Как организовать индукционное отопление

Какой обогреватель лучше использовать

Принцип индукционного нагрева уже много лет применяется в промышленности. Популярны такие приборы на сталелитейном производстве, при изготовлении электросварных труб, для термической обработки, улучшения и закалки металлов, в сварочных аппаратах. В последнее время разнообразные модели производятся и для бытового отопления.

Нагрев воды

Благодаря интенсивному нагреву теплоносителя можно установить проточное оборудование для горячего водоснабжения, использующее теплотворную способность сил индукции.

Как выбрать индукционный котел отопления

Состоит такой прибор из преобразователя, создающего магнитное поле, и трубы с водой, выполняющей роль сердечника.

Тепло в системе отопления

Любой электрокотел является наиболее экологичным и удобным средством обогрева для частного дома.

Но привычное использование ТЭНов приводит к большим эксплуатационным затратам, заставляя искать альтернативные способы получения тепла. Ситуацию исправит индукционный котел, имеющий минимальное потребление электроэнергии.

Установив достаточно простой аппарат, вихревой индукционный нагреватель, на трубу водяного отопления, можно получить оптимальный вариант, сочетающий небольшие платежи за топливо с эффективным обогревом.

Индукционный котел отопления

Принципиально конструкция идентична водонагревателю, только в качестве сердечника используется труба, входящая в отопительный контур.

Скорость нагрева теплоносителя в ВИН значительно выше, чем в других электрических аппаратах, а нагревается вся площадь, соприкасаемая с прибором, что позволяет получить значительную экономию ресурсов.

Как все современные котлы, индукционный имеет в комплекте насос, систему датчиков и пульт управления, позволяющий выбрать необходимый режим.

Обогрев помещений

Еще один простой и надежный способ отопления предполагает использование двух устройств, индуктора и индукционной плиты, подключенных к аккумулятору. Такая конструкция может использоваться в работающей системе вместо традиционного котла. Инвертор создает магнитное поле, которое действует на плиту с установленным на нее кожухом из магнитного материала. Именно через него пропускаются трубы.

Очень важно, чтобы контур был изготовлен из немагнитного материала, иначе вихревые токи будут разноситься по всей системе, что негативно скажется на КПД. Для небольшого дома будет обеспечено достаточное мощностью 2000 Вт

Самодельное отопление

Одна из последних разработок – использование для отопления инвертора от сварочного аппарата. На трубу наматывается несколько витков из провода, внутрь помещается медная стружка. Вся эта конструкция подключается к небольшому инвертору.

Преимущества и недостатки

Такие отопительные устройства, как индукционные котлы, как и другие подобные агрегаты, имеют свои плюсы и минусы. И с положительными, и с отрицательными их сторонами необходимо подробно ознакомиться, если вы собираетесь установить в своем доме такое оборудование. Для начала рассмотрим, чем хороши индукционные разновидности отопительных котлов.

Главным преимуществом таких агрегатов является их надежность. Если в таких изделиях имеется автоматика, то они могут действовать в автономном режиме, и хозяевам не придется постоянно их контролировать. При этом к поломке устройства может привести лишь отсутствие теплового носителя – тогда корпус-сердечник в системе может слишком сильно перегреться и в результате расплавиться.

Индукционные котлы отличает высокий КПД (свыше 90%). Разумеется, конкретное значение главным образом зависит от конструкции теплового обменника в агрегате и прочих особенностей строения той или иной модели. К преимуществам таких агрегатов можно отнести и то, что с годами их КПД не падает, поэтому даже спустя долгое время вы не заметите, что ваша отопительная система стала менее эффективной.

Индукционное тепловое оборудование не подвержено поломкам – ему не потребуется частый и дорогостоящий ремонт. Для установки подобного агрегата не нужно дополнительно сооружать вентиляцию или дымоход, что нередко обходится пользователям в кругленькую сумму.

Служит такое оборудование довольно долго. Если правильно использовать подобные разновидности отопительных котлов, то они могут прослужить более 30 лет, поскольку в них нечему гореть, ведь катушка индуктивности герметично запаивается в корпусе и надежно изолируется от соприкосновения с тепловым носителем. Кроме того, витки при этом скручивается не плотно и их заливают особым защитным составом. По этой причине возможность повреждения витков сводится к минимуму.

Жидкость в таких системах нагревается до высоких температур. Минимальным значением является 35 градусов по Цельсию. Подобные агрегаты устанавливаются довольно просто. Бытовые модели являют собой отрезок трубы небольших размеров, который запаян с обеих сторон. На корпусе при этом присутствует 2 штуцера, необходимых для подсоединения подачи теплоносителя и обратки. Также имеется шнур, чтобы подключить автоматику. Подключение таких систем не составляет особого труда – справиться с этой несложной работой можно без привлечения специалистов.

