Вихревой индукционный нагреватель вин. Индукционный котел для отопления: правда и мифы Внутреннее устройство и принцип действия

При устройстве качественной системы отопления, предназначенной для обогрева небольших по площади отдельно стоящих павильонов, гаражей, боксов, ангаров и других промышленных помещений нередко возникает ряд трудностей – высокая стоимость первоначальных вложений, которая вовсе исключает устройство «капитальной» системы, сложность обслуживания системы отопления и т.д. Одним из наиболее простых и оптимальных решений можно считать установку вихревого индукционного нагревателя, эффективно справляющегося с вопросами обогрева помещений.

Вихревые индукционные нагреватели «ВИН» применяются при устройстве приточной вентиляции, организации горячего водоснабжения и, собственно, в индукционных системах отопления. Основное отличие от котлов на традиционном топливе состоит в том, что им не требуется сырье для работы, они безопасны для эксплуатации и не имеют вредных выбросов.

Устройство системы отопления с использованием индукционных котлов обладает рядом достоинств:

• Нет необходимости в складировании топлива;
• Не нужно утилизировать отходы;
• Отсутствует необходимость в обслуживающем персонале.

Если провести аналогию между газовыми и индукционными котлами, то последние не только обойдутся дешевле, но и избавят от множества хлопот, связанных с оформлением документов в газовых службах. Создание вихревого индукционного нагревателя существенно расширило сферу использования электронагревателей, которые эксплуатируют не только на промышленных предприятиях, но и в случае организации отопления и горячего водоснабжения частных домов. ВИН имеют довольно продолжительный срок работы, что снижает эксплуатационные расходы из-за отсутствия межсезонного и ежегодного обслуживания систем отопления.

Компактные размеры котла позволяют эффективно использовать площадь помещения, данный тип оборудования характеризуется не только своей высокой надежностью, но и простотой монтажных работ, обслуживания и эксплуатации.

Разница между нагревателем с ТЭНом

Каждый знает, что разогрев спирали ТЭНа возможен при достижении температуры 750°C, которая делает данное оборудование пожароопасным. Ресурс ТЭНовых нагревателей не превышает 9 тысяч часов, при использовании в системе отопления неочищенной воды велика вероятность образования накипи, что может снизить срок службы нагревателя до 1 – 1,5 тысяч часов и привести к снижению КПД до 45-45%.

Вихревые индукционные котлы обеспечивают нагрев теплоносителя до температуры 115°C, при этом температура самого индуктора не превышает 140-150°C. При непрямом нагреве ВИН не снижает своей эффективности, его КПД в процессе эксплуатации остается постоянным – близким к 99%.

Еще одним неоспоримым преимуществом вихревых индукционных котлов является возможность использования практически любой жидкости в качестве теплоносителя, которую можно менять не чаще 1 раза в 10 лет:

• Вода;
• Масло;
• Глицерин;
• Антифриз.

Что касается рабочего ресурса электрического ВИН, то он определяется стойкостью теплообменника по отношению к теплоносителю, обычно этот показатель бывает не ниже 30 лет.

Принцип работы и схема монтажа

Принцип работы ВИН основан на использовании электромагнитного устройства, обеспечивающего нагрев теплообменника в виде трубы, от которого тепло передается теплоносителю. Непосредственно нагреватель состоит из теплообменного устройства, магнитопровода и первичных катушек.

Отсутствие перегрева на протяжении длительной эксплуатации обеспечивается соответствующими параметрами теплообменного устройства, катушки и сердечника. Срок службы индукционного нагревателя напрямую зависит не только от качества теплоносителя, но и от качества изоляции в области обмоточного провода. Как правило, роль изоляции выполняет компаунд «Монолит», использование которого гарантирует оборудованию присвоение класса нагревостойкости «Н», при котором температура нагрева находится в пределах 180-185°C.

Возле каждой из катушек, через которые течет переменный ток, образуется магнитное поле. Попадая в зону действия поля любой электропроводящий материал способствует появлению индукционных токов, обеспечивающих разогрев данного материала.

Если в зоне действия поля окажется ферромагнитный материал, то из-за постоянного перемагничивания он приведет к перегреву.

