Вихревые индукционные нагреватели. Обзор индукционных электрокотлов и монтаж своими руками Индукционный котел SAV

Вихревые индукционные нагреватели - это максимальный КПД, по преобразованию электроэнергии в нагрев теплоносителя.

Вихревые индукционные нагреватели (ВИН) предназначены для горячего водоснабжения и отопления жилых домов, коттеджей,

дачных домиков, гаражей, бань и т.д..

Возможно отопление многоэтажных многоквартирных домов, зданий коммунально-бытового, торгового, общественного, промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Индукционный котел ВИН представляет собой очень надежный и простой нагреватель жидкости, который может работать без замены элементов на протяжении десятков лет, что очень выгодно для индивидуальных систем отопления. Индукционный котел ВИН работает за счет индукционной катушки. В системе лабиринтов создается переменное магнитное поле, в котором металл за счет перемагничивания нагревается и нагревает теплоноситель. При этом используется переменный ток 50 Гц.

Индукционные котлы ВИН экономичнее ТЭНовых как на 40 - 50 %. Экономичность индукционных котлов проверена практикой монтажа и эксплуатации на протяжение более 5 лет. Экономичность и надежность обеспечивается более простой и прочной конструкцией. ТЭНовый котел сначала нагревает ТЭНы, а уже после этого ТЭНы своей поверхностью отдают тепло жидкости. В индукционном котле ВИН роль нагревателя выполняет сама конструкция. В процессе пропускании тока, жидкость греется всем объемом металлической конструкции, который находится в котле. Применяя индукционный нагрев можно снизить объем котла в несколько раз по сравнению с ТЭНовым этой же мощности. Мощность индукционного котла зависит от температуры, втекающей в него жидкости, и может выбираться автоматикой, в зависимости от изменения погодных условий.

Конструктивно нагреватель «ВИН» состоит из магнитопровода, первичных катушек и теплообменного устройства в виде цилиндрической трубы в диаметре от Ø108, Ø133, Ø159, Ø219 до Ø530 и высотой от 450 мм и до 1200 мм., мощности свыше 30 кВт состоят из трех труб соединенных друг с другом. Вихревые индукционные нагреватели типа «ВИН» запатентованы и изготовлены ООО «Альтернативная энергия» по ТУ3442-001-89969455-2009, сертификат соответствия РОСС RU.АИ25.В00310 .

Их применяют в случае отсутствия или низкой эффективности централизованного отопления и/или горячего водоснабжения. Желаемая температура в отапливаемых помещениях задается терморегулятором и поддерживается автоматически с помощью термостата.

Достоинства вихревого индукционного нагревателя:

Огромная долговечность - срок службы свыше 30 лет;

Высокая электробезопасность - класс II;

Пожаробезопасность (отсутствие высокотемпературных соединений и уплотнений);

КПД = 99%;

Напряжение питания: 220В (380В);

Частота тока 50-60 Гц;

При работе установки «ВИН» совсем не образуется накипь;

Возможность использования различных жидких теплоносителей (вода, масло, антифриз и т.д.);

Отсутствие необходимости проведения межсезонного и профилактического обслуживания оборудования;

Неприхотливость в эксплуатации.

К недостаткам нагревателей такого типа можно отнести довольно высокую стоимость - порядка 20 тыс. руб за установку мощностью 3 кВт, хотя для домика, это не так уж и много.

ВИН - одно из новейших и уверенно используемых изобретений в области энергосберегающих отопительных приборов и, вместе с тем, надёжное и безопасное в работе изделие.

Благодаря весьма высокому значению КПД (примерно 99%!!!) достигается значительная экономия электроэнергии. Заметим, что такое значение КПД даже выше, чем у карбоновых обогревателей.

Это стало возможным за счет прямого преобразования электрической энергии в тепловую, по принципу высокочастотного индукционного нагрева среды, открытым Николой Тесла еще в начале 1900х годов.