Индукционные отопительные системы характеризует высокая эффективность работы. Они отличаются маленькой инертностью, поэтому нагрев теплового носителя начинается очень быстро (сразу после запуска системы). Так же быстро такие котлы и отключаются. В таком аппарате отработанный теплоноситель не нужно менять слишком часто. Вполне достаточно делать это раз в 10 лет.

Подобные разновидности отопительных аппаратов, как правило, не подтекают, поскольку в них отсутствуют разъемные внутренние соединения. Эти агрегаты способны работать и при постоянном токе, и при небольшом напряжении в сети. По словам специалистов, на нагревательном элементе в таких устройствах не накапливается вредная накипь. Это происходит благодаря вибрации сердечника (из-за этого на нем не могут отложиться лишние частицы). Кроме того, накипь не соберется из-за температурного режима теплоносителя (не выше 90 градусов по Цельсию) и замкнутости системы, в которой может присутствовать ограниченное число носителей.

Теперь настало время ознакомиться с их минусами:

• В первую очередь, к ряду недостатков таких аппаратов стоит отнести их высокую цену. Они стоят в разы дороже, чем устройства с тэном. Однако высокая стоимость обусловлена присутствием автоматики.
• Обычно эти аппараты имеют внушительный вес. Например, котел диаметром в 12 см и с высотой в 45 см будет весить целых 23 кг.
• Подходят эти котлы исключительно для закрытых отопительных систем.
• Подобные агрегаты могут создавать волновые помехи на небольшом расстоянии. По этой причине специалисты советуют устанавливать их как можно дальше от любых бытовых приборов.

• Если вы собираетесь установить индукционный котел в большом доме с 2-3 этажами, то вам придется дополнительно смонтировать циркуляционный насос большой мощности – это необходимо, чтобы аппарат работал стабильно.
• Индукционные агрегаты являются энергозависимыми. Если в вашем жилище отключат электричество, то и отопление так же перестанет работать. Конечно, такая проблема является решаемой – можно приобрести дизельные генераторы, но это станет дополнительной тратой.

Какими бывают электрокотлы

Сделанный своими руками индукционный котел упрощается до одной металлической трубы, служащей сердечником. Она и заполняется теплоносителем.

Существуют такие типы индукционных агрегатов:

• однофазные – для сети 220В;
• трехфазные – для сети 380 В.

Самыми распространенными являются ТЭНовые, индукционные и ионные котлы. Монтаж всех моделей может производиться к стене или полу, так как они имеют достаточно легкий вес – 30—40 кг. Индукционные агрегаты используются для локальных систем отопления и для простого обогрева воды. Если дом выше одного этажа, котел отопления можно снабдить специальным насосом, и закрытая система сможет работать стабильно по всему дому.

Если стены постройки не утеплены извне, работа котла будет иметь низкую эффективность, и понадобится очень мощная модель. Устройство такого типа может работать с разными теплоносителями, не только с водой, но и с антифризом. Технически характеристики индукционных агрегатов зависят от мощности и типа модели.

Особенности вихревого индукционного котла

С принципом работы индукционного отопительного прибора мы уже знакомы. Существует его разновидность: вихревой индукционный котел или ВИН, действующий несколько иначе.

Отличительные черты ВИН

Как и индукционный аналог, он работает от высокочастотного напряжения, поэтому обязательно оборудуется инвертором. Особенность ВИН устройства заключается в том, что вторичная обмотка у него отсутствует.

Ее роль выполняют все металлические детали прибора. Их обязательно изготавливают  из материалов, которые проявляют ферромагнитные свойства. Таким образом, когда на первичную обмотку устройства поступает ток, резко возрастает напряженность электромагнитного поля.

Оно в свою очередь генерирует ток, сила которого стремительно увеличивается. Вихревые токи провоцируют перемагничивание, в результате которого все ферромагнитные поверхности очень быстро, почти мгновенно, разогреваются.

Вихревые устройства достаточно компактны, но за счет использования металла, их вес велик. Это дает дополнительное преимущество, поскольку все массивные элементы корпуса принимают участие в теплообмене. Таким образом КПД агрегата приближается к 100%.

Эту особенность устройства нужно учитывать, если принято решение самостоятельно изготовить котел ВИН. Он может быть выполнен только из металла, пластик использоваться не должен.

Основное отличие вихревого индукционного котла заключается в том, что его корпус выступает в роли вторичной обмотки. Поэтому его всегда изготавливают из металла

Как собрать вихревое индукционное устройство?

