Современное решение обогрева частного дома — индукционное отопление: подробный обзор

Устройство и область применения инфракрасного теплого пола

Теплоносителем в ИК – полах является двухслойная пленка с запаянными между двумя слоями излучателями.

Они подключаются по параллельной схеме, поэтому при выходе из строя одного излучателя устройство продолжает исправно работать. К основным преимуществам такого способа дополнительного обогрева помещения относят следующие:

• Равномерность прогрева.
• Более эффективное использовании электроэнергии и связанная с этим экономия ресурсов.
• Исключается переохлаждение или перегрев системы отопления и помещения.
• Уменьшается запыленность атмосферы.
• Нет необходимости в эксплуатационном обслуживании.
• Не происходит перегорания кислорода воздуха.
• Нагреватели не влияют на влажность в помещении.
• Простота монтажа.

Устройства подобного рода все активнее применяются как для производственных помещений, так и в жилищном строительстве для самых разных целей. Это может быть обогрев оборудования или емкостей с жидкостями, дополнительное отопление при экстремальных ситуациях или прогрев пола для создания комфортных условий проживания.

Принцип работы индукционного нагревателя

Перед самостоятельным сбором индукционного нагревателя нужно сначала ознакомиться с общим принципом работы техники подобного типа. Такие агрегаты во многом схожи с оборудованием, которое снабжено ТЭНами. В них так же происходит преобразование электричества в тепло, которое необходимо для обогрева помещений дома.
Нагревание устройства происходит за счет энергии электромагнитного поля, создаваемом в индукторе. В его качестве выступает катушка в виде цилиндра с обмоткой. Электричество, проходя через эту катушку, создает напряжение. В результате действия переменного тока образуются вихревые потоки. Затем энергия электромагнитного поля забирается теплоносителем, в качестве которого выступает вода. После происходит генерация этой энергии в тепло. За короткий срок вода при таком нагреве достигает достаточно высоких температур.

Схема индукционного нагревателя

Под какие покрытия используется

Форма выпуска излучателей – пленка в рулоне – предполагает удобное использование под любое покрытие. Если бы не особенность самой пленки. Имеется в виду полное отсутствие адгезии к ней со стороны любого клеевого состава. Если уложить плитку на любой стандартный клей, она как бы зависнет, тем более, что «мокрая» укладка предполагает использование гидроизолирующего слоя из полиэтиленовой пленки. Для таких случаев целесообразно было бы использовать стержневой пол.

Но если другие варианты использования теплоносителя невозможны, допустимо применение следующей технологии устройства под плитку:

Вариант 1

• Штробление пола под укладку кабеля к системе управления с учетом размещения датчика температуры внутри гофротрубы. Укладка кабеля с датчиком и вывод проводов к пульту управления.
• Затем, нужно выполнить стандартные операции для пленочного инфракрасного пола – укладку отражающего слоя из металлизированной пленки.
• Настилка матов индукционных нагревателей, монтаж электросхемы.

• Проверочное включение системы обогрева, чтобы убедиться в ее работоспособности.
• Устройство слоя гидроизоляции из пленки толщиной 200 микрон.
• Установка демпферной ленты по периметру стен.
• Заливка нивелирующей стяжки толщиной 8 – 10 мм. При размешивании раствора для нее нужно использовать максимально возможное для него количество армирующей фибровой стружки и пластификаторов для придания стяжке дополнительной упругости.
• По готовности стяжки – укладка плитки по стандартной технологии.

Далее – обрезка выступающей части демпферной ленты, и установка плинтуса.

Вариант 2

После проверки работоспособности системы теплого пола, настелить поверх нагревательного устройства ГВЛ. Их необходимо крепить к основной стяжке винтами. Для этого нужно заранее выполнить эскиз с указанием размеров от стен до разрывов в пленочном нагревателе. В этих местах и нужно устанавливать крепление. Напоминаем, что пленочный нагреватель не укладывается на расстояние ближе 20 см от стен, между рулонами также имеется свободное пространство.

