Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Устройство индукционного электрического котла

В индукционных котлах использован тот факт, что металлический сердечник, помещенный внутрь катушки индуктивности,  быстро нагревается до высоких температур за счет наведенных токов Фуко. Нагревательный элемент таких агрегатов представляет собой мощную индуктивную катушку, которая герметично запаяна в массивный корпус из металла, являющийся одновременно и сердечником.

  • Вихревые индукционные нагреватели ВИН (Vin). Перед подачей на первичную обмотку катушки индуктивности ток сети 50Гц преобразуется в высокочастотный. Таким образом достигается усиление магнитной напряженности и наводимых токов Фуко, повышается температура нагрева. В таких котлах из ферромагнитных сплавов изготавливают не только вторичную обмотку, но и корпус, что увеличивает площадь нагрева и позволяет нагревать теплоноситель быстрее.
  • Индукционный котел отопления Sav.  Котлы этого типа в качестве теплообменника используют вторичную обмотку, которая выполняется в виде лабиринта с толстыми стенками (для увеличения площади теплоотдачи и лучшего нагрева теплоносителя). Так как проводник находится в переменном поле, катушка дополнительно генерирует реактивную мощность.

Индукционный котел – это электрический нагреватель, способный вырабатывать тепло и обогревать помещение благодаря электромагнитной индукции. Для этого внутри прибора есть катушка и сердечник. При прохождении электрического тока появляется электромагнитное поле. В результате образуются токи, нагревающие сердечник, энергия от которых отдается теплоносителю. Его принцип действия схож с индукционным теплым полом.

Индукционный котел состоит из двух частей. В первой, где находятся сердечник и катушка индуктивности, происходит образование магнитного поля. Во второй части расположен теплообменник с теплоносителем, в роли которого выступает обычная вода или другая жидкость в зависимости от модели котла. Какое именно топливо нужно, можно посмотреть в документации к прибору.

В схеме отопления таких приборов всегда есть закрытый контур. В монтажную схему входит также емкость для избытка воды, который появляется от теплового расширения. Образовавшуюся жидкость затем сливают.

В основе конструкции индукционного электрического котла лежит сердечник, на который намотана обмотка. Витки изолированы друг от друга специальным составом, не разрушающимся при циклическом нагреве и охлаждении.

Внутри катушки расположен теплообменник, который нагревается при подключении питания. Вокруг них установлен герметичный металлический кожух, а пространство между деталями заполнено рабочей жидкостью. Кабели питания выведены из корпуса через изолированные герметичные рукава.

Принцип действия оборудования основан на возникновении токов Фуко, повышающих температуру теплообменника. Они генерируются при подаче рабочего напряжения на катушку.

Управление работой выполняется микропроцессорным блоком. Поддерживаются автоматические выключатели, отсекающие питание при выходе рабочих параметров за допустимые пределы.

Что важнее: стоимость приобретения или стоимость владения?

Стоят индукционные котлы отопления в 2 раза дороже тэновых котлов. Несмотря на то, что они качественно ниже, как мы увидели из критического разбора их так называемых «преимуществ».

Весят тоже в 2 раза больше тэновых котлов, имеют большие громоздкие габариты, и вся электронная начинка находится снаружи. В то время, как в тэновых котлах она спрятана в самом котле. А здесь есть дополнительная коробка, которую иногда негде разместить, особенно, когда речь идёт об очень небольшом помещении для котельной.

В индукционных котлах нет автоматического выбора мощности, то есть только тэновый котёл может сам выбирать на какой мощности ему надо в данный момент работать.

При индукционном отоплении дома постоянно будут скачки напряжения и перенагрузка, а в тэновых котлах очень тихо работает реле. И Вы его сможете заметить лишь, как тихие щелчки, находясь рядом с работающим котлом.

Ещё в индукционных котлах полностью отсутствует термозащита по перегреву и по замерзанию, имеющаяся в тэновых котлах.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

В индукционных котлах отопления нет датчиков низкого давления воды. Там нет индикации ошибок, которые позволяют точно установить неисправность, из-за которой он встал (на дисплее тэнового котла будет моргать соответствующий показатель).