Форма индуктора и труб, а также конструктивные размеры котла подбираются так, чтобы образующаяся вокруг индуктора в трубах энергия находилась в равновесии с энергией, возникающей из-за перемагничивания данных труб. Это способствует увеличению коэффициента мощности, а, вместе с ним, и КПД вихревого индукционного нагревателя.

Схема монтажа вихревого индукционного нагревателя: 1. Циркуляционный насос 2. Батареи 3. ВИН 4. Мембранный бак 5. Пульт управления 6. Краны

Основные особенности автоматического управления индукционными нагревателями сводятся к следующему:

• Все вихревые индукционные нагреватели оснащены автоматической системой управления, позволяющей устанавливать контроль и программировать работу нагревателя
• Для монтажа и обслуживания ВИН не нужен высококвалифицированный персонал
• Нагреватель можно подключить к действующей системе горячего водоснабжения или отопления
• Эксплуатация вихревого нагревателя позволяет каждому пользователю не только автоматизировать процесс, но и обеспечить независимость в получении из внешних источников горячей воды и тепла
• Индукционный котел не вызывает шума во время работы

Все эти очевидные достоинства позволили вихревому индукционному нагревателю стать популярным среди оборудования, предназначенного для организации отопления и горячего водоснабжения отдельно стоящих построек.

Приняв решение обогревать свой дом с помощью электроэнергии либо установить дополнительный электрический источник тепла, домовладельцы задаются вопросом, - отопитель какого типа задействовать? Здесь выбор невелик, на рынке предлагаются электрические теплогенераторы трех типов: ТЭНовые, электродные и вихревые (индукционные). Последние представляют наибольший интерес, поскольку декларируются производителями в качестве нового и самого экономичного оборудования. Появились индукционные котлы сравнительно недавно, поэтому стоит изучить их подробнее.

Устройство вихревого индукционного котла

В действительности данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счет которой функционируют электрические индукционные котлы отопления, открыто М. Фарадеем в далеком 1831 году. Просто благодаря современным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водогрейных установках относительно недавно.

Нагревание воды происходит за счет вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Образуются они под воздействием переменного электрического поля, создаваемого витками катушки переменным током частотой 50 Гц. Сердечник выполнен в форме трубы, через нее и протекает теплоноситель при нагреве. По сути, аппарат представляет собой индукционный преобразователь электрической энергии в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого выполнена катушка, количество витков и размеры сердечника рассчитаны таким образом, чтобы нагревать воду до максимальной температуры 95 ºС и при этом не допустить перегрева обмотки.

Водонагреватели типа «ВИН»

Сердце агрегата – это катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода, и помещенная вертикально в цилиндрический корпус в виде сосуда. Внутрь катушки введен стержень из металла. Корпус сверху и снизу герметично закрыт приваренными крышками, наружу выведены клеммы для присоединения к электрической сети. Внутрь сосуда через нижний патрубок поступает холодный теплоноситель, которым заполняется все пространство внутри корпуса. Нагретая до необходимой температуры вода уходит в систему отопления через верхний патрубок.

В силу своей конструкции при подключении к сети теплогенератор постоянно работает на полную мощность, так как снабжать отопительную установку дополнительными устройствами регулировки напряжения нерационально. Гораздо проще использовать циклический подогрев и задействовать автоматику отключения / включения с датчиком температуры воды. Нужно только выставить необходимую температуру на дисплее выносного электронного блока и он будет производить нагрев теплоносителя до этой температуры, отключая водогрейный индукционный элемент при ее достижении. По истечении времени и остывании воды на несколько градусов автоматика снова включит нагрев, этот цикл будет повторяться постоянно.

Поскольку обмотка теплогенератора предусматривает однофазное подключение с напряжением питания 220 В, отопительные агрегаты индукционного типа не производятся с большой мощностью. Причина – слишком большая сила тока в цепи (свыше 50 ампер), под нее потребуется прокладка кабелей большого сечения, что само по себе очень дорого. Чтобы нарастить мощность, достаточно заключить три водогрейных установки в каскад и применить трехфазное присоединение с напряжением питания 380 В. К каждому аппарату каскада подключить отдельную фазу, на фото показан подобный пример работы индукционного отопления.