Как мы уже знаем, такой котел отличается от своего индукционного аналога, однако, изготовить его самостоятельно так же несложно. Правда, теперь понадобятся навыки сварочных работ, ведь устройство должно быть собрано только из металлических деталей.

Для работы понадобится:

• Два одинаковых по длине отрезка металлической толстостенной трубы. Их диаметры должны быть разными, так, чтобы одну деталь можно было поместить в другую.
• Обмоточная (эмалированная) проволока из меди.
• Трехфазный инвертор, можно от сварочного аппарата, но максимально мощный.
• Кожух для теплоизоляции котла.

Теперь можно приступать к работе. Начинаем с изготовления корпуса будущего котла. Берем трубу большего диаметра и вставляем внутрь вторую деталь. Их нужно вварить одну в другую так, чтобы между стенками элементов осталось некоторое расстояние.

Получившаяся деталь в разрезе будет напоминать баранку. В качестве основания и крышки корпуса используется стальной лист толщиной не менее 5 мм.

В результате получаем полый бак цилиндрической формы. Теперь нужно врезать в его стенки патрубки под трубы подачи холодной и отводе горячей жидкости. Конфигурация патрубка и его диаметр зависят от труб отопительной системы, возможно, дополнительно понадобятся переходники.

После этого можно приступать к намотке проволоки. Она аккуратно, под достаточным натяжением наматывается на корпус котла.

Принципиальная схема самодельного индукционного котла вихревого типа

Собственно, нагревательным элементом будет служить намотанная проволока, поэтому корпус прибора желательно закрыть теплоизоляционным кожухом. Так удастся сохранить максимум тепла и, соответственно, увеличить КПД устройства и сделать его безопасным.

Теперь нужно врезать котел в отопительную систему. Для этого теплоноситель сливается, отрезается нужный по длине участок трубы и на его место вваривается прибор.

Осталось только запитать отопительный прибор и не забыть подключить к нему инвертор. Устройство готово к эксплуатации. Но прежде, чем провести испытания, нужно заполнить магистраль теплоносителем.

Вы не знаете, какой теплоноситель выбрать для заполнения контура? Рекомендуем ознакомиться с характеристиками различных теплоносителей и рекомендациями по выбору оптимального типа жидкости для отопительного контура.

Только после закачки теплоносителя в систему проводить пробный пуск.

Сначала нужно запустить прибор на минимальной мощности и внимательно отследить качество сварных швов. Если все в порядке, мощность увеличиваем до максимума.

На нашем сайте есть еще одна инструкция по изготовлению индукционного прибора, который можно использовать для подогрева теплоносителя в системе отопления. Чтобы ознакомиться с процессом сборки индукционного нагревателя, переходите по .

Опровержение всего выдуманного

Все нагревательные приборы используют энергию, а КПД разнится только в зависимости от теплового рассеивания вокруг отопления.

• Время достижения нужной температуры теплоносителя напрямую зависит от того, как работает нагревательный элемент. А это значит, что высказывания об экономичности котлов – выдумки, так как Закон сохранения энергии неизменен. Это значит, для получения 1 кВт тепла потребуется 1 кВт электричества независимо от прибора.

Также частенько от продавцов можно услышать, что индукционный котел отопления, цена на который почти такая же, как и на другие типы агрегатов, более долговечный. Если вам говорят, что прибор прослужит, как минимум двадцать пять лет, стоит подумать, насколько это правдиво.

Дело в том, что реалии показывают следующие факторы, в какой-то степени подтверждающие сказанное выше:

• Да, механического износа этих котлов дождаться сложно, так как у них отсутствуют подвижные детали.
• Если за прибором надлежащим образом ухаживать, то медная обмотка в изоляции прослужит достаточно долго.
• Сердечник даже после агрессивного воздействия может работать ни один десяток лет.

Таким образом, индукционный котел отопления, цена которого не ниже ТЭНового, будет выгоднее, так как работать в действительности будет дольше.

Кстати, влияние накипи все же преувеличено. Первое, наличие извести не характеризующейся высокими теплоизолирующими качествами. Второе, когда водоворот замкнут, риск появления известковых отложений минимален. Но все же, именно индукционные котлы менее всего подвержены накипи.

Индукционный котел отопления, цена на который практически не отличается от ТЭНовых, работает бесшумно, потому намного выгоднее аналогичных агрегатов.

Что нам говорит реальность:

• Из-за отсутствующих акустических колебаний любой нагревательный агрегат работает бесшумно.
• Шумы производят циркуляционные насосы, потому приборы с конвекционными потоками не издают шумы.
• Даже если требуется наличие насоса, то можно купить такой, который работает невероятно тихо.

Когда менеджер говорит о бесшумности, то он не лукавит.

Утверждение о компактности приборов и возможности их установки в любых помещениях абсолютно достоверно, так как для отрезка трубы отдельного места не нужно.

В случае, когда вас уверяют в полной безопасности индукционных котлов можно засомневаться. Дело в том, что когда происходит утечка носителя тепла, электромагнитное поле остается неизменным, а значит, сердечник так и будет нагреваться. Делается вывод, что если не прервать электроснабжение, то буквально через несколько секунд начнут оплавляться корпус с креплениями.

Безопасность может быть достигнута только при наличии автоматического отключения котла, в случае возникновения подобной ситуации.

Технические характеристики котла

Прежде чем выбрать ту или иную модель, необходимо знать на какие технические характеристики стоит обратить внимание в контексте отдельно взятого помещения. Стоимость напрямую зависит от его мощности

Любая модель по цене будет выше, чем газовый котел для стандартного дома или квартиры, но в дальнейшем она вполне может себя окупить. Вдобавок индукционные котлы лишь начинают появляться. Высокая стоимость оправдана не столько сложной и ресурсозатратной технологией, сколько маленьким спросом и торговым оборотом фирм-производителей. Со временем электрический индукционный котел отопления неизбежно будет дешеветь.

При выборе стоит ориентироваться на следующее соотношение: 1 кВт мощности на 13 кв. м. площади. Отечественные модели выпускаются в диапазоне мощностей от 3 до 80 кВт. Котлы на 3, 5, 7 кВт однофазные и могут быть подключены к сети 220В. Их вес составляет 14, 15 и 38 кг соответственно.

Отопители с мощностью от 7 кВт трехфазные, питание им необходимо в 380В. Изготовителями также дается примерный диапазон обогреваемого объема для наиболее популярных моделей:

• 3 кВт способны работать на 80-130 м3;
• 5 кВт на 120-180 м3;
• 7 кВт на 180-280 м3.

Преимущества и недостатки технологии

В свете новизны и небольшого количества представителей подобных котлов в сегменте обогревательных систем, вокруг них появилось множество догадок, мифов и стереотипов. Наиболее актуальная и достоверная информация по данному вопросу будет представлена в формате перечня плюсов и минусов технологии. Исходя из этого каждый сможет самостоятельно сделать выбор и решить, целесообразна ли такая покупка.

Преимущества:

• Индукционный нагреватель для отопления имеет большой диапазон мощностей: от 3 до 80 кВт. Это позволяет подобрать оптимальный вариант для любой площади, не переплачивая при этом за неиспользование потенциала котла отопления. Это характерно для многих других обогревателей. Например, когда в местности с мягкой зимой максимальная мощность отопителя может быть не задействована в принципе.
• Не требует дорогостоящего подключения. Для запуска системы необходимо только лишь купить котел.

• Не подвержен появлению накипи, поскольку электромагнитное поле вызывает микровибрации, не давая тем самым элементам в воде оседать, а детали не контактируют непосредственно с теплоносителем. Электрические индукционные котлы отопления с ТЭНом именно из-за накипи со временем снижают свой КПД и выходят из строя.
• Прост в эксплуатации и не требует профилактического обслуживания, соответствует всем существующим нормам безопасности.
• В качестве теплоносителя может использовать антифриз. Это особенно важно для районов с экстремально низкими температурами. В случае отключения системы отопления трубам не будет угрожать опасность разрывов, а при запуске нет необходимости дополнительно проводить какие-либо работы.
• Не создает пожароопасных ситуаций, не требует установки дымовой трубы.
• Система работает бесшумно.
• Компактен, может быть прикреплен прямо к стене.
• Срок службы – от 30 лет, т.к. он просто не имеет деталей, подверженных механическому износу. Некое влияние теплоносителя оказывается на сердечник, но его толщина позволяет работать очень долго в таком состоянии.

Недостатки:

• Стоимость электроэнергии выше, чем иных классических источников для отопления. Конечно, если таковые доступны для владельцев помещения.
• Постоянная высокая нагрузка на электросеть. Не исключено что она может не выдерживать дополнительно 3-5 кВт, потребляемых круглосуточно.
• Высокая стоимость самого индукционного котла. Модели с мощностью в 3-7 кВт обойдутся около $500, 70 – 80 кВт – около $2500-3000.
• Прямая зависимость от перебоев подачи электроэнергии.
• Срок службы высокий, но в работе используются полупроводники, которые, вероятно, потребуют себе замену через 10 лет.
• Работает тихо, но если использовать дополнительно насос, то шум будет такой же, как и в других электрических моделях.
• При полной утечке теплоносителя и отсутствии системы автоматического отключения, сердечник начнет плавить корпус индукционного котла.

