использовании индукции. В предложенной нами статье приведены и детально описаны его разновидности. Наши советы по монтажу помогут без проблем обустроить или модернизировать систему обогрева коттеджа, магазина или склада.
Особенности конструкции и эксплуатации
Индукционной котел способен вырабатывать тепло и обогревать помещения благодаря электромагнитной индукции. Это физическое явление открыл еще Фарадей во время своих опытов с цилиндрическим магнитным бруском, вокруг которого в виде спирали была намотана медная проволока.
Устройство индукционного агрегата
Современный индукционный котел отопления также включает в себя катушку индуктивности и сердечник. При прохождении через катушку переменного электрического тока возникает электромагнитное поле.
Поле порождает вихревые электрические токи, нагревающие сердечник, тепло от которого передается теплоносителю. Количество этого тепла определяется по формуле Джоуля-Ленца.
Индукционный котел отопления состоит из двух основных частей. В одной из них, состоящей из катушки и сердечника, происходит образование магнитного поля. Вторая часть представляет собой теплообменник с рабочей жидкостью (теплоносителем).
Функцию теплоносителя выполняет обычная вода или смесь воды с этиленгликолем. Возможно использование и других жидкостей, выбор которых зависит от конкретной модели котла.
Система отопления с индукционным котлом всегда включается в закрытый контур. В монтажную схему входит и мембранный бак, необходимый для приема избытка воды, который возникает вследствие ее теплового расширения. Если такой бак не предусмотрен комплектацией, его приобретают отдельно.
Специфика использования в контурах отопления
Индукционные котлы предназначены для работы в системе с принудительной циркуляцией. Поэтому в схеме подключения обязательно должен присутствовать циркуляционный насос, стимулирующий перемещение рабочей жидкости по отопительному контуру.
Такая необходимость обусловлена относительно малыми объемами теплообменников – за счет быстрого нагрева вода в них закипает быстрее, чем возникает гравитационная циркуляция.
В многоконтурных системах циркуляционные насосы устанавливаются на каждый контур. Если в доме работает система теплого пола, то в комплектации должны быть коллектор распределения и дополнительный насос.
Система управления котлом включает помимо терморегулятора и датчиков температуры и так называемую группу безопасности, которая призвана предотвратить перегрев, превышение давления и предел прочности деталей.
В группу безопасности обычно входит манометр, воздухоотводчики и предохранительные клапаны. Защита от скачков напряжения реализуется с помощью автоматических компонентов. Обработка отдельных деталей компаундом повышает их защищенность. Благодаря компонентам защиты обеспечивается безопасная и бесперебойная эксплуатация котла.
Бытовые индукционные котлы, в зависимости от номинальной мощности, работают от напряжения 220 В или 380 В при частоте тока 50 Гц. Чтобы электрокотел подключить к сети, потребуется уведомить местную энергетическую компанию (поставщика электроэнергии) и получить ее одобрение.
Подключение может быть одно- и трехфазным. Используемые для подключения электропитания провода должны имеет соответствующее сечение.
В индукционном приборе нагрев регулируется путем его циклического включения и выключения. Этому процессу помогают датчики температуры (термопара), входящие в систему управления.
Пользователь устанавливает оптимальный температурный режим и котел после нагрева теплоносителя до определенной температуры автоматически выключается, а после остывания вновь включается.
Благодаря непрерывному циклу подогрева теплоносителя в отапливаемых помещениях поддерживается комфортный микроклимат. Во многих моделях данные о температуре и других рабочих параметрах выводятся на дисплей, что облегчает контроль над работой оборудования.
Разновидности индукционных котлов
Все модели индукционных котлов работают по одному принципу, но имеются отличия в их конструктивном исполнении. По этому критерию они условно подразделяются на несколько видов, которые будут рассмотрены далее.
Кожуховые котлы. Кожух котла имеет цилиндрическую форму. В кожухе находится катушка индуктивности. Как внутри, так и снаружи катушки проходит теплообменник.
Поступающая во входящий патрубок рабочая жидкость проходит по теплообменнику, нагревается и через верхний патрубок поступает в отопительный контур. Котлы кожухового типа в России производит НПК «ИНЭРА». На рынке они известны под брендом SAV.
Котлы с объемными теплообменниками. Такой тип котлов еще называют индуктивно-кондуктивным. Агрегат имеет металлический корпус в виде цилиндра.