Но самое главное, чего нет в индукционных котлах, это возможность подключения бойлера! 

В отличие от стран с давними рыночными традициями, в России еще слабо распространена практика расчета полных расходов на приобретение и эксплуатацию оборудования в течение всего срока его службы. В какой-то степени это связано с экономической неопределенностью и коротким горизонтом планирования на отечественных предприятиях.

Большинство компаний живет сегодняшним днем, ограничиваясь планами на ближайший финансовый год. Поэтому главным критерием при выборе оборудования, зачастую, является стоимость его приобретения. Остальные потребительские свойства продукта оказываются на второстепенных ролях: «что с того, что этот нагреватель работает в 10 раз дольше?

Кто знает, что с нами будет через год? Может разоримся или я тут работать не буду. Зачем переплачивать?!». К сожалению, такая «аргументация» часто всплывает, когда обсуждаются вопросы выделения средств на то или иное, достаточно дорогое, оборудование. В результате принимаются неверные или недальновидные решения.

В странах с развитой экономикой такие вопросы возникнуть не могут в принципе, особенно в отношении оборудования, от которого зависит жизнедеятельность предприятия. Справедливости ради надо отметить, что и многие наши специалисты и руководители практикуют в своей работе взвешенный подход: в расчет принимается не только цена приобретения, но и те расходы, которые возникнут в процессе эксплуатации в течение длительного срока (в идеале – в течение всего срока службы оборудования).

Не стоит думать, что это бюджетное средство отопления. Индукционный электрический котел хоть и обладает достаточно большим КПД, но это никак не сказывается на обслуживании.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Основным минусом такой системы, как ни странно, является электричество, которое он потребляет.

Чтобы понять масштаб проблемы, нужно немного знать физику, которая доказала, что для получения определенного количества энергии, нужно затратить ее столько же или больше.

Это значит, что один киловатт тепла будет преобразован из одного киловатта электричества, цены на которое постоянно растут.

Специфика применения в отопительном контуре

Приборы предназначены для установки в системе с принудительной циркуляцией, поэтому в схеме всегда имеется циркуляционный насос. Для управления используются элементы автоматизации – датчики температуры, терморегуляторы и другие устройства, обеспечивающие работоспособность и безопасность.

В зависимости от мощности котел может подключаться к сети 220 В или 380 В. Подсоединение может быть однофазный и трехфазным. Необходимо также правильно подобрать сечение проводов по нагрузке, чтобы котел работал правильно. На мощные приборы дополнительно ставятся индивидуальные средства защиты.

Эксплуатация элекрокотлов: четвертый год

Итак, помимо стоимости приобретения, мы договорились принимать в расчет стоимость эксплуатации, следовательно, анализировать будем следующие расходы:

  1. Стоимость приобретения – единовременные затраты
  2. Средний расход электроэнергии в течение года
  3. Тариф на электроэнергию
  4. Стоимость расходных материалов
  5. Трудозатраты на эксплуатацию
  6. Риски
Первый год Индукционный нагреватель ТЭНовый котел
Стоимость приобретения 145 000 40 000
Страховой запас1 ТЭН (2 шт.) 4 000
Отопительный период2, сут. 200 200
Время непрерывной работы3, час/сут. 10 10
Энерготариф 2,8 2,8
Расходы на электроэнергию, руб/сезон 50×200×10×2,8=280 000 50×200×10×2,8=280 000
Риск аварии4
Затраты на расходные материалы, руб.
Трудозатраты на эксплуатацию5
Полные расходы к концу периода 145 000 280 000=425 000 40 000 4 000 280 000=324 000

1Запас сменных элементов создавать не обязательно, однако это грозит, в случае аварийного выхода ТЭН из строя, снижением расчетной мощности оборудования, поэтому большинство эксплуатантов тэновых котлов создают запас ТЭН. И правильно делают!

2В России существуют разные климатические зоны, соответственно, и продолжительность отопительного периода различна – от 148 суток (в Майкопе) до 311 (в Анадыре). Мы используем среднюю цифру в 200 суток (примерно широта Липецка или Тамбова).