Собираем простейший индукционный котел

Самый незамысловатый нагреватель просто заменит часть трубы в системе отопления. Насколько реально собрать такой индукционный котел своими руками, оцените по этой инструкции.

Как собрать индукционный котел своими руками — пошаговая схема

Шаг 1: Выбираем преобразователь энергии

На входе электроэнергию будет встречать сварочный инвертор. Изготавливать его самостоятельно могут только очень продвинутые пользователи, так как мы назвали эту схему простейшей, предполагаем, что вы его просто приобретете в соответствующем магазине. Какой из предложенных там взять? Это зависит от мощности, которую вы ожидаете получить от будущего индукционного нагревателя. В среднем для небольшого дома подойдет высокочастотный сварочный инвертор на 15 А. Желательно наличие функции плавного изменения тока.

Шаг 2: Тело нагревателя

Сложного внутри нашего котла мастерить не будем, пустим воду через нагретую стальную проволоку. Для этого берем прокат с диаметром не менее 7 мм. Нарезаем кусочки по 5 см длиной. Количество определяется размером корпуса, куда мы их будем засыпать. Его мы сделаем из пластиковой трубы с толстыми стенками, на нее в дальнейшем будем наматывать индукционную катушку. Естественно, пластик должен быть термоустойчивым. Нежелательно, чтобы диаметр трубы превышал 50 мм. Длину ее мы узнаем после того, как намотаем катушку, поэтому возьмите с запасом.

Индукционная катушка для самодельного котла отопления

Шаг 3: Индукционная катушка и подключение

Для создания катушки нужен медный провод, им равномерно обматывается наша пластиковая труба. Достаточно сделать 90–100 витков

Важно выдерживать между ними одинаковые отступы. Когда вы получили желаемый результат, отступите от крайних витков по 10 см и обрежьте трубу

Шаг 4: Переходники

Теперь организуем подвод и выход теплоносителя. Для этого нужно прикрепить соответствующие переходники. С двух сторон трубы располагаем металлическую сетку, она предотвратит высыпание кусочков проволоки. Снизу крепим вводной переходник, через который вода будет поступать. Затем плотно и полностью засыпаем корпус проволокой и закрываем сверху выводным переходником. Вход и выход желательно снабдить шаровым вентилем на случай, если вы решите демонтировать котел, тогда воду из трубопровода сливать будет не нужно.

Шаровой вентиль для самодельного индукционного котла

Шаг 5: Подключение

Концы катушки выводятся на инвертор, но пока подключать еще рано. Сначала полученный агрегат нужно врезать в систему отопления. Для этого отпиливаем в подходящем месте часть трубопровода такого размера, чтобы расположенный вместо него самодельный котел стал без зазоров. Через переходники фиксируем входное и выходное отверстие. Теперь-то можно катушку присоединить к инвертору переменного тока. Остается пустить воду в систему и включить в сеть наш котел.

Какие условия обязательны для безопасной работы котла?

Собрать индукционный котел самостоятельно оказалось не так сложно, но есть несколько обстоятельств, без которых корректной его работы мы не добьемся. . То есть, это должна быть закрытая сеть с насосом, который и будет гонять воду по контуру. Также у вас должна быть возможность заземлить инвертор, иначе пожарная безопасность окажется под вопросом. В сеть этот агрегат нужно включать через устройство защитного отключения (УЗО).

Инвертор индукционного котла отопления

К материалу самого , куда врезается котел, особых требований нет. Это может быть и пластик, и металл. Главное, чтобы это была жесткая конструкция, а не болтающиеся шланги. Расположение катушки из соображений пожарной безопасности должно находиться в 30 см от стен и 80 см от пола и потолка. Если поблизости должны быть еще какие-то приборы или мебель, то расстояние до них тоже желательно выдержать около 30 см.

Подключение индукционного котла к жесткой конструкции трубопровода

Также не помешает на выходе из котла установить автоматический клапан с манометром, чтобы при необходимости он стравливал нарастающее давление, от которого может треснуть наш корпус. Это понадобится, если устройство принудительной циркуляции нужно будет отключить или насос просто внезапно сломается. Если эта идея вам нравится, тогда переходник на выходе из котла должен быть тройным (два входа для возможности отвода воды в разных направлениях, третий – для клапана). Корпус индукционного нагревателя можно обтянуть изолирующим материалом

Это снизит потери тепла и исключит возможность касания катушки по неосторожности, которая ударит током. Эту рекомендацию мы бы перевели в статус обязательного условия