Конструктивные особенности нагревателей типа «Сибтехномаш»
Используя тот же эффект электромагнитной индукции, другое предприятие разрабатывает и производит водогрейные аппараты несколько иной конструкции, заслуживающей внимания. Дело в том, что электрическое поле, создаваемое многовитковой катушкой, имеет пространственную форму и распространяется от нее во все стороны. Если в агрегатах «ВИН» теплоноситель проходит внутри катушки, то устройство индукционного котла «Сибтехномаш» предусматривает спиралевидный теплообменник, находящийся снаружи обмотки, как показано на рисунке.

Обмотка создает вокруг себя переменное электрическое поле, вихревые токи нагревают витки трубы теплообменника, в которых движется вода. Катушки со змеевиками собраны в каскад по 3 штуки и прикреплены к общей раме. Подключение каждой из них осуществляется к отдельной фазе, напряжение питания — 380 В. Конструкция «Сибтехномаш» имеет несколько преимуществ:

• индукционные нагреватели имеют раздельную разборную конструкцию;
• в зоне действия электрического поля находится увеличенная площадь греющей поверхности и большее количество воды за счет спиральной схемы, что повышает скорость нагрева;
• трубопроводы теплообменника доступны для промывки и обслуживания.

Невзирая на отличия в конструкции теплогенератора, эффективность его работы составляет 98%, как и в нагревателях типа «ВИН», это значение КПД декларирует сам производитель. Долговечность агрегатов в том и другом случае определяется работоспособностью катушек, а точнее, сроком службы обмотки и электроизоляции, этот показатель заводы – изготовители устанавливают в пределах 30 лет.

Преимущества и недостатки

Реальные достоинства, которыми обладают индукционные котлы для отопления дома или производственного здания, заключаются в следующем:

1. Высокая, как и у всех водогрейных установок, эффективность работы, находящаяся в пределах 97-98%.
2. Долговечность, обусловленная отсутствием движущихся частей и простотой конструкции.
3. Малые габариты, позволяющие поместить отопительное оборудование в помещение любых размеров.
4. Высокая скорость нагрева теплоносителя и отсутствие инерции при его отключении.
5. Комфорт при эксплуатации, индукционный электрокотел не требует к себе постоянного внимания хозяина дома, а частота его обслуживания целиком зависит от качества применяемой в системе воды.

Вихревые нагреватели поставляются с комплектами автоматики управления, что дает возможность связать теплогенераторы с другими климатическими системами дома.

Нагреватель в разрезе

Есть у данного оборудования и недостатки. Главный из них – высокая стоимость, особенно у теплогенераторов типа «Сибтехномаш». Если использовать эти агрегаты для промышленных целей вполне приемлемо, то индукционное отопление частного дома может оказаться неоправданно дорогим.

Опыт практического использования вихревых нагревателей домовладельцами и обслуживающим персоналом сервисных компаний пока что не слишком обширен, но на данный момент существенных нареканий на оборудование нет.

Мифы об индукционных котлах

Один из самых популярных мифов создают торговые представители, продающие индукционные электрические котлы. Суть в том, что эти котлы якобы на 20-30% эффективнее прочих нагревательных электроустановок, особенно ТЭНовых. Данная информация не соответствует действительности, поскольку все теплогенераторы, преобразующие электроэнергию в тепло, работают с эффективностью не ниже 96% в соответствии с физическим законом сохранения энергии. Неоспоримым является лишь факт, что ТЭНы разогревают теплоноситель несколько дольше по причине своей многослойной структуры. Вольфрамовая спираль прогревает сначала кварцевый песок, потом материал трубки, а потом уже воду. При этом энергия никуда не теряется, а КПД ТЭНового агрегата составляет 98%, как и вихревого.

Пример системы отопления

Другой миф гласит о том, что индукционный электрический котел совсем не требует обслуживания, поскольку переменное магнитное поле не дает отложениям оседать на греющих элементах. Этот вопрос зависит от качества воды и накипь на сердечнике катушки появляется точно так же, как и в ТЭНовых нагревателях, если теплоноситель не обессолен. Поэтому хотя бы 1 раз в 2 года сам теплогенератор и система отопления должны проходить процедуру промывки.

Вопреки заверениям продавцов, водонагреватель нельзя ставить в любом помещении. Причины две: опасность поражения током и наличие электромагнитного поля вокруг аппарата. Его лучше поместить в техническом помещении с ограниченным доступом (котельной).