3Если нагреватель работает непрерывно в течение сезона, значит оборудование подобрано неправильно. Обычно оборудование подбирается таким образом, чтобы работать, в среднем, в течение 8-10 часов в сутки

4Аварией считается выход нагревательного элемента из строя, либо снижение его мощности более чем на 50%. Срок службы ТЭН составляет около 5 000 часов. Однако есть вероятность, что он прослужит меньше или дольше положенного срока. Вариант «меньше» мы рассматривать не будем: допустим, брака не допустили ни производитель ТЭНового котла, ни производитель индукционного. И в первый год (2 000 часов наработки) ни один ТЭН не перегорел.

5Совсем без трудозатрат не обойтись: специалист-энергетик так или иначе должен проводить профилактические работы и контролировать работу оборудования, однако, поскольку выходов из строя оборудования не было, будем считать, что расходы на эксплуатацию в первый год у двух видов электрокотлов примерно равны и не будем принимать их в расчет.

Предлагаем ознакомиться  Пеллетный котел не набирает заданную температуру

В результате, первый год эксплуатации завершился с убедительным превосходством тенового электрокота. Расходы на него, с учетом покупки оборудования, почти на четверть ниже. Можно праздновать победу? Рановато. Оборудование покупалось не на один сезон – посмотрим, что будет дальше.

Пока не очень явно, но начинают происходить изменения. Из-за высокой температуры поверхности нагревательных элементов ТЭНового котла происходит кипение воды в пограничном слое и неизбежно откладывается накипь. Микронной толщины она даже не видна невооруженному глазу, однако даже такая накипь существенно снижает теплопередачу, из-за чего падает теплосъем.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

ТЭН греется сильнее, а вода, наоборот, нагревается хуже. По разным оценкам, эффективность теплопередачи ТЭНового котла уже в первый год эксплуатации может упасть на 20%. Постараемся быть предельно объективными и посчитаем этот показатель равным 10%, причем только со второго года эксплуатации. В реальных условиях это будет означать, что нагреватель вынужден будет работать на 10% времени дольше, чем абсолютно новый, чтобы произвести необходимое количество тепловой энергии.

У индукционного нагревателя подобных проблем нет: развитая площадь теплообмена теплообменного устройства и небольшой перепад температур между теплоносителем и теплообменником (всего 10-20°С) не создают условий для отложения накипи. Кроме того, в индукционном нагревателе происходит естественное омагничивание воды, что также повышает его устойчивость к накипеобразованию. Падения мощности не происходит.

Помимо этого, ТЭНы уже отработали под 4000 часов и близки к истечению своего гарантийного срока эксплуатации. Вероятность того, что один из элементов потребует замены уже в течение второго сезона, невелика – примем ее равной 10%. То есть из десяти ТЭН один придется заменить. Цена ТЭНа кажется незначительной – около 2000 руб. Однако электрику придется поработать с установкой, и начинают свой отсчет трудозатраты.

Второй год Индукционный нагреватель ТЭНовый котел
Отопительный период, сут. 200 200
Время непрерывной работы, час/сут. 10 11
Энерготариф 2,8 2,8
Расходы на электроэнергию, руб/сезон 50×200×10×2,8=280 000 50×200×11×2,8=308 000
Риск аварии 10
Затраты на расходные материалы, руб. 2 000 (замена 1 ТЭН)
Трудозатраты на эксплуатацию* 190
Текущие расходы за период 280 000 308 000 2 000 190=310 190
Полные расходы нарастающим итогом 425 000 280 000=705 000 324 000 310 190=634 190

*Время на замену ТЭН примем равными 1 час (хотя в реальности этот показатель может сильно отличаться в большую сторону). Мы предусмотрительно создали запас ТЭНов, поэтому время тратится только на замену. При з/п электрика 30000 руб./мес. расходы на замену одного ТЭН составят всего около 190 руб. Если работать будет сторонний специалист – то примерно в 10 раз дороже.