Стандартная комплектация ВИН:

ВИН - 1 шт.;

Выносной шкаф управления - 1 шт.;

Температурный датчик - 1 шт.;

Документация (руководство по эксплуатации, паспорт на установку) - 1 комплект;

Возможна также комплектация циркуляционным насосом, запорно-регулируемой арматурой, изготовление с заданной группой безопасности и др.

Типовая схема включения:

1) Циркуляционный насос

2) Радиаторы отопления

3) Вихревой индукционный нагреватель

4) Мембранный бак

5) Пульт управления

6) Шаровый кран

Одним из известных производителей данного типа нагревателей - компания «Альтернативная энергия». Они производят установки различной мощности: от 3 кВт и массой 22 кг (ВИН-3) до 250 кВт и массой 900 кг (ВИН-250). Предпринимаются также попытки конструирования самодельных ВИН из недорогих подручных материалов.

Вихревой индукционный нагреватель (ВИН) представляет собой некую разновидность индукционной плиты. Он состоит из катушки, магнитопровода и теплообменника. Переменный ток, протекающий по катушке, образует переменное магнитное поле. Если в это поле поместить токопроводящий материал, то он будет разогреваться. Основное преимущество ВИН в том, что температура индуктора не превышает 140град.С. Кроме того, переменное магнитное поле противодействует образованию накипи. В отличии от вихревого теплогенератора, принцип действия ВИН вписывается в законы физики. КПД вихревого индукционного нагревателя близок к 100%, что дает ему право на применение в системах отопления и иных системах нагрева жидкостей.
Однако, что нам обещают продавцы вихревых индукционных нагревателей? А вот здесь начинаются чудеса. Обещают экономию до 50% по сравнению с обычными ТЭНами. Тоесть, либо КПД ТЭНа равен 50%, либо КПД ВИНа равен 200%. Попробуем разобраться. Ваш покорный слуга не поленился и позвонил в несколько компаний продающих вихревые индукционные нагреватели. Самый главный вопрос, который был задан - какое преимущество я получу, заплатив достаточно большие деньги за этот прибор? Вот какие ответы я получил:

• У нас очень много продаж и все довольны
• Фантастическая надежность и долговечность
• Экономия до 50% по сравнению с ТЭНами
• Отсутствие шума

Ну, с первым и вторым утверждениями можно поспорить. По поводу шума - ТЭНы тоже не шумят. А, вот, с экономией - это интересно. Оказывается (по утверждению продавцов), образование накипи на ТЭНе снижает его КПД. Соответствено, экономичность ВИНа обусловлена постоянным КПД по сравнению с ТЭНами. Но позвольте, каким образом накипь снижает КПД ТЭНов? Вспомним про закон сохранения энергии. Допустим, подвели мы к ТЭНу 1кВт электрической мощности. Соответственно, мы должны получить 1кВт тепловой энергии. Если тепла получаем меньше, то оставшаяся энергия должна выделяться в каком-то ином виде. Что-0то я не припомню, чтобы ТЭНы в воде светились или выделяли, скажем, электромагнитные волны. Несомненно, накипь снижает теплоотдачу ТЭНа, но это никак не влияет на его КПД. При снижении теплоотдачи, повышается температура самого ТЭНа, а, следовательно, повышается его электрическое сопротивление. При повышении электрического сопротивления, понижается мощность, потребляемая этим ТЭНом.
На самом деле, изменение температуры и потребляемой мощности настолько незначительны, что рядовой пользователь этого даже не заметит. Закипит чайник через минуту или через минуту и 5 секунд - имеет ли это значение? При этом, количество электроэнергии, необходимой для подогрева чайника с водой, останется неизменным. Однако, продавцы ВИНов пытаются перевернуть ситуацию с ног на голову и говорят о снижении КПД.

Таким образом, ВИН может быть альтернативой ТЭНам, но никакого выигрыша в экономии он не даст. Чудес на не бывает:) А что касается "фантастической надежности", за те деньги, которые стоит ВИН, можно купить несколько электрических котлов и устроить резервирование. Надежность будет в несколько раз выше.