В корпусе размещена индукционная катушка с ферромагнитным стержнем, который выполняет функции теплообменника. Индуктивно-кондуктивные котлы на рынке представлены серией ВИН. Производитель – завод теплового оборудования «Альтернативная энергия».
Котлы с трубчатым теплообменником. Классические индукционные котлы имеют теплообменник в виде набора труб, огибающих катушку индуктивности. Первым на рынке был именно такой агрегат.
Индукционные котлы с инверторами. Индукционный котел может быть дополнен инвертором, в котором постоянный электрический ток аккумуляторов преобразуется в переменный высокочастотный и только потом поступает к катушке индуктивности.
Такое решение помогает получать необходимые вихревые токи для генерации тепла при отсутствии основного сетевого питания.
Что нужно знать о монтаже?
В комплект поставки электротехнических приборов входит технический паспорт с подробным описанием характеристик и инструкция, где указаны правила монтажа и эксплуатации. Установку котлов необходимо выполнять согласно прилагаемому руководству.
При недочетах, например, если в системе нет насоса для принудительной циркуляции, котел может быть снят с гарантийного обслуживания. Поэтому производители рекомендуют привлекать к монтажу опытных сантехников или прошедших обучение сотрудников организации, продавшей электрооборудование.
Индукционный котел может быть встроен в уже имеющуюся систему отопления в качестве либо основного, либо резервного при параллельном подключении. Что касается места монтажа, то обязательно следует придерживаться правил, стандартных для всех электрических отопительных приборов.
Нагреватель должен находиться на расстоянии не менее 80 см от потолка и пола. Зазор со стеной должен составлять не меньше 30 см. Как любое мощное энергооборудование , индукционный котёл должен быть заземлен в соответствии с ГОСТом 12.2.007.0.
Достоинства индукционных котлов отопления
Индукционные котлы обладают многими абсолютными и сравнительными достоинствами, включая следующие:
- самый высокий КПД среди всех электрокотлов;
- неизменность энергетических характеристик;
- минимальные требования к теплоносителю;
- повышенная надежность;
- рекордно долгий срок службы;
- способность работать автономно;
- простой монтаж без системы вентиляции;
- автоматическая система управления;
- нет нужды в доставке и хранении топлива:
- нагрев теплоносителя до 95 градусов;
- высокий уровень безопасности.
Прибор преобразует электрическую энергию в тепловую с коэффициентом полезного действия 98-99%. Чтобы нагреть теплоноситель требуется 7-10 минут. Простая конструкция, в которой нет движущихся механических частей, стальные сплавы, используемые в качестве материалов изготовления, делают индукционные котлы рекордно долговечными.
Вывести из строя такое оборудование может только повреждение электроизоляции. Но как показывает практика эксплуатации трансформаторов, которые по своей конструкции во многом схожи с индукционными котлами, они действительно способны прослужить многие десятки лет.
По заверениям производителей, агрегаты, работающие за счет эффекта электромагнитной индукции, обеспечивают бесперебойный обогрев помещений на протяжении 100 тысяч часов, то есть 30 отопительных сезонов. При этом их мощность со временем не снижается, чего нельзя сказать про электродные и обычные тэновые котлы.
Те же причины, которые определяют долговечность и повышенную надежность индукционных нагревателей, одновременно снижают стоимость эксплуатации. Индукционный котел не нуждается в регулярном сервисном обслуживании и ремонте, что экономит средства.
По сравнению со многими другими видами топлива, использование электроэнергии для обогрева домов остается наиболее выгодным. Особенно это касается негазифицированных населенных пунктов.
Конструкция сертифицированного индукционного котла предотвращает короткие замыкания. Производители заявляют, что любая модель имеет наивысший класс электробезопасности. Не следует путать индукционный котел и с СВЧ-печью, так как для его работы используется другая частота электротока.
Нагревание теплоносителя в индукционном котле происходит равномерно – перепад температур в системе не больше 30°С. То есть локальные перегревы, способные привести к возгоранию, отсутствуют, что делает такие агрегаты пожаробезопасными.
Благодаря омагничиванию теплоносителя, мелкой вибрации, незаметной для окружающих и турбулентным завихрениям, в индукционных котлах практически не образуется минеральных отложений, что благоприятно сказывается на эффективности. Напомним, что толстый слой накипи замедляет скорость и эффективность нагрева теплоносителя.