Как видим, по окончании второго года эксплуатации ТЭНовый котел оказывается выгоднее индукционного, хотя уже и не с таким убедительным отрывом: разница в расходах всего около 10%. При этом тэновый нагреватель начинает привлекать к себе лишнее внимание. Сколько потребуется этого внимания – зависит и от качества самого котла, и от условий эксплуатации, и от качества подготовки теплоносителя.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Изменения, которые начались в конце первого года эксплуатации, начинают прогрессировать. Накипи все больше, хотя ее, по-прежнему, не видно невооруженным взглядом, да и противонакипным средством систему летом промыли. Однако конструкция ТЭН такова, что падение мощности происходит не только из-за отложения накипи, но и в течение всего срока его службы.

В индукционном электрокотле изменений немного. Ему в летний период для профилактики также промыли теплообменник и его энергетические характеристики остались неизменными.

Третий год Индукционный нагреватель ТЭНовый котел
Отопительный период, сут. 200 200
Время непрерывной работы, час/сут. 10 12,65
Энерготариф 2,8 2,8
Расходы на электроэнергию, руб/сезон 50×200×10×2,8=280 000 50×200×12,65×2,8=354 200
Риск аварии 30
Затраты на расходные материалы, руб. 6 000 (замена 3 ТЭН)
Трудозатраты на эксплуатацию* 570
Текущие расходы за период 280 000 354 200 6 000 570=360 770
Полные расходы нарастающим итогом 705 000 280 000=985 000 634 190 360 770=994 960

И вот к концу третьего отопительного сезона чаша весов качнулась в пользу индукционного котла. Мало того, что по затратам индуктивно-кондуктивный агрегат стал выгоднее, но и теновый начал постоянно отвлекать на себя внимание: забот с ним заметно прибавилось.

В хозяйстве нашего предприятия – без особых изменений. Уже привыкли к тому, что в сезон надо регулярно отслеживать работу ТЭНового котла. Даже установили на него систему GSM-контроля. Но эти расходы мы не будем учитывать: договорились ведь, что оцениваем «чистый котелок» без обвязки.

Продолжает снижаться теплопроизводительность, причем сразу на 20%. Сказывается то, что работают старые ТЭНы. Их надежность обманчива: работать-то работают, но мощности не выдают. Как говорится, и выкинуть жалко, но и оставить – себе дороже.

К концу 4-го года эксплуатации пришлось поменять почти все ТЭНы, которые когда-то были новыми. Все-таки некоторые из них честно «отпахали» по 10 тыс. часов – великолепный показатель.

На индукционном нагревателе можно разве что пыль стереть – больше ровным счетом ничего.

Четвертый год Индукционный нагреватель ТЭНовый котел
Отопительный период, сут. 200 200
Время непрерывной работы, час/сут. 10 15,18
Энерготариф 2,8 2,8
Расходы на электроэнергию, руб/сезон 50×200×10×2,8=280 000 50×200×15,18×2,8=425 040
Риск аварии 50
Затраты на расходные материалы, руб. 10 000 (замена 5 ТЭН)
Трудозатраты на эксплуатацию* 950
Текущие расходы за период 280 000 425 040 10 000 950=435 990
Полные расходы нарастающим итогом 985 000 280 000=1 265 000 994 960 435 990=1 430 950

К исходу четвертого года эксплуатации, индукционный нагреватель уже абсолютно уверенно лидирует в нашем соревновании, реально экономя средства предприятия, причем не только денежные, но и временные, и человеческие.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Про теновый котел можно сказать только одно: если так и дальше пойдет, то электрик будет заниматься только им и придется нанимать еще одного для работы с остальной техникой…

Кажется, наконец-то, вошли в рабочий режим с ТЭНовым котлом: все стало более ритмичным и обыденным. Да, приходится больше платить за электроэнергию, да, приходится покупать ТЭНы, да, начинают выходить из строя недавно замененные элементы (качество, что ли, падает?) да был неприятный случай, когда некачественный ТЭН пробило и напряжение «пошло» в систему. Хорошо, что в самом начале заземлили нагреватель, а то не миновать беды…

Вообще, хорошо, что у нас всего 50-киловаттный нагреватель. А если бы было 350? 7 раз по 50! Это ж сколько там ТЭНов, и на сколько бы увеличились все наши заботы и расходы?