Вихревые индукционные обогреватели применяются для отопления и горячего водоснабжения любой жилой площади, включая частные дома, бани, дачи, гаражи, при отсутствии отопления и горячего водоснабжения или их недостаточной эффективности.

Вихревые индукционные обогреватели - принцип работы

Работают на основе физического закона, что вихревые токи возникающие (индуцируемые) переменным магнитным полем нагревают окружающую среду.

В теории. Полый электромагнитный сердечник с индукционной катушкой защищены экранирующей оболочкой от воздействия окружающей среды. При подаче напряжения через клеммную коробку, создается переменное магнитное поле, индуцирующее вихревые токи в катушке сердечника, что приводит к нагреванию металлических систем теплообменной системы. Тепло поступает в систему циркуляции теплоносителя, нагревая его. Температура устанавливается с помощью терморегулятора, а термостат автоматически поддерживает заданную температуру.

На практике. Вихревые индукционные обогреватели это труба, обмотанная проводом, на который подается переменный ток. В трубу, чаще снизу, но можно и с боку, поступает холодный теплоноситель. Вихревые токи, которые создает переменный ток в проводах обмотанных вокруг трубы, нагревает трубу, а, следовательно, и нагревают воду.

class="eliadunit">

Достоинства вихревых индукционных обогревателей

• У ВИН обогревателей очень высокий КПД- 99%;
• Отсутствие накипи при работе ВИН;
• Высокая пожаробезопасность;
• Высокая электробезопасность;
• Возможность использования различных теплоносителей (антифриз, масло, вода);
• Не нужно проведение профилактического межсезонного обслуживания оборудования;
• Неприхотливая и удобная эксплуатация;
• Простой монтаж;
• Экологическая безопасность (отсутствие вредных выбросов);
• Продолжительный срок службы- 25 лет.

Недостатки ВИН обогревателей

• Самый неприятный недостаток это высокая стоимость;
• Необходимость постоянного электроснабжения;
• Повышенная сложность оборудования (субъективно).

Примечание . Самые известные вихревые индукционные обогреватели фирмы Галант. В интернет много вариантов, как самостоятельно сделать ВИН обогреватель.

Индукционный электрический котел отопления многие по прежнему воспринимают инновационным продуктом, который должен помочь существенно сэкономить ваши деньги.

В реалии эти агрегаты имеют очевидные даже на первый взгляд недостатки:

• очень высокая цена

• сложность в эксплуатации при подключении доп.оборудования (бойлер)

Как же рекламщики рассказывают об этих преимуществах? Практически всегда они сравнивают его с тэновым котлом. Так как именно они занимают 90% рынка электро-котлов.

При этом выделяются недостатки (реальные или мнимые) для оборудования с тэном, и приводятся достоинства, что в индукционных такого и близко нет. А значит они лучше.

Давайте пройдемся по этим недостаткам и преимуществам поподробнее.

Отсутствие нагревательного элемента

Первое – в эл.котле индукционном, якобы нагревательных элементов нет. А вот в тэновом, их иногда более десятка, а значит высока вероятность их поломки, может и нескольких сразу.

Но если бы не было нагревательного элемента, то чем бы тогда котел нагревал воду? Та же самая катушка по сути и выполняет эту роль, только без соприкосновения с жидкостью. Поэтому данный элемент присутствует в любом таком агрегате.

А вот что касается высокой вероятности выхода ТЭНов из строя, то это напрямую зависит от той продукции и производителя, что вы покупаете.

Есть специалисты установившие за годы своей работы более 500 тэновых котлов, и не поменявшие по гарантии за все это время ни одного элемента.

Соединения и фланцы

Второй недостаток при сравнении – большое количество уплотнительных соединений (тэны, фланцы) и полное их отсутствие в котле индукционном. Здесь данные преимущества и недостатки можно даже поменять местами.

Ведь если ТЭН все-таки выйдет из строя, вы сможете его легко заменить. Либо просто кратковременно исключить его из схемы, поставить перемычки по другому и продолжить работу.

А вот если сгорит катушка (из-за межвиткового замыкания), то во сколько обойдется вам ремонт? И сможете ли вы обогреваться с такой поломкой и дальше?