Если соблюдать указанные в инструкции правила эксплуатации, то после монтажа и установки температурного режима о котле можно не вспоминать на протяжении всего отопительного сезона. В отличие от твердотопливных «собратьев», индукционные приборы не требуют регулярной загрузки дров и угля и удаления золы. Не требуется чистка труб, что отличает их от других типов электрокотлов.
Сам котел и дополнительное оборудование к нему занимает немного места и может быть установлено в помещении небольшой площади. Компоненты системы управления позволяют использовать индукционные котлы в одной связки с другим климатическим оборудованием.
Недостатки индукционных моделей
Идеальных технических решений пока не существует. Даже самое совершенное оборудование имеет свои недостатки и индукционный котёл отопления – не исключение.
Для него характерны:
- высокая цена;
- большой вес;
- шум.
При изготовлении индукционных котлов используются дорогостоящие материалы, в том числе ферромагнетики которые реагируют на магнитное поле.
Чтобы котел выполнял свою функцию, инженеры должны точно рассчитать диаметр провода катушки, количество его витков, размер сердечника и другие параметры. Затем все эти расчеты должны быть реализованы в готовом изделии.
Таким образом, производство индукционных приборов – трудоемкий и металлоемкий процесс, что и обуславливает высокую себестоимость продукции. В то же время этот недостаток нивелируется благодаря длительному сроку службы и минимальным затратам при эксплуатации.
Компактные размеры котла сочетаются с его значительным весом, что объясняется большим количеством стальных деталей. Некоторые модели весят 40 кг. Индукционный котел при работе издает незначительный шум, но этот недостаток легко устраняется за счет шумопоглощающих прокладок, которые рекомендуется устанавливать при монтаже.
Правила подбора оборудования
При выборе модели индукционного котла главными критериями является его мощность и характеристики отапливаемого помещения. Исходят из того, что для отопления 10 кв. м. при высоте потолков до 3 метров требуется 1 кВт.
Таким образом, площадь отапливаемого помещения достаточно разделить на 10 и в результате будет получена необходимая номинальная мощность электрокотла. К примеру, для дома в 100 кв. м. потребуется индукционный нагреватель в 10 кВт.
Чтобы не переплачивать за ненужную мощность и не мёрзнуть в случае её недостатка, необходимо оценить конкретные характеристики дома или другого объекта, включая материалы стен, площадь окон, наличие теплоизоляции и прочее и уже на основании этих данных выбирать отопительное оборудование.
Не мешает поинтересоваться у продавца и коэффициентом мощности, то есть соотношением активной и полной мощности выбранной модели. Этот показатель называют косинусом фи (Сos φ) и измеряют в вольт-амперах. Он помогает определить, какая доля потреблённой электроэнергии расходуется непосредственно на нагрев теплоносителя, а какая – на генерирование магнитного поля.
Значения коэффициента мощности находятся в пределах от 0 до 1. У индукционных котлов с хорошо продуманной конструкцией Сos φ составляет 0,97-0,98 кВА, что считается отличным показателем, так как почти всё потреблённое электричество расходуется на нагрев рабочей жидкости.
Разнообразие моделей позволяет подобрать вариант для использования в качестве основного или резервного источника тепла. Мощные котлы, работающие от напряжения 380 В, способны самостоятельно обогревать дома, коммерческие и промышленные объекты большой квадратуры.
Для эксплуатации на даче или в гараже эффективный индукционный котел можно смастерить собственными руками. С подробным руководством по сборке полезной самоделки ознакомит следующая статья.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик наглядно продемонстрирует принцип действия индукционного агрегата:
Экспертное мнение о безопасности эксплуатации индукционного котла:
Видео-презентации индукционных котлов от ЗСТМ (Завода Сибирского Технологического машиностроения):
Индукционные котлы отопления обладают многими достоинствами и конкурентными преимуществами при незначительных или легко устраняемых недостатках. Насколько выгоден такой вариант для отопления конкретного дома, можно решить только взвесив все «за» и «против».
Неоспоримым фактом остается постоянный рост спроса на такое оборудование, и тенденция эта, скорее всего, сохранится и в будущем.
Хотите рассказать о собственном опыте в выборе, монтаже, эксплуатации индукционного котла? Располагаете полезной информацией по теме, которой стоит поделиться с посетителями сайта. Пишите, пожалуйста комментарии, публикуйте фото, задавайте вопросы в находящейся ниже блок-форме.