Заключение

Отопительные установки, использующие для нагрева вихревые токи, действительно обладают многими достоинствами, особенно среди них привлекают скорость нагрева, компактность и долговечность. Насколько эти преимущества оправдывают высокую стоимость изделия – решать придется каждому домовладельцу в индивидуальном порядке.

ОПИСАНИЕ КОТЛА ВИН

Вихревые индукционные котлы ВИН для систем отопления и горячего водоснабжения. Применяются в домах, таунхаусах, промышленных помещениях и т.д. где есть электричество.

Индукционные котлы набирают все большую популярность среди электро котлов. В сравнение с ТЭНовым котлом, вихревой индукционный котел не образует накипи, из-за отсутсвия соприкосновения теплоносителя с нагревательным элементом, тем самым он не теряет КПД на протяжение всего срока службы. В связи с этим он эконимчный и безопасный по сравнению ТЭНовыми котлами. Мощность котлов представленных на сайте до 20 кВт, но при необходимости мы можем предоставить котел с большим показателем мощности.

Работает котел на основе индукционного тока созданного в самом корпусе ВИНа, нагревая теплоноситель проходящий по трубе между стенок до нужной температуры.

Наша компания является прямым поставщиком и дилером завода Альтернативная Энергия в МОСКВЕ . Купить или заказать индукционный котел ВИН вы можете на сайте или позвонить нашим специалистам.

МОНТАЖ ОТОПЛЕНИЯ НА ИНДУКЦИОННОМ КОТЛЕ

Наша компания осуществляет установку котлов Вин и производит полный монтаж и обвязку системы отопления дома.

МОНТАЖ КОТЕЛЬНОЙ

• Установка индукционного нагревателя ВИН, подключение электрики и автоматики.
• Обвязка оборудования котельной - расширительного бака, реле потока, гр. безопасности и тд.
• Установка коллекторной системы, если есть необходимость в ней.
• Прокачка и запуск системы, пуско-наладочные работы.

Монтаж котельной производится уже при обвязанной радиаторной системы или теплых полов, выведенных труб в помещение или место, где планируется установка котла и оборудования. Цена начинается от 15000 руб. в зависимости от объема работ.

Если у вас есть потребность в установке или монтаже, вы можете воспользоваться таблицей, которая расположена в левом блоке всего сайта, выбрать в ней интересующие пункты и отправить запрос на расчет стоимости работ.

На свою работу мы даем гарантию и обеспечиваем полным спектром оборудования необходимым для обвязки отопления:

Отопление помещения является наиболее важным вопросом для каждого обывателя. При постройке дома, его ремонте, обновления труб важно определить для себя – чем именно будет отапливаться помещение. Если у вас нет проблем с подачей газа и вы живете в черте города, то обыкновенный газовый котел будет оптимальным решением. А что делать, если ваш дом находится вне линий подачи газа, перебои с покупкой баллонов – чем тогда греться в холодную пору? В этом случае вы можете обратить внимание на электрический индукционный котел.

Разнообразие нагревателей. Из чего выбрать?

Существует два основных типа данных устройств:

1. Однофазные
2. Трехфазные

Существенным различием между ними является то, что первые предназначены для работы в сети в 220В, вторые – 380В.

Как ни странно, но самые надежные котлы изготавливают в странах бывшего СНГ. Наиболее распространенными являются – ТЭНовые нагреватели, индукционные нагреватели и ионные нагреватели. Каждый из них может крепиться как пол, так и стенам за счет легкости (котлы индукционные нового поколения достигают 30 – 40 килограмм).

Вы также можете подключить систему нагрева водоснабжения, для подачи горячей воды ванную и кухню.

Практически к каждой индукционной модели, можно приспособить специальный насос, который подарит возможность проводить отопление в двух,- трехэтажных домах. Но для этого необходимо потратить много усилий для утепления стен, иначе работа вихревых индукционных котлов будет проводиться в пустую. В данном случае необходимо приобретение более «сильных» моделей, а они в свою очередь дороже стоят.