Укладка плитки после этого производится по стандартной технологии.

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.

Индукционные котлы могут использоваться как в качестве основного, так и в качестве дополнительного оборудования. К примеру, готовить теплоноситель для нерегулярно используемой системы теплый пол

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.

Для наращивания мощности может использовать каскад из трех и более индукционных котлов с общим шкафом управления. Такое решение поможет обогреть двухэтажный особняк

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.

Индукционные котлы можно интегрировать в интеллектуальную систему управления домашним оборудованием, именуемой “Умный дом”

Индукционный теплый пол в ванной комнате

Если планируется укладка пленочный индукционный нагреватель в ванной комнате, то ее следует выполнять по приведенному выше варианту 1. При этом нужно уделить особое внимание гидроизоляции пола. Возможно, имеет смысл устроить двойную защиту, используя, кроме пленки, нанесение слоя битумной мастики. При постоянной влажности в помещении всегда существует риск поражения электротоком. Также нужно установить двойную защиту на все элементы электросхемы, как силовой части, так и управляющей.

Компоненты индукционного водонагревателя

Самое простое устройство генерации тепла на основе вихревых потоков представляет собой электрический индуктор, который состоит из нескольких обмоток:

В первичной обмотке электроэнергия преобразуется в вихревые токи, а затем направляет магнитное поле на вторичную. Далее созданная электромагнитная энергия передается теплоносителю, нагревая его. Вторичная обмотка представляет собой одновременно нагревательный элемент и корпус индукционного котла. Он состоит из:

• внешней обмотки;
• сердечника;
• электроизоляции;
• тепловой изоляции.

Работа индукционного нагревателя
Для поступления холодной воды в агрегат и выхода горячей в систему отопления монтируются два патрубка. Для циркуляции жидкости встраивается насос. Перегрев воды при работе отопительной системы не происходит, так как жидкость постоянно циркулирует – подается остывшая, а выводится горячая. Устанавливать такие водонагреватели для обогрева можно практически в любых помещениях. За счет конструкционных особенностей системы снижается вес и размеры нагревательного элемента, а теплоотдача – существенно увеличивается. Теплоноситель в итоге получает около 97-98%% энергии без существенных потерь.

Внимание! Для монтажа индукционного нагревателя какой-либо серьезной перепланировки отопительной системы делать не нужно, этот агрегат в нее просто встраивается.

Расход электроэнергии на инфракрасный теплый пол

Использование теплого пола в качестве основного источника отопления помещений практически не применяется. Комфортная температура покрытия составляет порядка 23 градусов, более высокая – некомфортна.

Терморегулятор будет включать нагреватели при снижении температуры на 1 градус. Для восстановления заданной температуры системе обогрева потребуется 12 – 15 минут. Следовательно, во включенном состоянии термопленка в количестве 10 квадратных метров будет находиться приблизительно в течение 3-х часов в сутки. Это справедливо, если при постройке дома были учтены все требования СНиП по утеплению стен и термоизоляции окон и дверей.

При этих условиях будет потреблено 0,275 кВт/час электроэнергии, что в пересчете на сутки составит 6,6 киловатт, подлежащих оплате.

Нужно учитывать, что тепло, полученное от поверхности пола, позволит снизить температуру в контурах основного отопления, снижая затраты на него.

Уследить за всеми нюансами режима отопления нереально. Имеет смысл потратиться на систему оперативного программируемого режима обогрева, которая автоматически учтет, как погодные факторы, так и динамику колебания температуры в жилище.

Водяной теплый пол

Все большую популярность среди потребителей обретает теплый водяной пол. Это связано с его высокой эффективностью. По своей сути – это обычный змеевик, который устанавливается под стяжкой и подключается к замкнутому контуру. Возглавляет эту конструкцию котел для теплого пола. Чтобы вода постоянно циркулировала по змеевику, используется насос. Воздух в жилом помещении прогревается равномерно.