Умягчение воды и накипь

Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.

Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.

А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.

"накипь" в газовом котле

Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.

Поэтому наличие примеси или ее отсутствие – это не недостаток или преимущество, а данность любой системы отопления.

Ослабление контактов

Клеммные контакты в тэновых моделях, причем их большая часть, могут находиться в режиме перепада температур. Нагрев при максимальной нагрузке, и остывание при отключении.

А это накладывает обязательства по их ревизии и подтяжке.

А в индукционных, якобы нет электрических контактов. На самом деле они есть всегда и везде, в том числе и в индукционных.

Но что касается первых, то в последние годы стали выпускаться экземпляры с качественными винтовыми зажимами.

Либо вообще могут присутствовать винтовые соединения с гроверной шайбой, которые не требуют обслуживания, или пружинные зажимы, также годами обходящиеся без контроля и ревизии.

Фактически это высосанные из пальца преимущества.

Замена ТЭНа

Срок службы тэнов зависит от качества теплоносителя. Как уверяют ”сравнители” – это всего 1000 часов работы, если не принять меры и не умягчить жесткую воду. Ну а если умягчили, то около 5000.

При использовании этих данных, перепутаны системы отопления и водоснабжения.

Это может относиться только к ГВС или центральному отоплению. Там оператор котельной не способен отследить утечки воды.

Если речь идет чисто о вашем доме, где все собрано и закольцовано без протечек и дыр, то никакой постоянной подготовки воды не требуется. Какие-то элементы в воде, конечно же будут содержаться, но однажды будучи налиты в систему отопления, они один раз прореагируют и более, им неоткуда будет взяться.

У индукционных, якобы низкая стоимость эксплуатации из-за очень редкой замены узлов. На самом деле, это в качественных тэновых образцах, элементы меняются крайне редко, о чем уже говорилось выше.

А вот если вам понадобится что-то поменять в индукционном, то вы крепко задумаетесь, прежде чем это сделать. Там все запечатано в герметичной колбе и без ее физического разрезания внутрь не подобраться.

Снижение КПД электрокотла

Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.

Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.

Давайте разберем это поподробнее.

Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!

Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.

В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.

А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:

• этот слой не достаточно толстый

• он никоим образом не препятствует передаче тепла

Для примера, пусть на чистой поверхности греющего элемента, теплообмен условно происходит при t=60 градусов. Как только эта поверхность загрязнится отложениями, теплообмен никуда не исчезнет, а начнет происходить при больших градусах, допустим 75-80С.

А соответственно, свое изначальное КПД, котел никоим образом не теряет.

То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.

Сравнение тэнового и индукционного котла одинаковой мощности

Но самый главный пункт для сравнения, это конечно же итоговая стоимость изделий и во сколько обойдется содержание, той или иной системы отопления.

Давайте реально сравним две модели примерно одинаковой мощности:

Для первой модели в комплектации поставляются:

• насос

• датчик температуры

• запорная регулирующая арматура

Вес экземпляра на 25квт – порядка 80кг.

В чем отличие качественного тэнового котла? Во-первых, он весит почти на 40кг меньше.

Кроме того, вся электронная начинка спрятана у него внутри. А значит никакого объемного шкафа управления, занимающего дополнительное место не нужно.

Кроме вышеперечисленной комплектации для индукционного котла, которая в тэновом изначально также присутствует, в него входят дополнительные функциональные узлы:

Это хорошо тем, что котел сам может выбирать мощность, на которой ему в данный момент нужно работать. Температура на улице меняется плавно, и при большом количестве ступеней, можно гибко подобрать необходимую мощность, чтобы избежать частых включений-отключений.

В индукционном, вы в ручную выбираете одну, две или три ступени, и при каком то значении у вас сразу происходит включение максимальной нагрузки в 25квт.

Вы своими глазами будете наблюдать постоянные моргания света при таких переключениях. А еще, мощные электрические контакторы своими хлопками и перещелкиваниями, реально могут заставить вас подпрыгивать каждый раз от неожиданности.