Индукционный нагреватель гудит потихоньку. Все-таки, «родной брат» трансформатора. Кажется, что стал гудеть немного сильнее. Хотя, это, пожалуй, только кажется – просто придраться больше не к чему.

Пятый год Индукционный нагреватель ТЭНовый котел
Отопительный период, сут. 200 200
Время непрерывной работы, час/сут. 10 15,18
Энерготариф 2,8 2,8
Расходы на электроэнергию, руб/сезон 50×200×10×2,8=280 000 50×200×15,18×2,8=425 040
Риск аварии 50
Затраты на расходные материалы, руб. 10 000 (замена 5 ТЭН)
Трудозатраты на эксплуатацию* 950
Текущие расходы за период 280 000 425 040 10 000 950=435 990
Полные расходы нарастающим итогом 1 265 000 280 000=1 545 000 994 960 435 990=1 430 950

Разновидности индукционных котлов

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Кожуховый котел

Принцип действия всех индукционных котлов одинаков. Они различаются лишь по конструктивному исполнению. Выделяют 4 вида – кожуховые приборы, с объемным и трубчатым теплообменником, а также инверторные.

Кожуховый котел

В конструкции такого устройства имеется кожух в форме цилиндра. В него помещена катушка индуктивности. Внутри и снаружи происходит теплообмен. Жидкость поступает в патрубок, проходит через теплообменник, нагревается и переходит в отопительный контур.

Производством кожуховых приборов в России занимается бренд НПК «ИНЭРА», известный также под названием SAV.

Второе название моделей – индуктивно-кондуктивный. Имеет цилиндрический корпус, выполненный из металла, в котором расположена катушка с ферромагнитным стержнем. Он выполняет функции теплообменника.

Изготовлением занимается завод «Альтернативная энергия». Представлены серией ВИН.

Это классические индукционные котлы, у которых теплообменник выполняется в виде набора труб. Они огибают катушку. Считаются первой разновидностью таких устройств, появившихся в продаже.

Котел с инвертором

В нагревателях с инвертором постоянный ток от аккумулятора преобразуется в переменный высокочастотный. Затем полученный ток переходит на катушку индуктивности. Подобное решение позволяет получить вихревые токи, которые генерируют тепло в случае отсутствия электропитания от сети.

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.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

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.

Установка инвертора в схему с индукционными котлами

Использование инвертора в схеме с индукционными котлами позволяет стабилизировать поставку питания электрооборудованию и защитить его от перепадов напряжения в сети

Условия расчетов

Сравнивать будем в текущих усредненных ценах, без учета инфляции и региональной привязки, поскольку если вводить эти данные, то расчеты значительно усложнятся: в каждом регионе свое тарифообразование, а официальная величина инфляции мало связана с уровнем ежегодного роста тарифов на электроэнергию, поэтому данные факторы мы опустим.

Характеристики отапливаемого объекта нас особо не интересуют: если на обогрев помещения требуется 50 кВт энергии (или 43000 ккал), то не важно, какой мы выберем нагреватель – ТЭНовый или индукционный – для поддержания нужной температуры они должны выдавать одинаковое количество тепла. Можно лишь для сказать, что котел мощностью 50 кВт может ориентировочно отопить объект общей площадью около 600 м2 с высотой потолков 3 м (ответственные поставщики котлов никогда не будут рекомендовать свое оборудование без оценки объекта, где будет работать оборудование и всегда предложат провести расчет по конкретным характеристикам объекта).

Особенности

Оборудование с индукторным нагревателем предназначено для работы в замкнутой системе отопления. В конструкции предусматривается герметичный расширительный резервуар (мембранный бак), в который уходит расширяющаяся при нагреве жидкость. Для циркуляции теплоносителя устанавливается электрическая помпа; конвекционный способ переноса нагретой жидкости не используется (из-за интенсивного прогрева раствора теплообменником).