Для покупки данной системы отопления, вам необходимо знать площадь помещения, возможную продуваемость и общую теплоизоляцию. Данные знания помогут вам при приобретении индукционной системы. Также не забывайте про расчет габаритов, и выбор места для установки.

Что собой представляют индукционные устройства?

Индукционные котлы состоит из трех слоев:

1. Наружный слой, который изготовлен из металла
2. Изоляционный средний слой (одновременно используется изоляция тепла и света)
3. Внутренний слой или «сердечник». Представляет собой ферримагнитные трубы, которые изготовленные из стали. Толщина каждой трубы приравнивается десяти миллиметрам. Данные трубы «вставлены» друг в друга и имеют тороидальную обмотку.

Все эти показатели необходимы для увеличения работоспособности самого котла, уменьшения его габаритных размеров, что делает его пригодным для использования в жилых помещениях.

Для работы котла необходимы жидкости, а именно – любой теплоноситель, вода или антифриз. Схема работы устройства следующая. Любая, из выше перечисленных жидкостей поступает во внутреннюю часть устройства. В «сердечнике» вода нагревается, нагревая и выделяя до 98 – 99 % тепла. Этому процессу способствует тороидальная обмотка во внутреннем слое. Через нее проходит основной ток, проходит через все конструкции, а затее направляется по трубам к отопительным секциям. Для данной процедуры необходимо время от 5 до 10 минут.

Два наружных слоя, защищают от протекания жидкости и различных проблем типа «электро».

Преимущество подобных котлов, перед промышленными в том, что для работы нет необходимости усиливать проводку дома и устанавливать дополнительные генераторы. Вихревые индукционные котлы работают под постоянным током 20 кГц, что является преимуществом обычной техники для дома.

Наличие внутренних датчиков позволяет регулировать перепады в сети и следить за показателями отопления.

Котлы типа «ВИН» - преимущество или трата средств?

Вихревой индукционный котел (или сокращенно вин) имеет довольно расплывчатые отзывы. Кто утверждает, что это лишняя трата, кто говорит, о неудобстве при эксплуатации, а кого смущает цена товара. Конечно, владельцам домов, которые имеют возможность подключения газа, нет смысла тратиться на дорогую систему.

Но, с другой стороны – вам необходимо будет первоначально заплатить непосредственно за индукционный котел, и забыть про обслуживание дымохода, вентиляционного потока, прокладку и уход за газовыми трубами. Те, кто сталкивался с обслуживанием индукционных систем, оставляет только положительные отзывы.

Необходимо учитывать некоторые моменты, если вы решили приобрести индукционный котел. Следует обеспечить . В данном случае вам необходимо купить транзистор.

С приобретением такого прибора, как электрические индукционные котлы, вы сможете забыть про опасность, как это может быть с газовой колонкой, так как отсутствует открытое пламя. Энергосберегающее устройство трансформирует электричество в теплоотдачу, что первоначально несколько превышает стоимость по сравнению с газовыми котлами. Выделим основные преимущества котлов типа вин, перед другими:

1. Внутренняя температура работы не превышает 105 – 110 градусов. Данная схема работы в разы меньше чем у газовых и прочих котлов.
2. Электро процессы, которые протекают внутри устройства, позволяют снизить появление накипи.
3. За счет использования металлических деталей снижается вероятность внутреннего возгорания.
4. Эксплуатация, при использовании в жилых домах, рассчитана на долгий срок – до сорок лет.
5. Качественная работа котла не зависит от наличия вентиляции в помещении. Отзывы подтверждают это на сайтах производителей.
6. Практически все тепло системы вин направлено на обогрев, коэффициент полезного действия достигает 99%.

Однако существует несколько недостатков, на которые следует обратить внимание:

1. Вес устройства – двадцать, тридцать и сорок килограмм веса может выдержать не каждая стена.
2. Цена все-таки может «кусаться». Энергосберегающие устройства остаются одними из самых дорогих на данный момент.
3. Установка проводится только в закрытые системы отопления.
4. Для некоторых котлов необходимо купить также обслуживающую программу.

Монтаж индукционной системы в вашем доме

Как уже упоминалось, индукционный котел монтируется только в закрытые системы отопления. Самый важный момент при монтаже – это установка котла только вертикально. Далее к патрубку ввода воды подключатся сам контур отопления. Таким образом, в закрытой системе вы создаете новую «дугу», через которую в дальнейшем будет проходить, и нагреваться вода.