Электрический котел, используемый в данной системе, имеет целый ряд преимуществ:

• высокая эффективность преобразования энергии;
• устойчивость к возгоранию;
• нет продуктов сгорания;
• быстрый и простой монтаж;
• автоматическое управление;
• можно запрограммировать и управлять на расстоянии;
• не нужно обустраивать под него специальное помещение.

Недостатков у данного агрегата немного:

• зависимость от электроэнергии;
• электричество имеет высокую стоимость.

Электрокотел целесообразнее использовать для водяного пола в небольших помещениях, где очень хорошая теплоизоляция. В этом случае потребление энергии будет небольшим, а работа агрегата рентабельной.

Нередко подобные котлы устанавливают, как резервное устройство. Если основное оборудование выходит из строя, то есть дополнительный вариант.

Монтаж теплого пола своими руками

Устройство надежного перекрытия с теплым полом предусматривает решения ряда взаимосвязанных задач, таких, как:

1. Минимизация потерь тепла в процессе работы нагревательного устройства. Одно из направлений – возможные потери на плите перекрытия. Греть плиту, являющуюся потолком подвала не просто бессмысленно, но и вредно. Подвал требует собственного температурно – влажностного режима.
2. Компенсация разницы температурных расширений стен и плит перекрытия, поскольку влияние температуры на наружные поверхности и внутренние элементы конструкции различно.
3. Шумоизоляция межэтажного перекрытия.
4. Обмазочная гидроизоляция и пароизоляция пола с целью установления оптимального температурно – влажностного режима в помещениях дома.

Перечисленные основные задачи позволяют решать задачу не просто комфортного проживания, но и оптимизации расходов для его обеспечения.

Устройство опорного основания

Для решения поставленных задач необходимо выполнить следующие работы:

• Проинспектировать состояние плит перекрытия с целью устранения трещин, выбоин и других дефектов. Обнаруженные недостатки устранить цементным раствором. Поверхность очистить от мусора и пыли.
• По периметру примыкания стен и перекрытия наклеить на стены демпферную ленту толщиной 8 – 10 мм. Она должна на небольшое расстояние выше уровня будущего финишного покрытия пола в помещении.
• Устроить паровую защиту из полиэтиленовой пленки толщиной 200 микрон, настилая ее поверх плиты перекрытия. Края пленки завернуть на стены. При использовании нескольких кусков, швы между ними выполнить с нахлестом в 15 см. Швы между отдельными кусками проклеить строительным скотчем.
• Уложить арматуру на расстоянии 5 см от плит перекрытия. В качестве армирующего материала можно использовать дорожную сетку с ячеей 50 х 50 или 100 х 100мм или уложить прутки, скрепив их вязальной проволокой. Расстояние от плит до сетки нужно устроить при помощи «стульчиков» из металла или кирпича (подойдет и битый). Деревянные подкладки использовать нежелательно, они быстро сгниют, образуя пустоты в стяжке.

• Установить «маяки» по планируемой толщине стяжки
• Приготовить бетонный раствор марки М300. Количество раствора лучше сделать одним замесом, но при обширном помещении допускается несколько. При этом нужно строго придерживаться рецептуры. Общий объем раствора можно рассчитать, умножив площадь пола на планируемую толщину стяжки.
• Укладку раствора нужно начинать с дальнего угла, разравнивая бетон правилом по уровню «маяков».
• По окончании укладки нужно дать бетону затвердеть, удалить маяки, заделать места их размещения раствором. Затем, по истечении 3х- дней и произвести затирку поверхности для окончательного выравнивания.

Стяжку нужно выдержать до полного отвердения в течение 28 суток. При этом ее поверхность нужно укрыть пленкой, а в жаркое время года поливать водой 1 – 2 раза в сутки. По готовности стяжки нужно тщательно очистить поверхность и убрать пыль.

Для ускорения работ можно применить полусухую или сухую стяжку, тогда время выполнения работ заметно сократится.

Устройство тепловой защиты

Чтобы избежать потерь тепла через стяжку и плиту перекрытия. При подготовке поверхности под ламинат для теплоизоляции можно применить плиты из пористых материалов типа пенопласта толщиной порядка 10 мм. Отдельные карты уложить плотно по стяжке, стыки проклеить скотчем.

Аналогично устраивается стяжка под линолеум.

Определить место расположения пульта управления работой теплого пола, выполнить штробу в полу и стене. Разместить в ней гибкий шланг для размещения проводов системы контроля и силовой схемы подключения.

Если в качестве нагревателя будет использована инфракрасная пленка, в теплоизоляции нет необходимости. Вместо нее нужно проложить слой фольгированной ПЭТ – пленки, которая будет служить отражателем ИК — излучения в направлении стяжки.

Поверх теплоизоляции нужно настелить полиэтиленовую пленку таким же образом, как это делалось под стяжкой.

Укладка нагревателей

Выполняя эту работу нужно придерживаться следующих правил:

1. Расстояние от края пленки нагревателей до стены должно быть не менее 20 см.
2. Пленку нельзя укладывать в месте расположения тяжелой корпусной мебели и мощных электроприборов (камин).
3. После размотки и укладки рулоны следует закрепить к основанию строительным скотчем.
4. Разрезка пленки по диагонали не производится – это приведет к ее порче.
5. Расстояние между полосами пленки должно быть в пределах 0,5 – 1,0 мм.
6. Для эффективного обогрева пола в помещении обогреватели должны закрывать не менее 70 % площади.
7. Перегибы нагревательных элементов недопустимы.

Разместив нагреватели пленочного пола, можно начинать монтаж электросхемы.

Монтаж обогревателей

Токопроводящие шины в местах разреза тщательно изолировать битумной изоляцией из комплекта поставки теплого пола.

В местах соединения проводники нужно зачистить ножом, соединить клеммами (из комплекта) и надежно зажать плоскогубцами. Место соединения изолировать битумной изоляцией.

Для сборки силовой схемы использовать провод в двойной изоляции сечением не менее 1,5 квадрата.

Установить терморегулятор на место его размещения, подключить к щитку через отдельный автомат.

Подключить термодатчик к проводам и завести его в гофротрубу, расположенную в стяжке, подключить к цепи управления терморегулятором.

Произвести пробный запуск системы теплого пола, убедиться, что работают все нагреватели.

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.

Схема нагрева теплоносителя

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.

Отопление индукционными котлами

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.

Пример подключения индукционного котла

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.

Установка финишного покрытия

Поверх тепловых матов укладывается подложка из полиэтиленовой пленки, также с напуском на стену. Какие либо теплоизолирующие подкладки поверх нагревателей не применяются, поскольку при этом может быть нарушен теплообмен с финишным покрытием. Технология установки плитки поверх ИК – нагревателей описана выше.

Уточнить по поводу подложки под ламинат можно в соответствующей статье. Как стелить ламинат — читайте по ссылке.

А финальным аккордом во всей работе будет подрезка демпферной ленты по уровню пола и установка плинтусов.

Как выбрать линолеум в квартиру для теплого пола, читайте в соответствующей статье нашего сайта.

Отзывы пользователей

Приведем некоторые отзывы:

Внимание! Очень опасно!

Почти сгорели. Появился запах. Вскрыли – пол прогорел. Как учили: пленка, ламинат, пленка, линолеум. Ответ от kofevarkа: Видно плохо учили, 1 – не работает терморегулятор. Напутают, а потом негативят.

VITAMIN 852, август 2014

Скажу, что теплый ИК – это не только комфорт, но и экономия электроэнергии. Сделали с мужем лоджию и очень довольны.

Полезная статья? Добавьте к себе в закладки!

ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНОЕЩЕ ОТ АВТОРА

Выбираем напольное покрытия для водяного теплого пола

Изолон: особенности, виды и распространенные сферы применения материала

Утепление пола керамзитом

Монтаж теплого пола — инструкция

Теплый пол под плитку — выбор, монтаж

Электрические теплые полы

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).