В тэновых, установлены тихие реле, либо контактор компактных размеров, их работу вы можете услышать, только находясь непосредственно возле агрегата.

Именно она занимается переключением ступеней. Как только котел ”видит”, что скорость нагрева идет через чур быстро, он откидывает одну ступень, затем еще одну и т.д. Если температура меньше заданной, он эту ступеньку добавляет.

Работая на 40 градусах и переключившись на бойлер, он самостоятельно разгонится до 80С, нагреет титан и затем вернутся в прежний режим.

Если такую же автоматику включить в индукционные котлы, то при P=25квт они бы стоили не 85тыс, а на сотню тысяч дороже. Ведь в изначальном варианте все управление в них осуществляется по температуре протока.

Вопрос покупать или не покупать индукционный котел, или сделать выбор в пользу тэнового, конечно каждый решает сам за себя. Но многие все больше убеждаются, что индукционный котел это не тот агрегат отопления, который стоит монтировать в индивидуальных частных домах и коттеджах.

Конечно, без индукционного нагрева в некоторых конструкциях, производственных и рабочих помещениях обойтись невозможно. Например, нагрев среды в хим.производстве, которая должна оставаться стерильной.

Поэтому лучше оставьте такой вид обогрева там, а не тащите его к себе домой. Незачем мучиться со сложным, тяжелым, габаритным агрегатом, если можно обойтись другими весьма изящными решениями.

Электрические котлы с ТЭНами – наиболее популярные из устройств в своем классе. Последние несколько лет, говоря языком маркетологов, все активнее «раскручиваются» их аналоги, работающие по принципу индукции. Читайте наш обзор индукционных отопительных котлов, отзывы пользователей и делайте правильный выбор.

Вопрос выбора котла для отопления дома зачастую решается доступностью источника нагрева. Электричество, конечно, не самое дешевое топливо, но зато довольно распространенное. Промышленность предлагает 3 вида:

1. ТЭНовые – элемент трубчатой формы разогревает теплоноситель в баке. Главный плюс: производительность до 99 %. В недостатках – малый срок службы основной детали и скорое появление накипи, из-за чего эффективность снижается.

2. Электродные – как ясно из названия, нагревателями выступают электроды. В результате реакции с магниево-кальциевыми солями, растворенными в воде, образуется ток, подогревающий жидкость. КПД – до 98 %, небольшие размеры, но термоноситель надо разбавлять электролитом.

3. Индукционные (вихревые) – теплогенератор, работающий по принципу индукции. Рассмотрим их подробнее.

Устройство электрокотла индукционного типа не отличается сложностью. Имеется система труб из стали, заключенных в медную обмотку – индукционный трансформатор понижающего вида. В процессе образуется электромагнитное поле, нагревающее сердечник с теплоносителем внутри. По утверждению компании вода достигает температуры +70 °С за 7 минут.

Внешний корпус выполнен из прочной стали с термостойким порошковым покрытием. В комплект также включаются инвертор (преобразователь из полупроводникового материала), термостат с внутренним датчиком, блок управления. Монтируется только в закрытых системах независимо от типа термоносителя (вода, тосол, антифриз, масло).

Технические характеристики индукционного котла для системы отопления (бытовая серия):

В интернете часто можно встретить рекомендации народных «Кулибиных» о том, как соорудить индукционный нагреватель своими руками из плитки. Подобные конструкции не выдерживают критики, недолговечны, зачастую опасны для здоровья окружающих, а КПД едва достигает 50 %. Промышленные модели более сложные, безопасные в эксплуатации, при производстве используются совершенно другие материалы.

Достоинства и недостатки

По уверениям изготовителей, использование индукционных отопительных котлов для обогрева дома – это сплошные преимущества при полном отсутствии минусов. Давайте попробуем разобраться, где правда, а где маркетинговый ход.

1. Высокая эффективность. КПД до 99 % характерен для всех видов электрокотлов.

2. Максимальная защита от накипи. Поскольку прямого контакта индукционной обмотки с теплоносителем нет (в отличие от ТЭНа), образоваться накипь может только внутри труб. Но закрытые системы характеризуются стабильно малым количеством солей. То есть отсутствуют предпосылки для формирования отложений.

3. Экономия ресурсов до 35 %. Прежде чем купить котел индукционного типа и установить его, вспомните, его основная задача – преобразование энергии в тепловую. Для выработки 1 кВт по закону сохранения энергии требуется затратить тоже 1 кВт электричества. Разница лишь в скорости нагрева – индукционный агрегат функционирует быстрее примерно на 20-30 %.

4. Полное отсутствие разъемных соединений в конструкции, что исключает вероятность возникновения течи. Не совсем соответствует действительности: котел включает 4-6 комплектующих, соединенных в блок. В стоимость индукционной отопительной системы ВИН включены сам котел в разборном корпусе, шкаф управления, группа безопасности (датчики и реле) и конденсаторов, клапаны сброса давления, комплект контактов для подключения внешних устройств.

5. Высокая степень электро- и пожаробезопасности. Это действительно так, но нужно следить за тем, чтобы не было течи, а количество термоносителя оставалось постоянным. В противном случае прибор очень быстро раскаляется и есть риск взрыва.

6. Не имеет элементов подверженных механическому износу, поэтому срок действия составляет более 30 лет. Во-первых, сердечник долговечный, но лаковая изоляция на первичной обмотке (тороидальной) подвержена старению. Время ее службы – 7-10 лет. Итогом разрушения станет межвитковое замыкание с соответствующими последствиями. Во-вторых, индукционные котлы – относительно новый продукт, не прошедший тестирование временем, утверждение о 30 годах эксплуатации вряд ли является правдивым.

7. Совместимость с другими системами. Можно подключать теплые полы, газовые или дровяные котлы.

8. Не требуют отдельного помещения и вентиляции.

9. Не нуждаются в профилактических работах. Котел – в любом случае оборудование с множеством датчиков, реле, клемм, которые периодически нужно менять, подтягивать. Конечно, по сравнению с газовыми котлами, это незначительно.

Таким образом, большая часть положительных качеств соответствует другим типам электрических агрегатов. Теперь проанализируем недостатки, выявленные за несколько лет эксплуатации.

1. Стоимость. Цена индукционного котла SAV 5 кВт – 40 000 руб. Тогда как ТЭНовый Protherm Skat 6 кВт – 23 000.

2. Значительный вес при небольших габаритах. Поскольку даже самый маломощный агрегат весит от 20 кг, рекомендуется монтировать их на пол либо подвешивать на несущую стену при помощи прочных кронштейнов.

3. Электромагнитное поле генерирует сильные помехи в длинно-, средневолновом и УКВ диапазонах. Хотя производители заявляют, что они не влияют на человеческий организм, сотрудники санитарных и медслужб утверждают обратное. Не зря же в СНиПах зафиксированы нормативы и правила расположения приборов с высоким уровнем излучения.

4. Для работы в системе отопления в доме с 2-3 этажами требуется мощный циркуляционный насос.

Установка индукционного устройства

Система с индукционным котлом оснащается циркуляционным насосом, расширительным баком, запорно-регулируемой аппаратурой (шаровые краны и тому подобное). В частных домах, как правило, используется типовая схема подключения.

Монтаж индукционных котлов производится в соответствии с инструкцией или техническим паспортом. Прибор располагается строго вертикально, нижний патрубок ввода подключается к обратке, верхний – к подающему трубопроводу. Используются только металлические или металлопластиковые трубы.

Если вы решили установить индукционный электрический котел своими руками, не забудьте о заземлении. В непосредственной близости устанавливаются группа безопасности, шкаф управления, на вводе – фильтры, циркуляционный насос и датчик потока.

Обзор индукционных котлов

На российском рынке электрокотлы индукционного типа представлены ЗАО «НПК «ИНЭРА» (брэнд SAV), ООО «Альтернативная энергия» (брэнд ВИН), НПК «Миратрон» (бренд Miratron).