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Схема подключения

В комплектации к индукционному электрокотлу отопления прилагается паспорт с чертежом и подробным описанием способа подключения, характеристик и условий эксплуатации. Рекомендуется заниматься установкой специалистам, знакомым с подключением котлов. При недочетах во время монтажа нагреватель может быть снят с гарантии. Если нет уверенности в своих силах, следует обратиться к сантехнику.

Принцип действия котельного оборудования индукционного типа

Обогреватель может встраиваться в существующую систему отопления в качестве основного или дополнительного прибора. Место монтажа выбирается заранее с учетом эксплуатационных характеристик конкретного устройства.

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.

Принцип действия котельного оборудования индукционного типа

Индукционный котел отопления представляет собой сложный многокомпонентный агрегат. Чтобы лучше понять принцип работы индукционного прибора, стоит вспомнить школьный курс физики

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.

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.

Блок управления в комлекте с индукционным котлом

Индукционные котлы поставляются в комплекте с выносным блоком управления, предназначенным для автоматизации работы отопительного оборудования

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.

Схема отопления с индукционным котлом

В схему сборки отопительной системы с индукционным котлом обязательно включают расширительный бачок и группу безопасности, предотвращающую превышение давления в замкнутом контуре

электрический котел

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.

Движение теплоносителя в индукционном котле

Индукционный котел в разрезе с указанием направления движения теплоносителя. В холодном состоянии теплоноситель поступает через нижний патрубок и после нагрева подается через верхний патрубок в систему отопления

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.

GSM модули для управления индукционным котлом

Опционно индукционные котлы отопления снабжаются GSM-модулями для контроля температуры в помещении и управления через смартфон из любой точки мира, где имеется интернет. Возвращаясь из отпуска или командировки, можно заранее включить систему отопления и подготовить дом к приезду

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.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

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.

Подключение индукционного котла

Сечение кабеля, применяемого для подключения индукционного котла, рассчитывают, исходя из мощности оборудования. Электропроводку прокладывают в кабель-каналах или в гофре

Многие производители заявляют об иновационности данной технологии, и новом взгляде на отопление.

На самом деле, данный эффект был открыт уже в 19 веке, и существует множество сведений об умельцах, создавших индукционный котел своими руками.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ индукционных котлов – компактность и пожарная безопасность

Обогреватели получили большую популярность благодаря своим положительным свойствам. Индукционные приборы отличаются безопасностью, в том числе пожарной, простотой установки и эксплуатации, а также высокой степенью обогрева помещения.

К основным плюсам электрокотла можно отнести:

  • Высокий КПД. Выше, чем у других электрических котлов. Достигает 98-99%. Теплоноситель нагревается примерно за 7-10 минут.
  • Постоянство энергетических характеристик.
  • Минимальные требования к теплоносителю. В его роли может выступать обычная вода.
  • Надежность работы. Конструкция простая, без сложных составных частей. Установленные датчики позволяют быстро найти и устранить проблемы.
  • Длительный срок службы. Приборы без уменьшения мощности способны проработать в течение 30 сезонов.
  • Возможность автономной работы.
  • Несложный монтаж. Выполнить установку по инструкции можно самостоятельно.
  • Широкий ассортимент. Можно найти приборы для обогрева небольшого дома или для здания с большой площадью. Индукционный электрический котел можно подобрать для дачи, квартиры, магазина, складов.
  • Автоматизация процессов. Устройство включается и выключается автоматически, человек своими руками лишь настраивает и выбирает режимы.
  • Теплоноситель нагревается до 95°С.
  • Безопасность работы.
  • Не требуется постоянное сервисное обслуживание. Это позволяет сэкономить средства.
  • Небольшие размеры. Может устанавливаться даже в маленьком помещении.
  • Неприхотлив в обслуживании. Не нужно чистить трубы, как в других видах нагревателей, а также удалять накипь с ТЭНа.
Предлагаем ознакомиться  Выбор и монтаж дымохода для твердотопливного котла

Недостатки:

  • Высокая стоимость самого котла. Связана с применением дорогостоящих материалов и сложностью производственного процесса.
  • Большой вес. Из-за наличия стальных деталей масса некоторых моделей достигает 40 кг.
  • Шумная работа. Можно устранить, используя шумопоглощающие прокладки.

