Вихревой индукционный котел

Вихревой индукционный котел (ВИН) предоставляет собой двигатель и кавитатор, в который подается вода. Принцип работы котла заключается в следующем:

• электрический ток образуется в обмотках нагревателя при наведении магнитного поля, вызываемого множеством мелких вихрей;
• быстрое нагревание устройства происходит благодаря низкому уровню инерции.

Схематично принцип работы устройства выглядит так:

Варианты подключения

Грамотным электрикам несложно самостоятельно собрать индукционные котлы отопления:

• с однофазным подключением;

• с трёхфазным подключением.

На схемах приведены индукционные котлы SAV, основное отличие которых заключается в отсутствии нагревательных деталей, благодаря чему выход из строя самого котла практически сводится к нулю.

Работа котла производится за счет индукционной катушки, которая использует ток сети частотой 50 Гц и создаёт переменное магнитное поле.

1. реле электронного запуска;
2. электронный блок управления датчиками с расширенными возможностями;
3. датчик температуры воды (термопара);
4. контактная группа и группа защиты (автоматы 16 А и 6 А);
5. блок возврата реактивной энергии и защита от скачков напряжения.

Достоинства готового устройства ВИН

Автоматика нового поколения SAV предлагается производителем ЗАО «НПК «ИНЭРА».

Основными преимуществами устройства, применяемого для отопления, являются: безопасность, экономия, удобство, экологичность и безвредность для здоровья.

Безопасность

Нагрев воды в ВИН осуществляется посредством индукции электрической цепи. Тем не менее, при протекании воды через магнитное поле она никоим образом не связана с элементами силовой цепи. Так что, раздельное сосуществование электропитания и воды реализовано благодаря установке защитных устройств, обеспечивающих безопасность данного оборудования.

Экономия

Электромагнитная структура отопительной системы позволяет быстро нагревать воду, и нет необходимости предварительного нагрева и сохранения тепла. Через 10 секунд после запуска подогревателя аппарат может быть введен в эксплуатацию. Его электрическая энергия может быть полностью использована с тепловым КПД более 99%, что превышает почти на 20% от торгового стандарта.

Сравнивая с обычным подогревателем воды, тепло сохраняется лучше на 20—30%.

Удобство

Предусмотрено открытие/закрытие подачи воды за счет автоматического включения/отключения электропитания. Небольшой каркас ВИН легко и просто установить в помещении для длительного применения. Можно приспособить управление через микрокомпьютер, цифровой дисплей с 8-ступенчатой регулировкой мощности.

На цифровом дисплее котла, как правило, имеются небольшие сенсорные кнопки выключателя питания, регулировки температуры воды. Когда температура понижается, циркуляционный насос автоматически включается, и вода нагревается.

Индукционное отопление обеспечивает стабильную температуру и может использоваться непрерывно без ограничения объема воды и времени.

Экологичность

Этот обогреватель не образует никаких вредных отработанных газов во время работы, не потребляет внутренний кислород, не создаёт никакого шума и не оказывает влияния на окружающую среду.

Безвредность для здоровья

Индукционный нагреватель, используя индукцию магнитного поля при нагревании воды, проводит намагничивание и умягчение воды. При этом улучшается активность воды, свойственная магнитной воде.

Заключение

Индукционное отопление – это невиданная экономия, суперэффективность, неимоверный срок службы, составляющий более 30 лет. В период всего срока службы не требуется ремонт или обслуживание. ВИН – это незагрязняющее окружающую среду оборудование соответствует современным мировым стандартам.

Индукционный котел для отопления: правда и мифы

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.

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.

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.

Оправданы ли индукционные электрические котлы в системе отопления частного дома

Индукционные электрокотлы не столь востребованы как ТЭНовые или электродные в виду их высокой стоимости. К тому же, использование индукционных электрических котлов для отопления частного дома попросту неоправданно ни с экономической точки зрения, ни с практической. Тем не менее многие продавцы-посредники продвигают оборудование как отличный вариант именно для индивидуальной системы отопления, что вводит в заблуждение немало людей.