Для избегания различных неполадок, вы должны измерять расстояние – от стен не менее 30 сантиметров, и не менее 80 сантиметров от пола или потолка.

Также, вы не должны забывать о надежности креплений. К весу устройства прибавится постоянный поток воды.

К индукционным котлам относятся все требования техники безопасности, характерные для бытовых электроприборов. Не забудьте про заземление в своем доме. По сути, достаточно создать дополнительные ответвления из труб, к которым и присоединяется котел.

Оказывается этот загадочный обогреватель ВИН устроен очень просто и его легко можно собрать прямо у себя дома. Рассмотрим вкратце принцип действия.

В основу работы таких нагревателей положен разогрев токопроводящих материалов токами Фуко, которые индуцируются высокочастотным магнитным полем. Полученная тепловая энергия забирается теплоносителем (вода, масло и т.п.) и используется, например, для обогрева помещения.

Как видите, ничего сложного. А теперь давайте посмотрим, как мне удалось реализовать все это на практике.

Чтобы не создавать ненужных сложностей, я решил использовать готовый с величиной сварочного тока 15А (у меня был образец с возможностью плавной регулировки тока). Можно взять, конечно, и помощнее. Все зависит от требуемой мощности обогревателя. Так как я всего лишь проводил эксперимент, то взял тот высокочастотный инвертор, который был в наличии.

В качестве материала, который будет нагреваться в высокочастотном поле, я решил использовать куски толстой стальной проволоки. Смог достать катанку диаметром 7 мм и покусал ее на отрезки примерно по 5 см. Если все делать на века и для себя, то можно раздобыть обрезки нержавейки, хотя если контур отопления будет всегда заполнен, то это необязательно. Даже обычное железо не будет ржаветь.

В качестве участка трубопровода, где вода будет разогреваться, я решил использовать толстую трубу из пластика. Внутренний диаметр надо выбрать чуть меньше, чем длина обрезков нашей проволоки. Крепим с одной стороны трубы переходник для соединения с остальной частью системы отопления, закладываем на дно металлическую сетку (чтобы куски катанки не проваливались дальше) и засыпаем внутрь нашу проволоку. Затем точно также закрываем свободный конец трубы вторым переходником. Насыпать надо столько проволочных обрезков, чтобы они там заняли все свободное пространство.

Теперь изготовим саму индукционную катушку: для этого просто обматываем середину нашей пластиковой трубы с обрезками катанки медным эмалированным проводом виток к витку (ПЭВ или подобным). Для моего инвертора достаточно будет 80-90 витков провода диаметром 1.5 мм.

Вот в общем-то и все. Осталось только включить наш девайс в разрыв контура отопления, залить все это дело водой, подключить к обмотке сварочный инвертор и включить насос (для обеспечения принудительной циркуляции воды в системе). Разумеется, крайне не рекомендуется включать инвертор без воды, так как в этом случае наша пластиковая труба гарантированно расплавится от разогретых кусочков проволоки внутри.

Таким образом я за считанные часы из подручных материалов смог собрать действующий вихре-индукционный нагреватель. Он, кстати, весьма экономичен - если верить тому, что говорят, его КПД достигает аж 98-99%!

На этом можно не останавливаться и, в целях дополнительного повышения КПД, организовать охлаждение нашего инвертора тем же теплоносителем из контура отопления. Правда, это имеет смысл лишь в том случае, если сама схема инвертора расположена вне отапливаемого помещения.

Можно также организовать автоматическую регулировку температуры. Для этого необходимо лишь раздобыть терморегулятор и включить его в разрыв линии питание инвертора, а датчик терморегулятора разместить в контролируемой зоне.

Делал все это давно, но пишу об этом только сейчас (по настоятельной просьбе одного товарища), поэтому никакого фотоотчета не будет. Скажу честно, что собрал я только сам нагреватель, никуда его не включал, ничего с помощью него не пытался отапливать. Да у меня и насоса-то не было. Я просто залил внутрь воды и включил устройство. Вода довольно быстро нагрелась до температуры кипения. Так что, как видите, описанная методика изготовления ВИН реально рабочая и в ней нет ничего сложного.