Идеальных технических решений пока не существует. Даже самое совершенное оборудование имеет свои недостатки и индукционный котёл отопления – не исключение.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

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.

Рекомендации по выбору

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Зависимость тепловой мощности от площади помещения

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

При выборе любого электрического устройства основными критериями будут нагрузка и свойства самого прибора. От них зависит, как котел будет греть и сколько в месяц нужно платить за электричество. На обогрев 10 кв.м. с высотой потолка до 3 метров необходимо 1 кВт энергии. По этим значениям просчитывается необходимая нагрузка для обогревателя.

При выборе необходимо учитывать индивидуальные особенности самого помещения. Наличие утепления, материал стен влияют на характеристики выбираемого котла. Если не учесть эти параметры, владелец будет переплачивать за потраченную впустую мощность либо мерзнуть от недостатка тепла в доме.

Нужно обратить внимание на коэффициент мощности. По этому показателю можно определить, какое количество электроэнергии тратится на нагревание теплоносителя и сколько на создание магнитного поля. Его значение лежит в диапазоне от 0 до 1. Оптимальный показатель составляет 0,97-0,98 кВА. В таком случае практически вся энергия идет на нагрев жидкости, нет финансовых затрат на неиспользованное электричество.

Производством индукционных электрических котлов занимаются многие известные бренды. Качественные изделия можно найти у отечественных и у зарубежных производителей.

Принцип работы

Индукционный котел для отопления частного дома или квартиры использует принцип электромагнитной индукции.

Если свести его к понятному определению, то выходит следующее: электрический ток, проходящий через катушку, нагревает железные детали, находящиеся в непосредственной близости.

Этот эффект позволяет практически без потерь, так как расход происходит только при непосредственном нагревании, преобразовывать электрическую энергию в тепловую.

Большим достоинством данной технологии является безопасность. В системе не предусмотрена возможность появления огня.

Срок службы

Расписывать все последующие годы эксплуатации не имеет смысла: алгоритм уже понятен. Скажем так, примерно с середины 3-го года эксплуатации ТЭНовый котел уверенно отрывается от индукционного по стоимости владения. И с каждым годом эти расходы будут только расти.

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Надо сказать, что мы рассмотрели один из самых пессимистичных прогнозов для индукционного нагревателя – мы максимально дипломатично обошлись с ТЭНовыми котлами, поскольку на самом деле:

  • Редко бывает так, чтобы ТЭН служил дольше 7 000 часов в системе водяного отопления (мы посчитали работу некоторых ТЭН больше 10 тыс. часов!).
  • Падение мощности поработавшего некоторое время ТЭНового котла может составить до 20% от номинального уже в первый год эксплуатации. Мы посчитали, что в первый год падения не было совсем, и только на следующий год это произошло. И то всего на 10%.
  • Мы посчитали, что в нашем штате уже есть нужный специалист-энергетик, который обладает достаточной квалификацией, чтобы быстро заменить ТЭН, причем он не болеет, не ходит в отпуск и сидит можно сказать с ТЭНом и гаечным ключом в руках, готовый броситься по первому зову на ремонт… У вас так бывает? А если предприятие будет пользоваться услугами стороннего специалиста, расходы по статье «замена» вырастут минимум в 10 раз.
  • Мы почти не затронули тему различий в электрической безопасности котлов, а они тоже имеют финансовое измерение. 2 класс электробезопасности у индукционного котла (т.е. риска поражения электрическим током фактически нет) и 1 класс электробезопасности у ТЭНов и риск утечки напряжения через воду в систему теплоснабжения (конечно, есть автоматическая защита и заземление, но факт остается фактом – риски выше).

Срок службы ТЭНового котла, несмотря на постоянную замену нагревательных элементов, едва ли перевалит за 10 лет. Индукционный котел может проработать до 100 000 часов, потому что по своей сути это – «сухой» трансформатор, срок эксплуатации которого закончится только тогда, когда пропитка обмоток его катушек окончательно постареет и рассыплется в труху. Но случится это как раз не раньше чем через 30 лет (подробнее об этом – в нашей статье Срок службы – 30 лет?!)!

В отзывах об индукционных котлах многие заявляют, что так как в системе нет подвижных частей, достаточно обеспечить систему качественной электроникой для долгих лет службы.

С одной стороны это верное замечание, нагревательная спираль, чаще всего сделанная из меди может работать в течение десятилетий без замены.

Но не стоит забывать о стальном сердечнике, который постоянно нагревается и остывает.

Конечно, так как система находится в одном месте неподвижно, и в ней нет перемещающихся частей и огня, она довольно долговечна.

Но нужно понимать, что только качественная электронная начинка не будет выходить из строя долгое время.

Выводы

В самом худшем случае, когда все складывается не в пользу индукционного электронагревателя, его приобретение все равно станет более выгодным по истечении трех лет эксплуатации. На практике этот срок может наступить гораздо раньше. И чем выше будет потребность предприятия в электронагреве, и чем более мощными будут установки, тем более выгодным будет приобретение индукционных электрокотлов, потому что свои расчеты мы строили на сравнении 50-ти киловаттного оборудования и нетрудно представить, насколько велика будет разница для, скажем, 500-киловаттного электрокотла.

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».

Индукционный котел отопления: принцип действия и обзор

Неоспоримым фактом остается постоянный рост спроса на такое оборудование, и тенденция эта, скорее всего, сохранится и в будущем.

P.S. или ответ тем, кто любит считать NPV

Есть специалисты (как правило, с экономическим образованием) которые могли бы сказать: “Все это ерунда! Автор приводит цифры, которые далеки от реальной экономики – он приводит голые цифры, а в реальности надо считать как минимум еще NPV (чистую приведенную стоимость), и тогда вся картина может оказаться совсем не такой радужной!”

Такие аргументы выглядят железными. Но только до того момента, пока мы не возьмем и не посчитаем этот страшный NPV. Говоря по-простому, можно посчитать, сколько бы мы заработали, если бы у нас была сумма 145 000 руб. и мы могли бы купить индукционный электрокотел, но решили сэкономить и купили теновый за 40 000.

А сэкономленные деньги (105 000 руб.) положили бы в банк под процент, да еще и заработали бы на этом. Каждый год мы бы «наваривали» около 10% (на самом деле, скорее всего даже еще меньше). К исходу 5-го года мы могли бы снять из банка 169 100 руб. Т.е. получили бы дополнительно больше 60 тыс. прибыли.

Собственноручная система

Цена на индукционные котлы, вследствие заявленной инновационности большого количества электронного оборудования, может натолкнуть хозяина дома на изготовление установки самостоятельно.

Уже сто лет назад, умельцам удавалось обеспечить отопление таким образом. Но это были скорее экспериментальные установки, так как электричество еще не было так общедоступно.

Чтобы собрать собственную индукционную установку нужно:

  • Источник энергии. Для этих целей не подойдет обычная розетка, так как напряжение и частота в ней не соответствует желательной. Или потребуется дополнительный преобразователь.
  • Медная труба или толстая проволока. Медь является идеальным материалом для электрической и тепловой промышленности. Благодаря своим химическим и физическим свойствам удается избежать лишних потерь и чрезмерного нагрева.
  • Стальной сердечник. Это должен быть материал, сильно реагирующий на магнитное поле.
  • Контур с теплоносителем. Система труб с водой или специальными составами.

Это достаточно простая система. Достаточно подключить катушку к источнику переменного тока, а через нее пропустить трубы с теплоносителем, в котором плавает сердечник.

При прохождении электричества через медную катушку, сердечник будет производить тепло и отдавать его теплоносителю. Остается обеспечить циркуляцию в контуре.

Супер отопление
Adblock detector