Индукционные электрокотлы действительно имеют некоторые преимущества, но они не совсем весомые в бытовых условиях эксплуатации. Давайте же грамотно подходить к выбору отопительного оборудования.

Читайте в статье

Что из себя представляют электрические индукционные котлы отопления

Для чего нужны и как применяются

Индукционные электрокотлы преобразовывают электрическую энергию в тепловую, еще с начала 80-х годов их начали использовать в промышленных целях. Относительно недавно их стали пропагандировать как экономичные и компактные котлоагрегаты для индивидуальных систем отопления в частных домах, что не совсем так.

КПД практически всех современных электрокотлов более 99%, не зависимо от их вида, что подразумевает практически одинаковую эффективность преобразования электроэнергии в тепло. Кроме того, автоматика, действительно позволяющая сэкономить за счет грамотного управления мощностью, в индукционных котлах не является выдающейся и уступает ТЭНовым, а иногда и электродным.

На практике преимущества в виде компактных размеров, большей надежности, более высокой скорости нагрева теплоносителя и более простого обслуживания несущественны для бытового использования и оправданы лишь в промышленной сфере, где необходимы котельные установки больших мощностей или того требуют определенные технологические процессы.

В редких случаях индукционники оправданы в индивидуальных СО, где в качестве теплоносителя планируется использование антифриза.

Устройство и принцип работы

В компактный металлический корпус помещена индукционная катушка, внутри которой находится сердечник из ферромагнетика (металлическая труба). С одной стороны в сердечник подается холодная вода (обратка), с другой стороны, обычно сверху, находится подача котла.

Принцип действия индукционных электрокотлов.

Поэтапно принцип работы электроиндукционного котла отопления выглядит так:

1. На индукционную катушку подается переменный ток (220 В или 380 В в зависимости от мощности котла), вследствие чего вокруг катушки образовывается магнитное поле.
2. Магнитное поле воздействует на сердечник посредством вихревых токов Фуко и разогревает сердечник до определенной температуры (в зависимости от подаваемого напряжения)
3. Разогретый сердечник отдает тепло протекающему по нему теплоносителю.

Таким образом, на сердечнике практически невозможно образование накипи, особенно при длительном использовании отфильтрованного и умягченного теплоносителя. В качестве теплоносителя может использоваться не только вода, но и антифриз, масло, теплоносители на основе этиленгликоля, что зачастую является весомым критерием в промышленной сфере.

Существующие типы

Всего существует два типа индукционных электрокотлов: стандартные индукционные (SAV) и вихревые (ВИН). Принцип действия первых описан выше, все они идут с маркировкой SAV.

Вихревые индукционные котлы (ВИН) более современные, в них используется инвертор, преобразовывающий стандартную частоту переменного тока 50 Гц в сверхчастоты от 25 кГц и выше. Помимо сердечника теплоноситель омывает и ферромагнитный корпус (который также нагревается), что существенно увеличивает скорость нагрева и позволяет уменьшить размеры котлоагрегата с сохранением прежней мощности. За счет более сложной конструкции и более дорогого металла корпуса, вихревые котлоагрегаты в 1,5-2 раза дороже.

Стоит ли их использовать для отопления частного дома: разбираем известные заблуждения

Как мы уже говорили ранее, использование индукционных электрокотлов оправдано лишь в промышленности. Однако стоит подтвердить слова разобрав детальнее все известные мифы.

КПД и экономичность

Несмотря на уверения продавцов о высоком КПД, у всех современных электрокотлов он около 99%. Это значит, что, например, при максимальной нагрузке котел, производящий 9 кВт тепловой энергии будет потреблять 9,091 кВт электроэнергии. Тем не менее, со временем, за счет образования накипи, КПД ТЭНовых моделей снижается до 90 или даже 80%, поскольку для обеспечения сквозь слой накипи прежней теплоотдачи необходимо больше времени и мощности. В индукционных котлах накипь не образовывается и КПД сохраняется неизменным.

Но даже в ТЭНовых моделях можно практически полностью решить проблему:

• фильтруя заливаемый теплоноситель;
• установив умягчающие фильтры ;
• используя один и тот же теплоноситель, не сливая его каждый сезон. Минералы единожды осядут на ТЭНах и превратятся в несущественный слой накипи, практически не влияющий на эффективность нагрева, после чего им будет просто неоткуда браться.

Кроме того, в любом случае всегда можно заменить ТЭНы, стоят они недорого, а замену не сложно провести самостоятельно. Экономия может быть обеспечена и эффективной автоматикой, управляющей мощностью электрокотла в соответствии с потребностями, которая имеется у индукционных котлов, но часто уступает ТЭНовым или даже электродным моделям.

С ней мы еще разберемся далее, а пока можно сделать вывод, что КПД у всех современных электрокотлов +- одинаковый, а отсутствие накипи не стоит переплаты в более, чем 50%.

Эффективность и критерии выбора энергосберегающих электрокотлов отопления

Надежность

Еще одним частым аргументом в пользу электроиндукционников является их надежность: максимально простая конструкция, а значит в ней попросту нечему ломаться.

Это действительно так, но относится абсолютно ко всем качественным электрическим котлам, поскольку, в отличие от тех же газовых, единственным элементом, который при должных условиях эксплуатации может выйти из строя, является ТЭН. Но даже они при очищенном и мягком теплоносителе служат не менее 5-7 лет.

Другие элементы в моделях известных производителей такие, как циркуляционный насос, автоматика, набор датчиков или воздухоотводчик согласно практике крайне редко выходят из строя за первые 10 лет эксплуатации.

Безопасность

С безопасностью даже у современных моделей все непросто, поскольку мощные индуктивные электрокотлы создают серьезную нагрузку на электрическую сеть, искажают синусоиду. Подключать котлоагрегат необходимо только при условии отличного состояния проводки, желательно через стабилизатор напряжения. Кроме того, магнитное поле никак не изолировано, что может негативно влиять на работу находящейся рядом электроники.

Автоматика и регулировка температуры

Управление индукционным электрическим котлом производится с помощью отдельного пульта управления, который имеет довольно точные настройки, но не подразумевает программирование работы котла на ближайшие сутки или неделю.

В известных ТЭНовых моделях температура регулируется более точно: поградусно, благодаря датчику температуры. Кроме того, во многих моделях возможна установка комнатного термостата, что позволяет более эффективно и правильно регулировать работу котла по температуре воздуха в помещении, а не теплоносителя на выходе.

Как выбрать комнатный термостат для электрокотла и экономить до 30% каждый месяц

Вес и габариты

Размеры индукционных котлов действительно небольшие, что позволяет установить их практически в любом месте дома. Тем не менее, это не столь существенное преимущество перед и так компактными ТЭНовыми моделями или крайне небольшими электродными котлами размером чуть более магистральной трубы.

Вес индукционников в большинстве случаев в 2 раза больше ТЭНовых моделей, в пределах 50-80 кг.

Отзывы об индукционных электрокотлах: преимущества и недостатки

Подведем итог, проанализировав все реальные характеристики, практику монтажа и отзывы владельцев:

Преимущества	Недостатки
Отсутствие процесса образования накипи	Высокая стоимость (на 60-100% дороже ТЭНовых или электродных моделей)
Компактные размеры	Посредственная автоматика и органы управления в виде шкафа управления со ступенчатой регулировкой мощности
Скорость нагрева теплоносителя (в среднем в 1,5-1,7 раза выше)	Невозможно организовать управление с помощью комнатного термостата
Надежность, поломки в первые 8-12 лет эксплуатации индукционных котлов любой мощности – редкость	Высокая нагрузка на электрическую сеть дома, искривление синусоиды, повышения риска возникновения скачков напряжения
Возможность использования в качестве теплоносителя масла, антифриза или теплоносители на основе этиленгликоля	В отличие от ТЭНовых моделей, в комплекте с котлом редко поставляется циркуляционный насос, группа безопасности, расширительный бак
Стоит помнить и о дорогостоящем отоплении дома за счет электроэнергии в целом. Для дома площадью 100-150 кв м. это порядка 9-13 тыс. руб. в месяц.

На сегодняшний день известны такие производители индукционных электрокотлов: